144160 (Одноэтажное каркасное промышленное здание), страница 5

Граничная относительная высота сжатой зоны сечения :

где ;

.

Для предварительно напряженной арматуры из высокопрочной проволоки и канатов S1200:

;

где - частный коэффициент безопасности для усилия предварительного обжатия (п.9.4.2 СНБ 5.03.01-02).

В данном случае принимаем .

;

.

Коэффициент , учитывающий упругопластическую работу высокопрочной арматуры по билинейной диаграмме деформирования (Рис.6.7 п.6.2.2.4 СНБ 5.03.01-02) при деформациях превышающих определяют по формуле:

,

где для арматуры S1200.

На стадии предварительного подбора напрягаемой арматуры предполагают, что нейтральная ось проходит по нижней грани полки эквивалентного сечения, т.е. . Тогда

.

.

Определение площади напрягаемой арматуры.

Расчет следует выполнять по эквивалентному сечению. Предварительный расчет площади сечения напрягаемой арматуры выполняем по методу предельных усилий по п.7.1.2 СНБ 5.03.01-02 в предположении прямоугольной эпюры напряжений в сжатой части сечения. Продольную ненапрягаемую арматуру, установленную в верхней полке (в сжатом бетоне) не учитываем. Расчет ведем с использованием табличных коэффициентов.

В расчетном сечении:

(при длительных нагрузках);

, (п.6.1.5 4 СНБ 5.03.01-02); , .

Определяем положение нейтральной оси при расчете таврового сечения:

нейтральная ось проходит в полке.

Сечение рассматриваем как прямоугольное с .

;

;

.

Площадь поперечного сечения одной позиции 25 класса S1200 по ГОСТ 13840 - . Принимаем 16 штук общей площадью .

Определение геометрических характеристик балки

Определение потерь предварительного напряджения:

1. Технологические потери (первые потери):

1.1 - потери от релаксации напряжений в арматуре S1200 при механическом натяжении:

1.2 - потери от температурного перепада, для бетона класса :

где .

1.3 - потери от деформации анкерных устройств при натяжении на упоры:

,

где ;

- длина стержней между гранями упоров;

-

смещение стержней в инвентарных зажимах;

1.4 - потери от деформаций стальной формы , т.к натяжение выполняется на упоры стенда.

1.5 - потери, вызванные трением арматуры о стенки каналов и об огибающие приспособления , т.к натяжение на упоры с прямолинейным расположением арматуры по длине балки.

Усилия предварительно напряжения с учетом потерь, проявившихся к моменту передачи обжатия на бетон (до снятия упоров):

где .

1.6 - потери, вызванные упругой деформацией бетона в момент передачи обжатия на бетон:

где ; ;

,

Суммарные технологические потери предварительного напряжения:

Усилие обжатия

.

2. Эксплуатационные потери (вторые потери):

Эксплуатационные потери (реологические) потери вычисляем для времени суток.

Реологические потери, вызванные ползучестью и усадкой бетона, а так же длительной релаксацией напряжений в арматуре следует вычислять по формуле:

,

где .

Определение реологических потерь предварительного напряжения выполняем в соответствии с разделом 6 СНБ 5.03.01-02:

- ожидаемые относительные деформации усадки для возраста бетона суток. Определение выполняют по формуле:

,

- влажностная составляющая усадки (п.6.1.4 5 и табл. СНБ 5.03.01-02).

,

где - предельное значение усадки бетона.

По табл.6.3 СНБ 5.03.01-02 по интерполяции при бетоне и относительной влажности RH = 60% c учетом поправочного коэффициента (п.6.1.4 5 СНБ 5.03.01-02) для бетонов по удобоукладываемости П1, равного 0,7:

;

- функция развития усадки во времени. Принимаем для суток , тогда

.

- химическая составляющая усадки.

,

где ;

.

Полная величина относительных деформаций усадки:

- коэффициент ползучести за период времени 100 суток. Определяем по приложению Б СНБ 5.03.01-02:

,

где - условный коэффициент ползучести.

-

коэффициент, учитывающий влияние относительной влажности окружающей среды.

- относительная влажность.

Приведенный размер элемента

,

где - периметр поперечного сечения балки в расчетном сечении.

; -

коэффициенты, учитывающие влияние прочности бетона.

-

коэффициент, учитывающий влияние прочности бетона на условный коэффициент ползучести.

-

коэффициент, учитывающий влияние возраста к моменту нагружения.

Возраст бетона при достижении им проектной прочности, равной принят суток (для условий естественного твердения).

-

коэффициент, описывающий развитие ползучести во времени.

суток - возраст бетона к рассматриваемому моменту времени.

-

коэффициент, учитывающий влияние прочности бетона.

;

.

- изменение напряжений в предварительно напряженной арматуре вследствие длительной релаксации арматуры при действии практически постоянной расчетной нагрузки за период времени суток.

- по табл.9.2 и 9.3 СНБ 5.03.01-02.

Приращение напряжений в предварительно напряженной арматуре от действия практически постоянной нагрузки (от массы конструкций покрытия без учета снеговой нагрузки) при :

.

Приращение напряжений в бетоне на уровне центра тяжести предварительно напряженной арматуры от действия постоянной комбинации нагрузок:

Тогда полные напряжения в предварительно напряженной арматуре составят:

По таблице 9.2 СНБ 5.03.01-02 при для арматуры 25 S1200 - релаксационный класс 1, максимальные потери от релаксации напряжений в арматуре составляют 6.6% от вличины

Вычисленные по формуле 9.6 СНБ 5.03.01-02 (п.1.1 настоящего расчета) потери предварительно напряжения равны:

Так как

> ,

то изменение напряжений в предварительно напряженной арматуре вследствие длительной релаксации арматуры не учитываем, т.е. .

Определяем начальные напряжения в бетоне на уровне центра тяжести напрягаемой арматуры от действия усилия предварительного обжатия (с учетом технологических потерь при ) :