Sprawdzenie bezpieczeństwa

Sprawdzenie bezpieczeństwa polega na obliczeniu najniekorzystniejszych naprężeń a w materiale konstrukcji pod wpływem sił sprężających i obciążeń programowych, a następnie porównaniu ich z naprężeniami dopuszczalnymi k, które w konkretnych warunkach pracy ustroju uznaje się za bezpieczne dla materiału konstrukcji (program uprawnienia budowlane na komputer). Warunek bezpieczeństwa sprowadza się do nieprzekroczenia naprężeń dopuszczalnych w betonie i stali sprężającej Z uwagi na różny stopień odpowiedzialności (mniejszy w czasie budowy, większy w czasie eksploatacji) oraz różny charakter poszczególnych stanów obciążenia, przypisuje się im zróżnicowane wartości naprężeń dopuszczalnych: największe w stadiach przejściowych, najmniejsze w długotrwałych (program uprawnienia budowlane na ANDROID).

Oprócz wymienionych mogą wystąpić inne stadia pracy konstrukcji, związane np. ze stopniowym sprężaniem, zmianą czynnego przekroju w konstrukcjach zespolonych, zmianą sposobu użytkowania itp. Obowiązkiem projektanta jest prześledzić wszystkie stadia pracy konstrukcji sprężonej i dla każdego sprawdzić bezpieczeństwo w istotnych stanach granicznych. Postępowanie takie wymagałoby wielokrotnego sprawdzania i byłoby żmudne, przeważnie jednak sytuację można uprościć (uprawnienia budowlane).

Stan największego obciążenia (mogącego doprowadzić do zerwania cięgien sprężających w strefie rozciąganej) wystąpi prawie na pewno w stadium eksploatacji. Stan najmniejszego obciążenia występuje przeważnie w jednym ze stadiów realizacji. Na korzyść bezpieczeństwa można przyjąć, że we wszystkich stadiach realizacji działa ta sama największa siła sprężająca (wstępna wartość N_w) (program egzamin ustny). Na ogół wystarcza zweryfikować bezpieczeństwo w tych dwóch skrajnych stanach obciążenia i na tym założeniu oparto szczegółowe metody wymiarowania w następnych rozdziałach.

Zbrojenie sprężające

Zbrojenie sprężające pełni podwójną rolę: przenosi obciążenia (jak zbrojenie zwykłe w konstrukcjach żelbetowych) oraz generuje obciążenie w postaci siły sprężającej. Iloczyn R_VA_V wytrzymałości stali sprężającej i pola jej przekroju jest elementem nośności konstrukcji i pojawi się po lewej stronie nierówności pojawienie się rysy w strefach rozciąganych konstrukcji pracujących w środowisku chemicznie agresywnym, gdzie rysy otworzyłyby drogę substancjom powodującym korozję stali sprężającej pojawienie się rysy w strefach rozciąganych konstrukcji obciążonych dynamicznie, zwłaszcza jeżeli związana z zarysowaniem zmiana sztywności mogłaby spowodować zjawisko rezonansu (opinie o programie).

Warunkiem bezpieczeństwa dla konstrukcji 1 kategorii rysoodporności jest nierówność. Do 2 kategorii rysoodporności zalicza się konstrukcje, dla których pojawienie się rys jest stanem granicznym użytkowania. Należy tu ogromna większość konstrukcji sprężonych. Przepisy polskie ([NI] p. 4.5.2) dodają w tym miejscu „sprężonych cięgnami ze stali o wysokiej wytrzymałości”. W tej kategorii rysoodporności warunkiem bezpieczeństwa jest nierówność (segregator aktów prawnych).

Do 3 kategorii rysoodporności należą oprócz konstrukcji żelbetowych konstrukcje częściowo sprężone, czyli te, w których dopuszcza się rysy pod krótkotrwałymi kombinacjami obciążeń, ograniczając szerokość ich rozwarcia zgodnie z warunkiem [5-15]. Dodatkowo żąda się (polska norma wyraźnie tego nie wymaga), aby rysy te zamykały się i nie występowały pod obciążeniami długotrwałymi, co jest zagwarantowane spełnieniem warunku.

Częściowe sprężenie było początkowo ograniczone do konstrukcji sprężonych prętami ze stali stopowej, obciążonych statycznie i pracujących w suchym i czystym środowisku, ale obserwuje się tendencję do stałego rozszerzania dziedziny zastosowań konstrukcji częściowo sprężonych(promocja 3 w 1).