Особенности расчетов при предварительном напряжении и регулировании
|
Контролируемые и нормативные усилия предварительного напряжения и потери При расчете конструкций, возводимых с предварительным напряжением или регулированием, необходимо внимательно учитывать пока еще несовершенную практику выполнения и контроля этих сложных мероприятий, а также сопутствующие им физико-механические явления, происходящие помимо воли строителя. При осуществлении предварительного напряжения исходным является понятие контролируемого усилия, т. е. номинального усилия, величина которого должна быть измерена при контроле предварительного напряжения. При регулировании исходными являются аналогичные понятия таких контролируемых факторов, как постоянные нагрузки, прикладываемые к каждой из схем конструкции, опорные реакции, перемещения по направлениям опорных закреплений или отдельных элементов. He менее важно понятие нормативного усилия предварительного напряжения (или нормативной величины какого-либо другого фактора, специально создаваемого в конструкции при ее регулировании). Нормативными усилиями предварительного напряжения называются предполагаемые в расчете наиболее вероятные их значения для каждого периода работы конструкции. Аналогичные определения можно дать и нормативным факторам регулирования. Нормативное и контролируемое усилия предварительного напряжения совпадают, если совпадает период и схема работы конструкции в данном расчете и при осуществляемом строителями контроле предварительного напряжения и если расчет ведется применительно к такому месту конструкции, усилие в котором совпадает с усилием в месте его контроля. Нормативные усилия в различные периоды работы конструкции меньше контролируемых усилий на величину потерь предварительного напряжения. Рассмотрим конкретно зависимости между контролируемыми усилиями, нормативными усилиями и потерями применительно к предварительному напряжению, осуществляемому натяжением высокопрочной арматуры, так как при этом способе могут проявляться все виды потерь, характерные для сталежелезобетонных конструкций. Можно различать 2 следующих вида контролируемых усилий: Nпr(к) — контролируемое перед закреплением элемента арматуры (для окончания натяжения), измеряемое обычно манометром домкрата; Nпr(кт) — контролируемое после закрепления элемента арматуры (для проверки правильности натяжения), измеряемое обычно по удлинению заанкеренного элемента арматуры или по деформациям основной конструкции. Разница между двумя видами контролируемых усилий возникает вследствие мгновенных потерь натяжения, таким образом:  Потери натяжения от деформаций анкерных закреплений определяются, в основном, согласно Техническим условиям CH 200-62. Если длина элемента высокопрочной арматуры превышает 30 м, то эти потери допускается не принимать во внимание. О потерях натяжения от трения сказано ранее. Следует подчеркнуть, что эти потери неодинаковы по длине элемента высокопрочной арматуры. У тех концов элементов, где находились домкраты, эти потери обычно равны нулю. Правильный учет мгновенных потерь имеет особое значение для предупреждения разрушений бетона при натяжении арматуры. Нормативное усилие натяжения элемента высокопрочной арматуры в период предварительного напряжения, обозначаемое Nп(r)r(н), равно контролируемому усилию Nпr(к) (за исключением тех его участков, на которых усилие натяжения уменьшено за счет трения). Нормативное усилие от предварительного напряжения в элементе высокопрочной арматуры в начальный период эксплуатации определяют в общем случае выражением  Потери от релаксации напряжений достигают 5% контролируемого натяжения. Явление релаксации напряжений в стали практически затухает, как известно, в сравнительно короткий срок, порядка 30 суток. Поэтому можно условно принять, что вся релаксация происходит в интервале времени между окончанием предварительного напряжения и началом эксплуатации. Нормативное усилие от предварительного напряжения в последующий период нормальной эксплуатации можно для расчета в основном сочетании нагрузок и воздействий определить выражением  Явление ползучести бетона затухает в течение нескольких лет. Поэтому можно условно принять, что вся ползучесть происходит после начала эксплуатации. В сталежелезобетонных конструкциях практически нецелесообразно вычислять отдельно потери натяжения от ползучести бетона и от обжатия поперечных швов под действием одного только предварительного напряжения. Удобнее решать этот вопрос при общем учете ползучести бетона и обжатия поперечных швов, имея в виду действие одновременно и предварительного напряжения, и вертикальных нагрузок. В дополнительном сочетании нагрузок и воздействий следует учитывать еще потери натяжения от усадки бетона, что также целесообразно делать при общем расчете на усадку бетона. Коэффициенты перегрузки Расчетным усилием предварительного напряжения называется возможное неблагоприятное его значение, используемое в расчетах на прочность и устойчивость и получаемое умножением соответствующего нормативного усилия на коэффициент перегрузки nr. При регулировании коэффициенты перегрузки nr вводят к величинам смещений опорных закреплений и других искусственных перемещений по направлениям статических связей. В Технических условиях CH 200-62 коэффициенты перегрузки nr регламентированы применительно к предварительному напряжению, в основном, железобетонных мостовых конструкций. Рекомендации по коэффициентам перегрузки nr для стальных предварительно напряженных конструкций имеются в соответствующей инструкции. Для сталежелезобетонных мостовых конструкций рекомендуются (впредь до уточнения) следующие величины nr: - nr = 1, если соблюдена совокупность трех условий: а) все предварительное напряжение или регулирование выполнено ранее включения в работу железобетонной части конструкции и в статически определимой схеме; б) отсутствуют перегибы натягиваемой высокопрочной арматуры; в) имеются надежные методы контроля не менее чем двумя независимыми способами, взаимно проверяющими друг друга. - nr = 1,1 или nr = 0,9 (в зависимости от того, увеличивает или уменьшает предварительное напряжение расчетное суммарное воздействие) — во всех остальных случаях, т. е. при отсутствии хотя бы одного из перечисленных условий. При регулировании путем изменения схемы конструкции в ходе загружения ее постоянными вертикальными нагрузками к этим нагрузкам вводят обычные присущие им коэффициенты перегрузки n; коэффициент перегрузки nr в этом случае в расчетах не участвует. В каждом расчете на всех стадиях и этапах, на которых выполняют предварительное напряжение или регулирование, коэффициенты перегрузки nr или n должны иметь одно и то же значение, невыгодное для окончательного результата этого расчета. В ряде случаев можно было бы получить еще более невыгодный результат, приняв для одного и того же расчета на одном этапе nr = 1,1, а на другом этапе nr = 0,9. Однако такой расчет был бы неверным. Очевидно, что нельзя принимать на разных этапах с разными коэффициентами перегрузки одни и те же силы, например, опорные реакции при поднимании и опускании пролетного строения на опорах, вес балластной пригрузки при ее укладке и снятии и т. д. |
