|
Nie obrażaj więc mojej inteligencji poprzez czynione na pokaz zaniżanie własnej.
BETONOWE KONSTRUKCJE SPRĘŻONE
dr inż. Zbigniew Plewako 2. Obliczanie strat siły sprężającej 2.1. Charakterystyki geometryczne przekrojów Właściwości przekrojów w konstrukcjach sprężonych wymagają uwzględnienia zróżnicowanych cech sprężystych tworzących je materiałów – głownie zbrojenia sprężającego i zwykłego, a także – w odpowiednich przypadkach elementów zespolonych. Konieczna jest wzajemna wieź elementów przekroju, zapewniająca przekazywanie odkształceń i naprężeń. W tym świetle cięgna bez przyczepności lub zewnętrzne, nie maja wpływu na charakterystyki geometryczne przekrojów. Uwzględnienie różnych materiałów tworzących przekrój ma swoje odzwierciedlenie w nazewnictwie: mówimy o przekrojach sprowadzonych i o charakterystykach sprowadzonych. Odmienność sprężystości poszczególnych materiałów uwzględnia się stosując współczynniki proporcjonalności modułów sprężystości E p ; E s ; E n cm (2-1), (2-2), (2-3) p s c E E E cm cm cm gdzie: E cm – moduł sprężystości betonu podstawowego E p – moduł sprężystości cięgien sprężających E s – moduł sprężystości stali zbrojenia pomocniczego E n cm – moduł sprężystości betonu zespolonego = + A A c A p A cs Rys. 2.1-1 Pole powierzchni przekroju sprowadzonego Pole powierzchni przekroju sprowadzonego pokazanego na Rys. 2.1-1 określa wzór: A cs A c p A p A p p 1 A (2-4) gdzie: A c – pole powierzchni przekroju netto betonu podstawowego A p – pole powierzchni przekroju cięgien sprężających A – pole powierzchni przekroju brutto betonu podstawowego W analogiczny sposób uwzględniamy inne materiały w przekroju, obliczając zgodnie z zasadami geometrii pól: S cs – moment statyczny przekroju y cs – położenie środka ciężkości przekroju (CGC), Katedra Konstrukcji Budowlanych 1/21 BETONOWE KONSTRUKCJE SPRĘŻONE dr inż. Zbigniew Plewako J cs – moment bezwładności, e p – mimośród cięgien (siły sprężającej) - Rys. 2.1-2 . CGC CGC=CGS CGS A p Rys. 2.1-2 Położenie środka ciężkości przekroju i cięgien (siły sprężającej) Katedra Konstrukcji Budowlanych 2/21 BETONOWE KONSTRUKCJE SPRĘŻONE dr inż. Zbigniew Plewako 2.2. Siła sprężająca i straty sprężenia. Wprowadzenie Najważniejszą zmienną w elementach sprężonych jest siła sprężająca. Siła sprężająca nie jest stała w czasie. Jej zmienność, a w zasadzie spadek, jest skutkiem wielu zjawisk występujących zarówno w procesie sprężenia jak i w czasie życia konstrukcji. Ogólnie określa się ten efekt jako straty sprężenia . Oznaczenia P 0,max – maksymalna siła naciągu w czasie sprężania P m0 – siła sprężenia bezpośrednio po zakończeniu procesu sprężania P mt – siła sprężająca w czasie t (zazwyczaj t → ∞, czyli P m∞ ) Powyższe oznaczenia odnoszą się do siły nominalnej tj. określonej lub obliczonej w projekcie i zarejestrowanej przy prowadzeniu naciągu. Podział strat siły sprężającej Generalny podział rozróżnia straty doraźne, ujawniające się bezpośrednio po zakończeniu procesy sprężania, i straty opóźnione rosnące wraz z czasem występowania zjawisk które je wywołują. Dodatkowym pojęciem są tzw. straty trwałe, obejmujące wszystkie straty w całym okresie życia konstrukcji. Z uwagi na odmienność procesów technologicznych, źródła strat doraźnych i ich wielkość są inne w technologii strunobetonu i kablobetonu. Straty opóźnione dla wszystkich konstrukcji sprężonych są wynikiem tych samych zjawisk. Ilustruje to schemat na Rys. 2.2-1 . Straty Doraź n e Strunobeton Kablobeton Tarcie Relaksacja Temperatura Sprężyste Tarcie Poślizg Sprężyste Opóźnione Pełzanie Skurcz Relaksacja Rys. 2.2-1 Podział strat sprężenia Katedra Konstrukcji Budowlanych 3/21 BETONOWE KONSTRUKCJE SPRĘŻONE dr inż. Zbigniew Plewako Zmienność siły sprężenia w czasie życia różnych rodzajów elementów sprężonych pokazano na Rys. 2.2-2 do Rys. 2.2-4 . P F pk F pk 0 80 f pk nośność charakterystyczna p 0 max 0 90 f p 0 Straty własne siłowników naciągowych (w tym poślizg w zakotwieniach) P 0 P (x) – straty tarcia (tylko na dewiatorach) 0 75 f pk P ir – straty początkowej relaksacji pm 0 0 85 f p 0 P T – straty termiczne nośność obliczeniowa (zerwanie cięgien) P c – straty sprężyste P m,0 F pd = 0,9/1,15f pk A p. = 0,78F pk P t (t 1 ) – straty relaksacji cięgien, skurczu i pełzania betonu (w czasie t 1 ) zarysowanie przekroju pmt P m,t betonowanie elementu dojrzewanie betonu naciąg cięgien sprężających Zwolnienie zewn naciągu SPRĘŻENIE t 0 t 1 t Rys. 2.2-2 Zmiany siły w cięgnach w życiu konstrukcji strunobetonowej P F pk F pk 0 80 f pk nośność charakterystyczna p max 0 90 f p P 0 Straty własne siłowników naciągowych 0 75 f P (x) – straty tarcia pk pm 0 0 85 f p 0 P sl – straty poślizgu w zakotwieniu nośność obliczeniowa (zerw anie cięgien) P m,0 P c – straty sprężyste (tylko przy kolejnym naciągu cięgien) F pd = 0,9/1,15f pk A p. = 0,78F pk Sytuacja początkowa P t (t 1 ) – straty relaksacji cięgien, skurczu i pełzania betonu (w czasie t 1 ) zarysowanie przekroju pmt P m,t naciąg cięgien sprężających betonowanie elementu kotwienie cięgien sprężających t 0 t 1 t Rys. 2.2-3 Zmiany siły w cięgnach w życiu konstrukcji kablobetonowej Katedra Konstrukcji Budowlanych 4/21 BETONOWE KONSTRUKCJE SPRĘŻONE dr inż. Zbigniew Plewako P 0 80 f F pk pk p max 0 90 f p P F pk Straty własne siłowników naciągowych P 0 nośność charakterystyczna (zmiażdżenie betonu) P (x) – straty tarcia 0 75 f pk pm 0 0 85 f p 0 P sl – straty poślizgu w zakotwieniu P m,0 P c – straty sprężyste (tylko przy kolejnym naciągu cięgien) Sytuacja początkowa P t (t 1 ) – straty relaksacji cięgien, skurczu i pełzania betonu (w czasie t 1 ) P d << F pd F pd = 0,9/1,15f pk A p. = 0,78F pk nośność obliczeniowa (zmiażdżenie betonu) zarysowanie przekroju pmt P m,t naciąg cięgien sprężających betonowanie elementu kotwienie cięgien sprężających t 0 t 1 t Rys. 2.2-4 Zmiany siły w cięgnach w życiu konstrukcji z cięgnami bez przyczepności Katedra Konstrukcji Budowlanych 5/21 |
Menu
|