СН 511-78, страница 7

Например, если задаться отношением сечения арматур = 0,2, близко соответствующим отношению нагрузок , то из всех рассмотренных высот балки, толщин стенок и марок бетона только балки высотой h = 1 м, толщиной стенки b = 6 см при марках бетона М 500 и М 600 дадут моменты трещинообразования соответственно 7,5 и 8,2 тс×м > 7,1 тс×м, удовлетворяющие трещиностойкости при монтажной нагрузке.

Таблица 5

Расход стали на рабочую продольную арматуру балки характеризуется суммой усилий в обеих арматурах, приведенной в табл. 5.

Для того чтобы правильно оценить технические свойства балки, необходимо знать степень обжатия бетона растянутой зоны. Как правило, существенное перенапряжение в сжатой зоне балки не допускается во избежание проявления больших пластических деформаций и выгибов балки. Для схемы эксплуатационного загружения находим по формуле (14) величину :

.

По формуле (12) определяем напряжение :

.

Подсчитываем для схемы монтажного загружения по формуле (14'), учитывая, что = 0:

Таблица 6

Примечание. Все значения > являются недопустимыми (обведены в таблице чертой).

Соответственно по формуле (13) для данной схемы загружения составляем табл. 6 различных значений .

Применение напрягающего бетона создает дополнительное усилие в арматуре, которое должно быть подобрано таким образом, чтобы компенсировать потери предварительного напряжения.

На этом основании в формулах (10), (11) суммарная величина потерь принята = 0.

Рассмотрим два варианта армирования балки:

1) стержневой арматурой класса A-IV по ГОСТ 5781–75 (марка 20ХГ2Ц), с нормативным сопротивлением =6000 кгс/см²;

1. высокопрочной гладкой проволокой диаметром 5 мм, класса В-II (по ГОСТ 7348–63*), с нормативным сопротивлением =17000 кгс/см².

Для стержневой арматуры (при m_Т = 0,9)

Для проволочной арматуры

.

Сводим в табл. 7 вес металла, затрачиваемый на рабочую арматуру обеих зон балки.

Для выбора оптимальных формы, размеров и марки бетона и армирования производим приближенный экономический расчет и, сопоставляя варианты, выбираем решение по суммарной стоимости исходных материалов. Можно считать, что в равных условиях производства и для конструкций одного типа допустимо экономическое сопоставление вариантов решений по суммарной стоимости исходных материалов.

Для подсчетов принята следующая стоимость материалов, установленная на 1976 г.:

для низколегированной стержневой арматуры класса A-IV (марки 20ХГ2Ц) – 130 р/т;

для гладкой высокопрочной проволоки класса В-II – 252 р/т;

для бетонов марок: М400 – 16,4 р/м³; М 500 – 19 р/м³; М 600 – 22 р/м³.

Таблица 7

Составляем табл. 8 суммарной стоимости материалов (рублей на 1 балку) самонапряженной и предварительно-напряженной балки при двух видах продольного армирования сталью класса A-IV и высокопрочной проволокой класса В-II. Анализируя данные табл. 8, отмечаем, что применение проволочной арматуры приводит к меньшей стоимости основных материалов конструкции, чем применение стержневой из стали класса A-IV, и, следовательно, к более экономичному решению конструкций.

Таблица 8

Из рассмотренных вариантов сечения балки и ее армирования наиболее экономичными и легкими являются профили следующих балок: h = 0,8 м и b = 5 см при бетоне марки М 600; h = 0,9 м и b = 4 см при бетоне марки М 600 и h = 1 м и b = 4 см при бетоне марки М 500 (рис. 5).