Особенности расчета элементов с предварительным напряжением арматуры

Рассмотрим усилия, действующие в поперечном сечении изгибаемого элемента при учете сжатой арматуры

,

Усилие в сжатой арматуре может быть определено следующим образом:

Усилие в растянутой арматуре может быть определено следующим образом:

Как видно из приведенных выше формул предварительное напряжение арматуры не влияет напрямую на усилия как в бетоне, так и арматуре, поэтому несущая способность изгибаемых элементов не зависит напрямую от наличия или отсутствия предварительного напряжения, поэтому записанные ранее формулы для расчета элементов без предварительного напряжения арматуры, справедливы и для элементов с предварительным напряжением.

Несмотря на это установлено, что предварительное напряжение оказывает влияние на значение граничной высоты сжатой зоны.

Для нахождения граничной высоты сжатой зоны бетона применяется соотношение:

, где 0,8- коэффициент, учитывающий неравномерное распределение напряжений в сжатой зоне бетона.

- относительная деформация арматуры при достижении в ней напряжений равных расчетному сопротивлению (от внешних нагрузок).

Для арматуры с предварительным напряжением и физическим пределом текучести получаем:

где - значение предварительного напряжения арматуры с учетом всех потерь.

Для арматуры с предварительным напряжением и условным пределом текучести получаем:

- предельная относительная деформация сжатого бетона, принимаемая равной .

Как видно из приведенных выше формул значение граничной высоты сжатой зоны зависит от отношения и модуля упругости арматуры . Значения для различных значений и классов арматуры вычислены и приведены в таблице 3.1 [4].

На стадии подбора арматуры, когда значения потерь предварительного напряжения в арматуре неизвестны, допускается принимать .

Для арматуры имеющей условный предел текучести расчетное сопротивление арматуры растяжению следует умножать на коэффициент , учитывающий возможность работы арматуры за условным пределом текучести.

Значение данного коэффициента вычисляется по формуле:

при можно не пользуясь данной формулой принимать .