Данные для расчёта потерь и расчёт удлинения

Для произведения расчета необходимо разграничить потери напряжения на прямые и косвенные.

Прямые потери

Еврокод 2, 5.10.3

В соответствии с пунктом 5.10.3 (3) стандартов Евросоюза UNI EN 1992-1-1:2005 (EC2) для определения прямых потерь необходимо учитывать следующие факторы постнапряжения (где это применимо):

  1. Потери в результате трения пряди / трубы пряди
  2. Потери в результате усадки анкера (усадки клиньев)
  3. Потери в результате упругой деформации бетона

Прямые потери проявляются на стадии натяжения, снижая напряжение, вызванное домкратом.

Потери напряжения в результате трения

Еврокод 2, 5.10.5.2

В соответствии с EC2, 5.10.5.2 , потери напряжения постнапряженной арматуры в результате трения можно отразить в следующей формуле:

=

где:

  • - Сумма угловых отклонений по длине x (вне зависимости от направления и знака);
  • - Коэффициент трения между прядью и трубой [rad-1];
  • - Угловое отклонение внутренних труб с прядью (на единицу длины, rad/m);
  • x - расстояние изучаемого участка вдоль арматуры от точки, где сила предварительного сжатия равна Pmax (сила на рабочем крае во время напряжения).

Значение зависит от характеристик поверхности арматуры и трубы, от наличия ржавчины, от удлинения арматуры и профиля арматуры. Показатель k углового отклонения зависит от качества работ, от расстояния между точками опоры арматуры, от вида канала или трубы и степени вибрации при бетонировании.

Согласно предписаниям TTM должны использоваться следующие значения и :

- однопрядный анкер в трубе со смазкой (труба HDPE):

0,05 rad-1< < 0,07rad-1 и 0,004 rad/m < < 0,008 rad/m

- однопрядный анкер со сцеплением в металлической трубе:

= 0,19 rad-1 и k=0,005 rad/m

Потери натяжения в результате усадки клиньев

Еврокод 2, 5.10.5.3

Во время блокировки клиновых захватов на анкерном креплении потеря удлинения пряди уменьшается за счет трения с трубой; данное явление противоположно тому, что наблюдается на стадии натяжения.

Если пряди в трубах имеют параболический профиль, то потери в результате трения вдоль пряди являются постоянными, а именно:

где:

  • l - длина пряди в трубе.

Потеря напряжения при достижении своего максимального показателя в соответствии с рабочим анкерным креплением прогрессивно и симметрично уменьшается и прекращается на расстоянии "d" от анкерного крепления.

Потери напряжения вдоль прядей в трубе после опрессовки зажимов

где:

  • c длина пряди в трубе, которая уменьшается за счет опрессовки.

В системе постнапряжения согласно TTM усадка клиновых захватов в момент постнапряжения соответствует уменьшению удлинения пряди в трубе.

Потери в начале (т.е. с рабочего края, используемого для натяжения):

где:

  • c - длина пряди в трубе, которая уменьшается за счет запрессовки захватов.

Потери в сечении :

Потеря напряжения в результате упругой деформации бетона

Еврокод 2, 5.10.5.1

Очень часто потеря напряжения в результате упругой деформации бетона незначительна.

В любом случае в одном сечении с n количеством арматуры постнапряжения деформация бетона во время натяжения общей арматуры i приведет к деформации элемента под напряжением и к соответствующему укорачиванию напряженной арматуры.

(Effetto della Post-tensione nei cavi - Эффект постнапряжения арматуры; Cavo – Арматура; Totale –Всего; Post-tensione installata - Установленное постнапряжение).

Данному укорачиванию соответствует потеря постнапряжения, которую можно приблизительно вычислить по следующей формуле:

где:

  • n - количество постнапряженной арматуры (труб с прядями)
  • EP - показатель расчета модуля упругости пряди
  • Ecm - модуль упругости при застывании бетона
  • - изменение напряжения в барицентре постнапряженной арматуры в момент t

Расчет удлинения во время натяжения арматуры

Во время натяжения арматуры необходимо сравнить значения фактического удлинения и теоретического удлинения, которые указаны в расчетах и к которым надо добавить корректировки для получения реального удлинения. Зарегистрированные при строительстве удлинения являются суммой следующих значений:

++++

где:

  • - значение удлинения пряди, рассчитанный с учетом сверх длины для захвата домкратом;
  • - упругая деформация бетона. Обычно удлинение, замеренное на домкрате, включает упругое укорачивание бетона;
  • - сумма деформаций анкерных креплений и усадки зажимов в конических гнездах;
  • - усадка зажимов;
  • - внутренняя деформация домкрата.

Усадка зажимов на активном анкере

Потеря удлинения в результате усадки зажимов проявляется на стадии их заклинивания после натяжения.

Согласно отчетам, относящимся к "Static Load Tests, EMPA" (Тесты Статической Нагрузки), рассчитывается следующим образом:

= 5 мм при натяжении домкратами с заклиниванием

= 10 мм при натяжении домкратами без заклинивания

Усадка зажимов и деформация фиксированного анкера

Согласно отчетам, относящимся к "Static Load Tests, EMPA" (Тесты Статической Нагрузки), анкерные крепления при нагрузке подвергаются незначительной деформации и не превышают 1 мм.

Усадка зажимов на пассивных анкерных креплениях заключается в перемещении арматуры в направлении натяжного домкрата. Чаще всего эти показатели не превышают 4-5 мм.

Деформация домкратов

Эта деформация вычисляется с учетом значений удлинения прядей, при условии, что показатели считываются на поршне домкрата.

Значение потери, считываемые внутри домкрата:

Домкрат серии TTM = 8 мм

Если удлинение считывается напрямую с прядей, то данные показатели не учитываются.

Показатели натягивания пряди на постнапряженные анкеры

Министерский Декрет от 14 января 2008 года

Технические нормы для расчета, выполнения и испытания железобетонных конструкций, бетонных конструкций и конструкций из предварительно напряженного бетона, а также для металлоконструкций.

Максимальная сила натяжения на каждую прядь

Максимальная сила натяжения ограничена:

Pspi= 0,85 x fp(0,1)kx Ape Pspi= 0,75 x fptkx Ap(t=0)

= 0,60 x fptk(t=µ)

где:

  • Pspi - максимальная сила натяжения в момент t=0
  • - постоянное напряжение пряди
  • fp(0,1)k - напряжение 0,1% деформации при нагрузке
  • fptk - предел прочности при напряжении
  • Ap - номинальная поверхность пряди

Показатели натягивания пряди на постнапряженные анкеры

Еврокод 2, 5.10.3

В соответствии с пунктом 5.10.3(2) EC2 показатель начальной силы предварительно сжатия Pm0(x) (на момент t = t0), нагнетаемой на бетон посредством анкеров сразу же после их напряжения, вычисляется следующим образом: от силы Pmaxна момент начала напряжения отнимается показатель прямых потерь Pi(x),

Начальная сила не должна превышать следующий показатель:

Pm0(x)=Apx

= min {0,75 fpk; 0,85 fp0,1k}

где:

  • Pm0 - показатель начальной силы предварительного сжатия (на момент t=t0)
  • - напряжение арматуры сразу же после натяжения
  • fpk предел прочности при напряжении
  • fp0,1k напряжение 0,1% остаточной деформации

Ограничения напряжения бетона

EC2, 5.10.2.2

Напряжение сжатия бетона конструкции, индуцированное силой предварительного сжатия и иными нагрузками на момент напряжения, должно быть ограничено согласно следующим параметрам:

где:

  • fck(t) - прочность бетона к сжатию на момент t, когда он подвергается силе предварительного сжатия.

Если напряжение сжатия превышает 0,45 fck(t), то необходимо учитывать нелинейность вязкости.

Если натяжение каждого элемента арматуры выполняется постепенно, то это снижает прочность бетона. Минимальная прочность fcm(t) на временном промежутке t должна составлять 50% от прочности бетона при полном предварительном сжатии. Показатель минимальной прочности бетона и требуемой для предварительного сжатия может варьироваться от 30% до 100% от показателя полного предварительного сжатия.