Jaki wpływ mają membrany końcowe na siły / ugięcia dźwigara sprężonego?

Osypuję końce łączników sprężonych betonowych dźwigarów mostowych w betonie przed zalaniem pokładu. (Zapewnia stabilność boczną i zapobiega rozsypywaniu się gleby).

Dyskusje na temat membran pośrednich dla dźwigarów sprężonych są liczne, ale nie znalazłem informacji na temat zachowania strukturalnego membran końcowych.

Do celów inżyniera konsultanta

Moja intuicja / inżynieria mówi mi, że efekt jest znikomy, ale wolę zrozumieć, co się właściwie dzieje, zanim zacznę upraszczać założenia.

Koncepcyjnie (w porównaniu z dźwigarem bez przepon):

1. Czy to zmienia ugięcia podczas nalewania talii? Co z długoterminowymi odchyleniami?
2. Czy to zmienia momenty obciążenia i / lub nożyce?
3. Czy istnieje logika, według której zamknięta długość powinna być funkcją głębokości dźwigara lub długości przęsła?

Poniżej zamieszczam szkic, ponieważ terminologia i typowe konfiguracje mostów różnią się na całym świecie.

Nie mam na to żadnych środków, ale jestem całkiem pewien, że twoje przeczucie jest prawidłowe. W rzeczywistości w mostach istnieją przepony końcowe, które głównie utrzymują glebę na podejściu. Mogą być również przydatne do tymczasowej stabilności bocznej belek, ale gdyby to był jedyny powód, tymczasowe usztywnienie metaliczne byłoby znacznie łatwiejsze i tańsze. Niestabilność boczna (wyboczenie) w ostatecznej strukturze zwykle nie jest czynnikiem kontrolującym, szczególnie biorąc pod uwagę (częściowe) stężenie, którym jest płyta.

Membrany o średniej rozpiętości pomagają w rozkładzie obciążenia poprzecznego i zapobiegają „otwarciu” belek pierwotnych wraz z ugięciem płyty. To samo dotyczy w pewnym stopniu membran końcowych, ale w znacznie mniejszym stopniu, ponieważ obciążenie jest przenoszone niemal natychmiast na łożyska. Łożyska pomagają również utrudniać „otwarcie” belek. Prawdopodobnie dlatego nie znalazłeś zasobów w odniesieniu do końcowych membran: nikt tak naprawdę nie zadał sobie trudu, aby za dużo o nich myśleć.

Teraz odpowiadając na konkretne pytania:

1. To nieco zmieni ugięcia, ponieważ membrana końcowa zmieni rozkład obciążeń z płyty na belki. Będzie to najbardziej istotne, jeśli twój most ma małą odległość między membranami (mniej niż dwukrotność odległości między pierwotnymi belkami, zgodnie z klasycznymi metodami płytowymi, takimi jak Rüsch). Jeśli membrany są bardziej rozłożone, wówczas prawie nie będą miały wpływu na rozkład obciążenia, a zatem nie będą miały wpływu na ugięcia. Dotyczy to również ugięć długoterminowych.

   Na odchylenia długoterminowe wpływa jednak jeszcze jeden czynnik, a mianowicie różne straty w sprężarce wstępnej. Z czasem pierwotne wiązki będą próbowały się skurczyć. Wynika to nie tylko z naturalnego skurczu betonu, ale również z powodu pełzania ściskającego sprężarki. Gdyby wszystkie wiązki były dokładnie takie same, pełzanie i skurcz powinny postępować podobnie wzdłuż nich wszystkich. W takim przypadku przepona końcowa nie działałaby, ponieważ wszystkie belki „pociągnęłyby” ją w tym samym stopniu, co oznacza proste przesunięcie sztywnego ciała, bez jakiegokolwiek odkształcenia na membranie.

   Byłoby to jednak w idealnym świecie, i to nie jest nasz. Pełzanie i kurczenie się są tajemnicze i niestabilne, z dużą ilością rozproszenia. Tak więc nawet dokładnie podobne belki prawdopodobnie spowodowałyby różne pełzania i skurcze, co oznacza, że ​​membrany końcowe zostałyby zdeformowane. Odkształcenia membrany (które pojawiłyby się jako poziome siły ścinające na membranie) z czasem wytworzą siły rozciągające w głównych belkach i te siły rozciągające będą wpływać na zachowanie pełzania belek w czasie, prowadząc do efektu rekurencyjnego.

   Ponadto belki nigdy nie byłyby dokładnie takie same, ponieważ obciążenie w każdej belce jest inne (być może środkowe belki mają podobne obciążenia, ale z pewnością nie będą podobne do tych na poprzecznych końcach mostu), co jest wystarczające do wytworzenia (nieznacznie) różne zachowania pełzania w belkach.

2. Jak wspomniano na początku punktu 1, zmieni to naprężenia występujące w belkach, ponieważ rozkład obciążenia z płyty na belki jest modyfikowany przez istnienie końcowych membran. Jeśli membrany są wystarczająco daleko od siebie, efekt jest prawie na pewno znikomy.

3. Tutaj mam trochę mniej do zrobienia. Mogę jednak powiedzieć, że w firmie, w której pracuję, zwykle wbudowujemy wiązkę pierwotną tylko kilka centymetrów (zwykle 3-5 cm) w przepony końcowe. Umożliwia to przejście zbrojenia kontrolującego pęknięcia membrany bez większego zamieszania. Belki główne są zaprojektowane z całym ich wzmocnieniem wystającym na obu końcach w celu zakotwiczenia w membranach. Oczywiście, jeśli twoja wiązka jest niezwykła lub jeśli jest głęboką wiązką, zachowanie może być inne.