МИНИСТЕРСТВО ПРОМЫШЛЕННОСТИ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ РСФСР УРАЛЬСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И ПРОЕКТНЫЙ ИНСТИТУТ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ УРАЛНИИСТРОМПРОЕКТ

РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ПОТЕРЬ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ОТ УСАДКИ И ПОЛЗУЧЕСТИ ШЛАКОПЕМЗОБЕТОНА

Челябинск, 1974

Министерство промышленности строительных материалов РСЯСР Уральский научно-исследовательский и проектный институт строительных материалов УРАЛНИИСТРОМПРОЕКТ

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ПОТЕРЬ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО НАПРЯЕЕНИЯ ОТ УСАДКИ И ПОЛЗУЧЕСТИ ШЛАКОШВОБЕТОНА

Одобрены секцией технологии железобетона УралНИИстромпроекта 16 ноября 1973 г.

Челябинск, 1974.

к'. 1* Пи У»?    ,

Vi" i* 0.5 Ее(i♦ 2j>6so), Ц-1* 0.5ЕвC_t(l•*• 2y>'<об.).

P ^и P - коэффициенты нелинейности, определяемые по табл.1,1; при этом коэффициент определяется в зависимости от значении    »    а    коэф

фициент jb* - в зависимости от значений Vro-Остальные величины расшифрованы в п.1.6.

Таблица I.I

Значения коэффициентов нелинейности и

Кубикозая прочность шлакопемзобетона в момент обкатия RD, кг/см2 Значения $> или £>* /сиР/кг/ ь зависимости от или ббв/jj^ 0,4 0.5 0,6 г со О О О 200 > 200 0 0 0,002 0,0015 0,0035 0,0025 0,005 0,0035 0,007 0,005

Примечание.При £=£>’*< 0,001 нелинейным характером ползучести модно пренебрегать и принимать £ =    = 0.

I.II. Напряжения в ненапря-'аемой арматуре, вызванные нелинейной ползучестью бетона, определяются по формулам: в арматуре А

6«^=<3(i6Ct£a(i*>6«,)5i >    /1.22/

- 10 -

1.12. Потери предварительного напряжения от усадки и ползучести бетона в центрально обкатах и симметрично армированных элементах определяются по формулам /1.1/, АЛО/, /1.12/, АЛА/. /1.16/ и /1.22/, принимая в них * I,

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ УСАДКИ И ПОЛЗУЧВСТИ

2.1. Нормативное значение мера ползучести шлакопемзобетона C_R /а,?/кг/ представляет собой предельную величину меры ползучести шлакопемзобетона естественного твердения в образце сечением 10x10 см при нагружении его в возрасте 28 сут. и выдерживании в условиях относительной влажности среды 70%.

2.2.    Нормативное значение относительной деформации усадки шлакопемзобетона представляет собой предельную величину линейной относительной деформации усадки шлакопемзобетона естественного твердения, развивапцейся с момента окончания влажного хранения образца сечением 10x10 см в условиях относительной влажности среда 70%.

2.3.    Величины нормативных значений меры ползучести С_н и деформации усадки £ун шлакопемзобетона определяются по табл.2.1.

2.4. Расчетные предельные значения.мары ползучести С_к и деформации у санки £ у_К шлакопемзобетона вычисляются по формулам:

АЛ/

/2.2/

3 Зах. 888

Таблица 2.1 Нормативные значения моры ползучести Ся к деформация усадки бум олакопемзобетона

Характер! f УДОбоуК! бетонжс по ГОСТ Ютика ьодвмжиоотк юдываемости/ Я смеои I0I0I-62 Значения С^хХО* /см2/»/ для олакопемзобетона проехтне Я марки Зяаченжл 6VH хЮ‘ для влакопемэобето-иа проектных марок 150-400 Осадка конуоа, см 1еотко,'ть по техническому впокозиметру, сек 150 200 250 300 400 30-40 16,8 13,0 9.3 7,7 6,2 40 1-2 10-20 19,2 14,4 II.5 9.6 7.2 50 5-6 _ 22,ч 16,0 13,5 11,2 0,4 60 9-10 - 24,0 18,0 14,4 12,0 9,0 70

Примечания. I.Промежуточные значения С„ и бум находятся по интерполяции.

2. Для олакопемзобетона, подвергнутого тепловлажностноя обработке по полному режиму /прочность при обжатии не менее 70% от проектной марки/, значения С„ и снижается на 10?.

3. Характеристика подвижности /удобоукладываеиостк/ бетонной смеси устанавливается в зависимости от конструктивных особенностей и технологии изготовления железобетонных элементов и конструкций с учетом указаний глава СНиП I-В. 3-62 "Бетоны

на неорганических вяжуккх и заполнителях¹'.

Таблица 2.2 Значения коэффициентов §

Значения коэффициентов £ в зависимости от 1рояиоотн бетона при его обжатии Возраста бетона при его обжатии Размеров элемента Вл&жноотк среды Vr То ОН- *« Открытая удельная поверхность элемента. 1/ом U U — W7. ь ? МП U 0,6 1,50 28 и менее 1,00 0,05 н менее 0,60 0,40 30 1,50 1,50 0,7 1,80 45 0,90 0,07 0,65 0,45 40 1.40 1,40 0,8 1,20 60 0,80 0,10 0,70 0,50 50 1,30 1,30 0,9 1,10 90 0,70 0,20 0,80 0,70 60 I.» I.X5 1,00 180 0,60 0,40 1,0С 1.00 70 1,00 1,00 и более I год 0,50 0,60 I.I5 1,10 80 0,85 0,75 3 года С,40 0,80 1.35 1,20 90 0,65 0,45 ■ и более 1,00 ■ более 1.55 1,40 100 0,45 0,00

Примечание. Отличным от единицы принимается во всех охучаях линь один не двух коэффициентов или . При прочности глакопемзобетона меньвеи, чем его проектная мархч, нспользуотоя значения коэффициента $ L , принимая £, - I; при обиатии бетона в возраоте более 28 су?, учитываются изменения коэффициента , полагая - I,

где $i t £2 f £ 3* * ^ ЦП ^и f 5* • £ Ч¥ “ коэффициенты, учитывающие фактические условия работа ешакопемзобетона в конструкциях и принимаемые по табл.2.2.

2.5.    Открытую удельную поверхность стеряневых элементов допускается вычислять как отношение открытого периметра поперечного сечения к его площади. Участки поверхности элемента /периметра сечения/, покрытые гидроизоляцией, при подсчете величины открытой поверхности не учитываются, если гидроизоляция осуществляется непосредственно после изготовления элемента.

2.6.    Относительная влажность среды в закрытых помещениях устанавливается по фактическим данным, а влажность воздуха под открытым небом - в зависимости от климатического района расположения сооружения как среднюю летнюю за многолетний период.

2.7.    Величины расчетных значений меры ползучести и деформаций усадки шдакопеызобетона к произвольному моменту времени - Ct и £*t рекомендуется определять по формулам:

Ct " С к Xt .    /2.3/

6gt^m £vk Xt ,    /S-4/

где Х-£- коэффициент, учитываггшй изменение параметров усадки и ползучести шлакопемзобетона во времени.

Численные значения коэффициентов Xt приведены в табл.2.3.

Таблица 2.3 Значения ко- ффициентов Xt

t , сут 10 30 60 90 180 I год 3 года Xt 0,3 м 0,5 0,6 м Ь£ 0,3 0,5 0,65 0,75 0,85 0,95 1,0

Примечание. В числителе приведены значелхя it дяя конструкций,

находящихся под открытым небом в условиях сезонного изменения температуры и влажности окружающей среды; в знаменателе - значения Xt для конструкций, находящихся в закрытых отапливаемых помещениях.

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА

Примет) X. Дано: Элемент нижнего пояса фермы с размерами поперечного сечения по рис.2; шакопемзобетон марки 400; осадка конуса бетонной смеси - 2 см; к}баковая прочность бетона при обжатии К₀ = 280 кг/см^; продольная напрягаемая арматура Aj из семипроволочнкх прядей диаметром 12 мм / К* = 16000 кг/сы^Д ненапрягаемая А - стержни класса A-III диаметром 16 мм; натяже-

Рис.2. Поперечное сечение предварителтчо напряженного низшего пояса фермы

• IS-

В настоящих Рекомендациях изложен практический метод расчета потерь предварительного напряжения* вызываемых усадкой и ползучестью шлакопемзобетона. Приведена методика расчетного определения параметров усадки и ползучести шлакопемзобетона.Рекомендации позволяет реализовать указания п.5.13,д СНиП П-В Л-62* по учету влияния усадки и ползучести бетона при расчете предварительно напряженных железобетонных конструкций. Даны примеры, пояснявшие предлагаемый метод расчета. Кроме того,в приложении приведен способ вычисления опытных потерь преднапряяения.

Рекомендации предназначены для проектировщиков, научных работников и аспирантов.

Рекомендации разработаны канд.техн.наук В.П.Полищуком /Брянский технологический институт/ и инж.РЛ.Черняевой ДралНИИстром-проект/ на основании результатов экспериментально-теоретических исследований, проведенных авторами в 1968-73 гг. в лаборатории железобетонных конструкций УралНИИстромпроекта, а также обработки имеющихся в отечественной литературе данных.

Отзывы и замечания по настоящим Рекомендациям просим направлять по адресу: 454000,г.Челябинск,центр,проспект им.В.И.Ленина, 89, УралНИИстромпроект,лаборатория железобетонных конструкций*

ВВЕДЕНИЕ

Настоящие Рекомендации содержат указания по определению потерь предварительного напряжения, проявляющихся в железобетонных конструкциях от линейной и нелинейной ползучести и усадки шлакопемзобетона.а также указания по расчетному определению величин меры ползучести и деформаций усадки шдакопемзобетона.

Результаты испытаний и натурных обследований свидетельствуют о том, что во многих случаях потери предварительного напряжения, вызвагше усадкой и ползучестью шдакопемзобетона, достигают значительно больших величин, чем предусматривается СНиП П-В. 1-62*, что существенно влияет на трещиностойкость и деформации конструкций.

Действующие нормативные документы /Рекомендации по проектированию конструкций из легких бетонов/ предяагают определять потери предварительного напряжения от ползучести .шдакопемзобетона приближенно, по эмпирической формуле, а потери от усадки - с помощью готовых числовых величин. При этом они не учитывают в должной мере свойства применяемых бетонов, режим окружающей среды, насыщение конструкций арматурой, возраст бетона в момент обжатия и другие факторы. Между тем, имеющиеся в настоящее время теоретические решения и накопленные опытные данные позволяют определять потери предварительного напряжения с более обоснованных позиций.

Изложенный в настоящих Рекомендациях практический метод расчета получен на основе технической теории ползучести /теории 1 Здж. 689    *    ³    -

старения/.При разработке методики расчета использованы нормативные представления, согласно которым потери определяются в момент снижения напряжений в бетоне до нуля воздействием на элемент внешних фактических или условных сил. Для этой же стадии определяются и напряжения в ненапрягаемой арматуре от усадки и ползучести бетона.Исследования,проведенные в УралНИИстромпроекте, и результаты обработки имеющихся в литературе материалов показали хорошую сходимость опытных данных с теоретическими, вычисленными по предлагаемым формулам.

Предлагаемый метод расчета может быть применен и для других видов бетона /обычный тяжелый бетон, легкие бетоны,силикатный и др./, для которых имеются обоснованные способы определения параметров усадки и ползучести.

Основные обозначения

и биу - потери предварительного напряжения от усадки бетона соответственно в арматурах А_н и А^;

бау и бау - напряжения от усадки бетона соответственно в арматурах А и А';

б_мп и бит» - потери предварительного напряжения от ползучести бетона соответственно в арматурах и А^;

б од и бал - напряжения от ползучести бетона соответственно в арматурах А и А¹;

бь и б«о - начальные напряжения в бетоне на уровне центра тяжести соответственно арматур А /А У и

Ct И fiyf - мера ползучести и относительная деформация

усадки бетона к произвольному моменту времени X ;

Ск ^я £ ус • предельные /конечные/ значения меры ползучести я относительной деформации усадки бетона;

R и R₀ - соответственно проектная марка бетона по прочности на сжатие и прочность бетона в момент обжатия;

Е* - начальный модуль упругости бетона;

Е._и и Е._а - модули упругости соответственно напрягаемой и ненапрягаемой арматур;

3? - площадь и собственный момент инерции бетонной части сечения;

Fa - площади сечения соответственно напрягаемой и ненапрягаемой арматуры, расположенной в наиболее обжатой зоне бетона;

Fi    pi

„ и r_a - площади сечения соответственно напрягаемой и ненапрягаемой арматуры, расположенной в менее обжатой зоне бетона.

I. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕРЬ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ОТ УСАДКИ И ПОЛЗУЧЕСТИ ШЛАКОЛИСОБЕТОНА

1.1.    Настоящие Рекомендации позволяют определять потери предварительного напряжения, вызванные как линейной, так и нелинейной ползучестью шлакопемзобетона, с. также его усадкой.

1.2.    Наличие линейной или нелинейной ползучести шлакопемзо-

бетона при сжатии зависит от величины уровня напряженного состояния, представляющего собой отношение напряжения в бетоне к кубиковой прочности бетона R₀ в момент обжатия. Исследования показызают, что линейная ползучесть имеет место при    0,4;

при более высоких значениях    наблюдается    нелинейная    пол

зучесть бетона. При растяжении можно считать, что линейная ползучесть имеет место вплоть до предела прочности бетона.

1.3.    Величины потерь предварительного напряжения от усадки

бетона определяются по формулам /1.1/ - Д.П/.ПЬтери предварительного напряжения от ползучести шлакопсглзобетона определяются по формулам Д.32/-А.15/ или Д.16/-/1.21/ в зависимости от того, имеет место линейная или нелинейная ползучесть.

1.4.    Приведенные нике формулы дают возможность определять как конечные /предельные/ величины потерь от усадки и ползучести шлакопемзобетона, так и потери в любой момент времени. При вычислении конечных величин потерь используются конечные /предельные/ значения меры ползучести С _к и деформации усадки £ *к При определении величин потерь в произвольный момент времени t используются промежуточные значения меры ползучести С ^ и деформации усадки

1.5.    Начальные напряжения в бетоне для сечений, нормальных к продольной оси элемента. определяются по их приведенной площади, вводя в расчет полное сечение бетона с учетом ослабления его каналами, пазами и т.п., а также площадь сечения всей продольной напрягаемой и ненаг^ягаемой арматуры, умноженной на отношение модулей упругости арматуры и бетона. Напряжения в бетоне вычисляются по упругой стадии. При этои равнодействующая усилий обжатия определяется с учзтоы потерь предварительного напряжение происходящих до окончания обжатия бетона. Указанное потери определяются в соответствии с указаниями п.п.5.4, 5.II, 5.14 - 5.17 СНиП П-В. 1-62*.

1.6.    Потери предварительною напряжения в напрягаемой аркатуре. вызванные усадкой бетона, определяются по формулам:

я аркатуре \

п.1/

в арматуре

я £»*t £н 5 •	/1.2/
Б- . , ь n.|iAfir	Л.з/
с. К - ---- 9 i ♦ rtHJUAf'r	/1.4/
Г - I - 0.5 Ee Ct ,	/1.5/
Я** ■!Нн+'гЬ?,а- *	Л.6/
/д=Ян + Я* *	/1.7/
*в1Лб ’	/1.8/
	/1.9/

и расстояния от центра тязести бетонной части сечения до центров тяяести соотвегствеяяо арматур A /k^/ и A* /Aj/ /рис.1/.

- 7 -

Рис.I. Поперечное сечение железобетонного элемента с двойной напрягаемой и ненапрягаемой арматурами

1.7. Напряжения в ненапрягаемой арматуре, вызванные усадкой бетона, определяются по формулам:

в арматуре А
Say " £ yt Е а. fr t	/1.10/
ъ арматуре A1
бад' 6yt Ea.fr •	Д.П/

При этом коэффициенты Б и Б' находятся по формулам /Х.З/ и /1.4/.

- 8 -

1.8. Потери предварительного напряжения в напрягаемой арматуре, вызванные линейной ползучестью бетона, определяются по формулам:

э арматуре
	<Оио e 6sD Ct ЕиБ ,	/1.12/
в арматуре
	ббо СгЕнб*,	/1.13/

Значения коэффициентов Б и Б¹ вычисляются по формулам /1*3/ и /1.4/.

1.9. Напряжения в не напрягаемой арматуре, вызванные линейной ползучестью бетона, определяются по формам:

в арматуре А San * ббо Ct Ea б ,	/1.14/
в арглтуре А* бо„ = б’бо Ct Еа Б'.	Л.15/
Коэффициенты Б и Б* вычисляются по формулам /1.3/ и Д.4/. 1.10. Потери предварительного напряжения в напрягаемой ар-
матуре, вызванные нелинейной ползучестью бетона.	определяются
по формулам:
в арматуре Ад
б„,= бь, Ct Е„ (!♦ 5»вбо)Б4,	/1.15/
в арматуре А^
б'н„-б'5оС4Ея(1^‘бУ 6i.	/1.17/
где е {♦nHju*yVi - 9 -	/1.15/