2 Võrdleme konkreetse lihttala näitel raudbetoon- ja ... - tud.ttu.ee
2 Võrdleme konkreetse lihttala näitel raudbetoon- ja ... - tud.ttu.ee
2 Võrdleme konkreetse lihttala näitel raudbetoon- ja ... - tud.ttu.ee
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
Vello Otsmaa Pingebetoonkonstruktsioonid 2Võrdleme <strong>konkr<strong>ee</strong>tse</strong> <strong>lihttala</strong> näitel <strong>raudbetoon</strong>- <strong>ja</strong> pingebetoontala omadusi.Näide 1.1An<strong>tud</strong>: ristkülikulise ristlõikega <strong>raudbetoon</strong>ist <strong>ja</strong> pingebetoonist <strong>lihttala</strong> 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- <strong>ja</strong> pingestusterase elastsusmoodul E s = E p = 200000 MPa.Määrata:- pikitõmbearmatuuri va<strong>ja</strong>lik pindala;- tala pragudekindlus <strong>ja</strong> 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 pikaa<strong>ja</strong>line, ristlõike pinnakarakteristikute määramisel võib sellisel juhulvõtta s = E s / E c = p = E p / E c = 15Normaallõike pinge<strong>ja</strong>otus kasutusolukorras enne <strong>ja</strong> pärast normaalprao tekkimist on näida<strong>tud</strong>joonisel 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 pinge<strong>ja</strong>otus kasutusolukorras enne (a) <strong>ja</strong> 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 <strong>ee</strong>lpingestusjõud,e 0p = d – x - <strong>ee</strong>lpingestusjõu ekstsentrilisus.Eelpingestusjõud, mis oleks va<strong>ja</strong>lik 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 va<strong>ja</strong>lik <strong>ee</strong>lpingestusjõudP m, = (43886,3)/ (0,63–0,371) =1358 kN,va<strong>ja</strong>lik lõplik <strong>ee</strong>lpinge p, = 1358000 / 1112 = 1221 MPa .Järeldus: pingebetooni korral on kasutusseisundis võimslik vältida normaalpragusid, tavalise<strong>raudbetoon</strong>i korral mitte.
Vello Otsmaa Pingebetoonkonstruktsioonid 4LäbipainePikaa<strong>ja</strong>lisel 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 <strong>ee</strong>lpingestusjõust 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: <strong>ee</strong>ltõusu tõ<strong>ttu</strong> on pingebetoontala paindejäikus oluliselt suurem kui <strong>raudbetoon</strong>talal.Betooni <strong>ee</strong>lsurvepinge loomineÜldjuhul kasutatakse betooni <strong>ee</strong>lsurvepinge loomiseks pingearmatuurielektrotermilist <strong>ee</strong>lpingestamist.mehaanilist võiBetooni <strong>ja</strong> armatuuri mõõdukat <strong>ee</strong>lpinget on võimalik saada ka mahuspaisuva betoonikasutamisega. Liikumatute tugede olemasolu korral ekspluatatsiooniolukorras võibpõhimõtteliselt betooni <strong>ee</strong>lpingestada ka ilma pingearmatuurita.Pingebetoonkonstruktsioonide liigitusPingebetoonkonstruktsioonid liigitatakse sõltuvalt <strong>ee</strong>lpingestamise tehnoloogiast kahekspeamiseks liigiks:- <strong>ee</strong>ltõmma<strong>tud</strong> armatuuriga konstruktsioonid;- järeltõmma<strong>tud</strong> armatuuriga konstruktsioonid.Eeltõmma<strong>tud</strong> armatuuriga konstruktsioonidel pingearmatuur pingestatakse välistugede vastuenne konstruktsiooni beton<strong>ee</strong>rimist. Pärast betooni kivistumist armatuur vabastataksetugedelt,sellega samaegselt toimub betooni <strong>ee</strong>lpingestamine.