ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Совместно происходящие изгиб и осевая деформация (растяжегибкого стержня из "Прикладная механика твердого деформируемого тела Том 2 " Здесь хр и ip — координаты точки, приложения силы Р. [c.303] Внецентренное растяжение стержня. [c.303] Поскольку брус призматический и, следовательно, каждая из величин й и 1, а также Хр и ур во всех сечениях сохраняет свое значение, заключаем, что нейтральная поверхность представляет собой плоскость, параллельную оси бруса и что во всех поперечных сечениях распределение напряжений одинаковое (рис. 13.24). [c.304] Если напряжения в пределах всего поперечного сечения одного знака, то используется одно из приведенных выше условий в зависимости от знака напряжения. . [c.304] то при работе этого материала в составе внецентренно-сжатого элемента иногда добиваются расположения точки пересечения линии действия сил с поперечным сечением внутри ядра сечения. [c.306] Пример 13.5. Построить ядро сечения для прямоугольного поперечного-сечения (рис. 13.27, а). [c.306] С целью предотвращения возникновения трещин используют предварительное напряжение балки для компенсации растягивающих напряжений в бетоне в рабочем состоянии. [c.309] Пусть имеем бетонную балку прямоугольного поперечного сечения на двух опорах, нагруженную равномерно распределенной нагрузкой (рис. 13.30, а). [c.309] Под влиянием этой нагрузки в поперечных сечениях балки возникнут изгибающие моменты, эпюра которых представляет собой квадратную параболу (рис. 13.30, б). Если балка чисто бетонная, то в ней, как в балке из однородного (квазиоднородного) материала, в области ниже срединного по высоте слоя возникн т растягивающие напряжения наибольшее из них —в сечении посредине пролета. [c.309] Л/ при разных случаям эпюры нормальных напряжений и + в сечениях 2 = 0, (/4 и //2. Такого же эффекта можно добиться, развивая силы, передаваемые на торцы бетонной балки при помощи натяжения арматуры, помещенной в канал, созданный в балке при ее изготовлении. Достигнуть этого можно так. Перед бетонированием балки поместить в опалубку (в форму) трубки из жести и в них с некоторым зазором расположить арматуру, например, высокопрочные тросы. Затем забетонировать балку и дать бетону отвердеть и приобрести необходимую прочность. В теле бетонной балки при этом образуются каналы, внутренняя поверхность которых пред- ставляет собой внутреннюю поверхность уложенных жестяных трубок. Арматура, находящаяся в этих каналах, не имеет сцепления с бетоном. Если один конец каждого арматурного стержня снабдить упорным устройством, а другой— домкратом, упирающимся в торец бетонной балки (рис. 13.32), то при помощи домкрата будет создано напряжение в конструкции — растяжение в арматуре и сжатие в бетоне. [c.310] ИЗ сечений будет иметь точку приложения посредине расстояния между центрами тяжести горизонтальных и отогнутых стержней в этом сечении. Множество точек приложения этих равнодействующих представляет собой квадратную параболу (пунктир на рис. 13.32, б), а( х )инно-эквивалентную (сжатую по вертикали в два раза) той, по которой расположены отогнутые стержни. В каждом поперечном сечении действует сила (равнодействующая усилий во всех стержнях арматуры), имеющая эксцентриситет, равный расстоянию от точки пересечения параболы, изображенной пунктиром, с поперечным сечением балки, до оси. Вследствие наличия эксцентриситета указанная сила в каждом из сечений создает изгибающий момент, противоположный по направлению тому, который вызывается внешней нагрузкой. Эпюра этих изгибающих моментов, созданных предварительным напряжением балки, как и от нагрузки, также представляет собой квадратную параболу, но имеет противоположный знак. Чем больше величина суммарной силы натяжения стержней арматуры, тем пропорционально больше все ординаты эпюры изгибающих моментов, вызванных предварительным напряжением балки. Можно подобрать величину суммарной силы такой, чтобы эпюры М и с точностью до знака оказались тождественными Мч = М . [c.313] Так полностью компенсируется изгиб, однако в балке возникает сжатие с продольной силой Ы = Р во всех сечениях. В приведенном выше рассуждении в связи с большой пологостью отогнутых стержней пренебрежено разницей между усилием в отогнутом стержне и его проекцией на горизонтальное направление. [c.313] Работа предварительно напряженных балок в натурных условиях значительно сложнее описанной здесь. [c.313] Во-первых, под влиянием усадки и ползучести бетона и релаксации напряжений в арматуре со временем происходит снижение силы натяжения в арматурных стержнях, а следовательно и силы, сжимающей бетон. При назначении величины силы натяжения арматуры это обстоятельство необходимо учитывать. [c.313] В-третьих, натяжение всех стержней арматуры не может быть выполнено одновременно, при последовательном же натяжении возбуждение усилия в каждом следующем стержне ослабляет натяжение ранее напряженных стержней. Этот эффект также при-ходттся учитывать в расчете. Имеется и ряд других причин, усложняющих работу конструкции (наличие касательных напряжений, технологическая сложность расположения стержней по параболе и т. п.). [c.314] Все изложенное свидетельствует о значительной сложности вопроса. [c.314] Предварительное напряжение применяется с целью улучшения напряженного состояния не только железобетонных балок, но и балок из однородного материала, например стали. [c.314] Регулированию напряжений в конструкциях при помощи предварительного напряжения посвящена большая литература ). [c.314] Формулы (13.16) и (13.17) удобнее формулы (13.15) в случае, если расчет ведется на подвижную нагрузку, вызывающую при разном положении на конструкции усилия различных знаков, так как приходится находить наиневыгоднейшее положение нагрузки для одного фактора М или Мд), а не двух факторов N и М), имеющих, как правило, различные наиневыгоднейшие участки загружения конструкции, что осложняет отыскание экстремальных напряжений по формуле (13.15). [c.316] Изгибающий момент и поперечная сила Qy создаются поперечной внешней нагрузкой и внешними продольными силами Р, т. е.. [c.317] Вернуться к основной статье