144160 (Одноэтажное каркасное промышленное здание), страница 6

Т. к. , то принимаем равным 0.

Полные реологические потери:

Значение усилия предварительного обжатия в момент времени суток (с учетом всех потерь):

Проверяем условия ограничения величины предварительных напряжений в арматуре:

1. , условие выполняется.

2. , условие выполняется;

Проверка площади растянутой арматуры из условия ограничения ширины раскрытия трещин нормальных к продольной оси элемента.

Проверяем условие:

- коэффициент, характеризующий степень сцепления арматуры с бетоном. При отсутствии в растянутой части сечения ненапрягаемой арматуры и размещении всей предварительно напряженной арматуры в растянутой части сечения = 0,5;

- приращение напряжений в напрягаемой арматуре до нуля на уровне центра тяжести напрягаемой арматуры при действии расчетной комбинации усилий.

При упрошенном расчете определяют как сумму приращений напряжений при уменьшении упругого обжатия бетона до нуля ( ) и приращения напряжений после образования трещин ( ).

Усилие упругого обжатия бетонного сечения для момента времени t ≥ 100 суток равно

Приращение напряжений

Усилие предварительного напряжения к моменту времени t ≥ 100суток, при погашении до нуля напряжений в бетоне на уровне центра тяжести напрягаемой арматуры

При нормируемой ширине раскрытия трещин w_K =0,2 мм по табл.8.2 [1] для арматуры диаметра 25 приращение напряжений в арматуре после образования трещин не должно превышать . Суммарная величина приращений

, -

при отсутствии вынужденных деформаций;

А_CT - площадь бетона в растянутой части сечения непосредственно перед образованием трещин на уровне нижней грани сечения

Напряжение от усилия предварительного обжатия:

напряжения в бетоне на уровне нижней грани балки

напряжение в бетоне на уровне верхней грани балки

напряжения в бетоне на уровне центра тяжести сечения

3.78-6,15 =

Высота растянутой части сечения при образовании трещин

Определяем F_CR равнодействующую растягивающих напряжений в полке таврового сечения непосредственно перед образованием трещин.

A_CT - площадь растянутой части сечения при образовании трещин

k_c = 1,0 - для полок, имеющих ширину менее 300мм.

Проверяем условие

.

Условие выполнено. Корректировка площади предварительно на пряже иной арматуры не требуется.

Проверка прочности расчетного сечения балки при действии нагрузок в стадии эксплуатации.

Проверку прочности сечения нормального к продольной оси элемента выполняем в соответствии с п.7.1.2.1 СНБ 5.03.01-02 по методу предельных усилий, т.к балка выполненна из бетона , сечение симметричное относительно вертикальной оси и вся растянутая арматура сосредоточенна в растянутой части сечения.

Расчетный изгибающий момент (при ). Рабочая арматура по результатам предварительного подбора 825 S1200 общей площадью

Усилие предварительного обжатия с учетом всех потерь .

Определение положения нейтральной оси в элементе таврового сечения из условия:

.

Т.к. 3888720 Н < 1258000 Н, то нейтральная ось проходит в полке, Сечение проверяем как прямоугольное с шириной .

прочность сечения в стадии эксплуатации обеспечена.

Проверка прочности расчетного сечения балки при действии нагрузок в стадии изготовления. Проверку прочности сечения балки в стадии изготовления выполняем в сечении с максимальным по абсолютной величине изгибающим моментом от собственного веса балки при ее подъеме из опалубки. Коэффициент динамичности по п.12.1.1.4 СНБ 5.03.01-02 при подъеме равен 1,4. При четырех монтажных петлях изгибающие моменты следует определять как для трехпролетной неразрезной балки. Изгибающий момент на средних опорах определяют по формуле:

Для принятого размещения монтажных петель максимальный изгибающий момент определен в сечении по первой от торца балки монтажной петле при .

.

Вычисляем технологические потери предварительного напряжения в сечении балки на расстоянии от опоры 1,40 м (от торца балки )

,

,

Потери, вызванные упругой деформацией бетона в момент передачи обжатия на бетон, определяем по геометрическим характеристикам рассматриваемого сечения

;

.

Усилие предварительного обжатия с учетом потерь, проявившихся к моменту передачи обжатия на бетон .

Усилие предварительного обжатия с учетом технологических потерь:

Расчет прочности сечения в стадии изготовления с учетом изгибающего момента от собственного веса следует выполнять как внецентренно сжатого элемента. Усилие предварительного обжатия в соответствии с п.9.4.2 СНБ 5.03.01-02 составит:

,

где - коэффициент безопасности для усилия предварительного обжатия, учитывающий его неблагоприятный эффект при проверке прочности в стадии обжатия.

Исходя из прочностной модели расчета сечения предполагаем, что снижение напряжений в предварительно напряженной арматуре при достижении бетоном в сжатой части сечения расчетного сопротивления при сжатии .

,

где - коэффициент, учитывающий длительность действия нагрузки;

- принято при средней передаточной прочности бетона, равной .

По конструктивным требованиям устанавливаем в верхней полке балки, растянутой при предварительном обжатии и действии изгибающего момента от собственного веса, продольную арматуру с учетом требований п.11.2.2, табл.11.1 СНБ 5.03.01-02.

где - рабочая высота сечения;

- принятое расстояние от верхней грани бетонного сечения до центра тяжести продольной арматуры в верхней полке.

Принимаем 418 S400 с .

Усилие предварительного обжатия в расчете прочности внецентренно сжатого сечения рассматриваем как внешнюю силу

В расчетном сечении действует внецентренно приложенное усилие и изгибающий момент . Определяем равнодействующую всех усилий, действующих в сечении и эксцентриситет ее приложения относительно центра тяжести бетонного сечения:

Определяем граничную относительную высоту сжатой части сечения:

;

.

Определяем высоту сжатой части сечения

Т.к. , то нейтральная ось проходит в ребре.

При определении высоты сжатой зоны предварительно напряженная арматура, создающая усилие предварительного обжатия не учитывается.

.

Проверяем прочность из условия:

;

где .

Прочность балки в стадии изготовления при ее подъеме из опалубки после передачи усилия обжатия на бетон в сечении по первой монтажной петле, расположенной на расстоянии 1,475 м от торца, обеспеченна.

Расчет прочности балки в стадии эксплуатациина действие поперечной силы.

Проверка размеров поперечного сечения балки.

В соответствии с конструктивными требованиями в балках высотой более 150 мм поперечная арматура устанавливается на приопорных участках длиной с шагом не более и 300 мм и в средней части элемента с шагом не более и не более 500 мм. (п.11.2.21 СНБ 5.03.01-02)

Минимальная площадь сечения поперечной арматуры для бетона класса S400 и S500 должна быть не менее 0,14% от площади бетонного сечения (п.11.2.5 табл.11.2 СНБ 5.03.01-02)

где - шаг стрежней поперечной арматуры;

- ширина стенки.

Сечение II-II

в месте резкого изменения толщины стенки на расстоянии от опоры 0,625 м. ; ;

По конструктивным соображениям на участке длиной 2,75 м в стенке устанавливаем с поперечной арматурой с шагом . Минимальная площадь поперечной арматуры .

Принимаем в каждой сетке поперечную арматуру 5 S500 с .

Проверяем конструктивное минимальное армирование поперечной арматурой по условию ограничения раскрытия наклонных трещин по формуле:

,

где - приведенные напряжения в поперечной арматуре;

- поперечная сила, воспринимаемая элементом без поперечного армирования.

Расчетное сечение находится на расстоянии 0,625 м, т.е. в зоне анкеровки предварительно напряженной арматуры. в данном случае следует определять по формуле 7.76 п.4.2.1 3 СНБ 5.03.01-02:

,

где - момент инерции, рассматриваемого поперечного сечения;

- статический момент части сечения, расположенной выше его центра тяжести относительно центра тяжести;

;

- средние сжимающие напряжения, вызванные действием усилия предварительного напряжения.

Определим полную расчетную длину анкеровки напрягаемой арматуры по формуле 11.6 СНБ 5.03.01-02:

где - базовая длина зоны передачи напряжений;

при мгновенной передаче усилия обжатия обрезкой электросварной напрягаемой арматуры; - для семипроволочных канатов; - диаметр канатов;

-

напряжения в арматуре непосредственно после отпуска ее с упоров, т.е. с учетом технологических потерь без учета потерь преднапряжения от упругого обжатия бетона. - напряжение сцепления по контакту арматуры с бетоном; где - для семипроволочных канатов; - коэффициент, учитывающий влияние положения стержня при бетонировании на величину сцепления арматуры с бетоном (рис.11.5 п.11.2.33 СНБ 5.03.01-02); определяется для возраста бетона (t) при передаточной прочности равной