2 Võrdleme konkreetse lihttala näitel raudbetoon- ja ... - tud.ttu.ee

Vello Otsmaa Pingebetoonkonstruktsioonid 2Võrdleme konkreetse lihttala näitel raudbetoon- ja pingebetoontala omadusi.Näide 1.1Antud: ristkülikulise ristlõikega raudbetoonist ja pingebetoonist lihttala arvutusavaga l eff =10,0. Ristlõike mõõtmed h = 700 mm, b = 300 mm, kasuskõrgus h 0 = 630 mm. Betoon C30/37(f ck = 30 MPa, f ctm = 2,9 MPa, f cd =20 MPa, E cm = 32000 MPa). Normkoormused: alaline g k= 17 kN/m, ajutine q k = 18 kN/m. Raudbetoontala armatuur 28 A-III (f yd = 340 MPa);pingebetoontala armatuuriks on seitsmetraadiline tross 15,2 (arvutustugevus f pd = 1456MPa). Armatuur- ja pingestusterase elastsusmoodul E s = E p = 200000 MPa.Määrata:- pikitõmbearmatuuri vajalik pindala;- tala pragudekindlus ja läbipaine kasutusseisundis.Arvutus1. KandepiirseisundArvutuskoormus p d = 1,35 17 + 1,5 18 = 50,0 kN/m;suurim paindemoment M Sd = 625 kNm.µ = M Sd / (f cd bd_) = 62510 6 / (0,85 20 300 630_ = 0,308; = y / d = 0,382.RaudbetoontalaA s = 0,3820,8520300630/340= 3610mm_Valime vardad 628 A s = 3695 mm_PingebetoontalaA s = 0,3820,8520300630/1456= 843mm_Tugevuse seisukohast piisaks 615,2 (A s =834 mm_), pragude vältimiseks valimetrossid 815,2 A s = 1112 mm_Järeldus: sama kandevõime korral on pingebetoontala pikiarmatuuri kulu 3610/ 1112 = 3,2korda väiksem.2. KasutusseisundVaatleme olukorda normkoormuse normatiivse kombinatsiooni mõjumisel.p k,norm = 17 + 18 = 35 kN/m; M Sk,norm = 35 10_ / 8 = 438 kNm.Olgu kogu koormus pikaajaline, ristlõike pinnakarakteristikute määramisel võib sellisel juhulvõtta s = E s / E c = p = E p / E c = 15Normaallõike pingejaotus kasutusolukorras enne ja pärast normaalprao tekkimist on näidatudjoonisel 1.2.RaudbetoontalaNormaalpraota ristlõige:x = 408 mm;I red = 12010 10 6 mm 4 .PingebetoontalaNormaalpraota ristlõige:x = 371 mm;I red = 9790 10 6 mm 4 .

Vello Otsmaa Pingebetoonkonstruktsioonid 3Normaalpraoga ristlõige:x = 332 mm;I red = 8576 10 6 mm 4 .Normaalpraoga ristlõige:x = 326 mm;I red = 5006 10 6 mm 4 .Joonis 1.2Normaallõike pingejaotus kasutusolukorras enne (a) ja pärast (b) normaalpraotekkimistNormaalpragude tekkimineVahetult enne prao tekkimist betooniga vastuvõetav paindemoment M cr,c = f ctm I red / (h x).Eelpingestusjõuga vastuvõetav paindemoment M p = P m, e 0p , kusP m, - lõplik eelpingestusjõud,e 0p = d – x - eelpingestusjõu ekstsentrilisus.Eelpingestusjõud, mis oleks vajalik prao vältimiseks kasutusseisundis P m, = (M Sk – M cr.c ) / e 0pRaudbetoontalaM cr,c = 2,91201010 6 /(700 – 408)/10 6 =119 kNm < M sk = 438 kNm.PingebetoontalaM cr,c = 2,9979010 6 /(700 – 371)/10 6 =86,3 kNm.Prao vältimiseks vajalik eelpingestusjõudP m, = (43886,3)/ (0,63–0,371) =1358 kN,vajalik lõplik eelpinge p, = 1358000 / 1112 = 1221 MPa .Järeldus: pingebetooni korral on kasutusseisundis võimslik vältida normaalpragusid, tavaliseraudbetooni korral mitte.

Vello Otsmaa Pingebetoonkonstruktsioonid 4LäbipainePikaajalisel koormamisel betooni tegelik elastsusmoodul (õigemini deformatsionimoodul)E c,eff = E c / [1 + (.t 0 )].Oletades, et lõplik roomrtegur (.t 0 ) = 1,6, saame E c,eff = 32000 / (1 + 1,6) = 12300 MPa.RaudbetoontalaLäbipaine normkoormusest täispragunenud olukorrasf 5 l 4 eff p k / (384 E c,eff I) = 510000 4 35 / (38412300857610 6 ) = 43,2 mm.Pingebetoontala paigutised leiame pragudeta olukorras.Eeltõus eelpingestusjõust 1358 kN (e 0p = 0,26 m)f p = – P m, e 0p l eff _ / (E c,eff I) = (1358 0,26)10 6 10000_ / (812300979010 6 ) = 36,7 mm;Läbipaine normkoormusestf = 5 l 4 eff p k / (384 E c,eff I) = 510000 4 35 / (12300979010 6 ) = 37,8 mm.Üldine läbipaine f = 37,8 – 36,7 = 1,1 mm.Järeldus: eeltõusu tõttu on pingebetoontala paindejäikus oluliselt suurem kui raudbetoontalal.Betooni eelsurvepinge loomineÜldjuhul kasutatakse betooni eelsurvepinge loomiseks pingearmatuurielektrotermilist eelpingestamist.mehaanilist võiBetooni ja armatuuri mõõdukat eelpinget on võimalik saada ka mahuspaisuva betoonikasutamisega. Liikumatute tugede olemasolu korral ekspluatatsiooniolukorras võibpõhimõtteliselt betooni eelpingestada ka ilma pingearmatuurita.Pingebetoonkonstruktsioonide liigitusPingebetoonkonstruktsioonid liigitatakse sõltuvalt eelpingestamise tehnoloogiast kahekspeamiseks liigiks:- eeltõmmatud armatuuriga konstruktsioonid;- järeltõmmatud armatuuriga konstruktsioonid.Eeltõmmatud armatuuriga konstruktsioonidel pingearmatuur pingestatakse välistugede vastuenne konstruktsiooni betoneerimist. Pärast betooni kivistumist armatuur vabastataksetugedelt,sellega samaegselt toimub betooni eelpingestamine.