Напряженное состояние при предварительном напряжении арматуры бетон сжат, а арматура растянута

Целью предварительного напряжения являются обжатие бетона в тех зонах конструкции, где под нагрузкой будет возникать растяжение.

Растяжение арматуры являются лишь средством для обжатия бетона.

Возникающие при работе под нагрузкой растягивающие напряжения только погашают предварительное обжатие бетона, а потому образование трещин значительно отдаляется. Рассмотрим эпюры напряжений в предварительно- напряженных конструкциях:

1. Эпюра напряжения при предварительном обжатии.

2. Эпюра напряжений от нагрузки.

3-4. Суммарные эпюры напряжений.

Мы видим, что эксплуатационные нагрузки, вызывающие в какой - либо зоне бетона растягивающие напряжения, будут складываться с предварительно созданными сжимающими напряжениями.

Бетон начинает работать на растяжение только после полного погашения предварительного обжатия, но к этому времени к элементу уже приложена вся эксплуатационная нагрузка, поэтому трещиностойкость конструкции с предварительным напряжением арматуры значительно выше трещиностойкости той же конструкции без предварительного напряжения.

ПРЕИМУЩЕСТВА:

1. В предварительно напряженных конструкциях предоставляется возможность использования высокоэкономичной стержневой арматуры повышенной прочности и высокопрочной арматуры. Предварительное обжатие растянутых зон бетона значительно отдаляет момент образования

трещин в растянутых зонах элементов, ограничивает ширину их раскрытия и повышает жесткость элементов.

2. Предварительно напряженные конструкции часто оказываются экономичными для зданий с такими пролетами, нагрузками и условиями работы, при которых применение ж/б конструкций без предварительного напряжения технически невозможно или вызывает чрезмерно большой перерасход бетона и стали для обеспечения требуемой жесткости и несущей способности конструкций.

3.Предварительное напряжение конструкций позволяет расширить использование сборных и сборно-монолитных конструкций стального сечения, в которых бетон повышенной прочности применяется только в заранее изготовленных предварительно напряженных элементах, а основная часть конструкций выполняется из тяжелого или легкого бетона, не подвергаемого предварительного напряжению.

4.Повышается выносливость конструкций при работе на воздействие многократно повторяющихся нагрузок.

5.Повышается металлоемкость конструкций - это объясняется тем, что благодаря применению более прочных и легких материалов сечения предварительно напряженных конструкций оказываются меньшими по сравнению с ж/б конструкциями без предварительного напряжения, а следовательно, более гибкими и легкими.