Бетон класса В40 при γb2=0,9; Rb=0,9*22=19,8 МПа; Rbt=0,9*1,4=1,26 МПа, Rbt,ser=2,1 МПа, Eb=32500 МПа (с учетом тепловой обработки бетона); прочность бетона – к моменту обжатия Rbр=0,7*40=28 МПа. Арматурная сталь класса А – V: Rs=680 МПа, Rs,ser=785 МПа, Es=190000 МПа.
Значение контролируемого напряжения арматуры при натяжении на упоры: для арматуры класса А – V σsp=0,9*Rs,ser=0,9*785=708 МПа; принимаем 700 МПа, что удовлетворяет условиям: σsp+p=(700+0,05*700)=735<Rs,ser=785 МПа; σsp-p=700-35=665>0,3*Rs,ser=0,3*785=236 МПа;
Расчет элементов фермы.
Сечение поясов: нижний b*h=300*300 мм; верхний b*h=350*350 мм.
Сечение раскосов: b*h=250*150 мм.
Расчет нижнего пояса. Расчет по предельным состояниям первой группы на прочность.
Максимальное расчетное усилие согласно табл. 3 принимаем по стержню (1 – г) N=2180*0,95=2052 кН. Определяем площадь сечения напрягаемой арматуры: As=N/Rs*γs6=2052000/68000*1,15=26,24 см2 принимаем 6Ш25 с As=29,45 см2.
Расчет по предельным состояниям второй группы.
Конструкции со стержневой арматурой класса А – V относятся к третьей категории трещиностойкости. Соответственно этой категории и выполняют расчет при действии расчетных (γf>1) или нормативных нагрузок (γf=1).
Расчетное усилие: N=2052 кН (при γf>1), то же при γf=1 N=2052/1,2=1710 кН, где 1,2 – коэффициент для приближенного пересчета усилий от действия нагрузок при γf>1 к усилиям от нагрузок при γf=1.
Приведенное сечение: Аred=A+α*Аsp=30*30+[(1,9*105)/0,325*105]*29,45=107,2 см3, где α=Еs/Еb=190000/32500.
Принятые характеристики: контролируемое напряжение при натяжении σsp=0,9*Rs,ser=0,9*785=700 МПа; прочность бетона при обжатии Rbр=0,7*40=28 МПа; коэффициент точности натяжения арматуры при подсчете потерь γsp=1; то же при расчете по образованию трещин λsp=0,9.
Подсчет первых потерь напряжений арматуры σeos1: от релаксации напряжений стали при механическом способе натяжения σ1=0,1*σsp-20=0,1*700-20=50 МПа; от температурного перепада при ?t=65 оС; σ2=1,2*?t=1,2*65=81,2 МПа; от деформации анкеров при натяжении на упоры стенда до бетонирования σ3= Еs*?l/l=190000*0,5/2500=38 МПа, где ?l=1,25+0,15*d=1,25+0,15*25=5 мм.
Усилие обжатия бетона с учетом потерь σ1, σ2, σ3 при γsp=1; Р1= γsp*Аsp(σsp- σ1-σ2- σ3)=
=1*29,45(700-50-81,2-38)=1563,2 кН.
Напряжение обжатия бетона от действия усилия Р1, σbр=Р1/Аred=1563,2/1072,2=14,6 МПа.
Отношение σbр/Rbр=14,6/28=0,52<α=0,8; от деформации бетона вследствие быстронатекающей ползучести при σbр/Rbр=14,6/28=0,52<α=0,8; σ6=0,8*40*(σbр/Rbр)=0,8*40*0,52=17,68 МПа – при тепловой обработке.
Суммарные значения первых потерь σlos1=σ1+σ2+σ3+σ6=50+81,2+38+17,68=186,9 МПа.
Напряжение в арматуре за вычетом первых потерь σo1=σsp-σlos1=700-186,9=513,1 МПа.
Усилие предварительного обжатия бетона с учетом первых потерь Po1=σo1*Аsp=513,1*29,45=1511,1 кН.
Напряжение в бетоне от действия усилия Po1 , σbp=Po1/Ared=1511100/107320=14,1 МПа.
Подсчет вторых потерь: от усадки бетона подвергнутого тепловой обработке при бетоне класса В40, σ8=40 МПа; от ползучести бетона при σbр/Rbр=14,1/28=0,5<0,75, σ9=0,85*150*(σbр/Rbр)=0,85*150*0,5=63,8 МПа.
Суммарное значение вторых потерь σlos2=σ8+σ9=40+63,8=103,8 МПа.
Полные потери предварительного напряжения σlos=σlos1+σlos2=189,9+103,8=293,7 МПа>10.
Напряжение в арматуре за вычетом всех потерь σo2=σsp-σlos=700-293,7=406,3 МПа.
Расчетное отклонение напряжений при механическом способе натяжения ?γsp=0,5(p/σsp)(1+1/vn)=0,5(35/700)(1+1/v6)=0,029<0,1 принимаем ?γsp=0,1, значение γsp=1-?γsp=1-0,1=0,9; γsp=1-?γsp=1+0,1=1,1.
Полное усилие обжатия бетона при γsp=1-?γsp=1-0,1=0,9, Ро2=γsp*σo2*Аsp-(σ6+σ8+σ9)Аs=0,9*406,3*29,45-(17,68+40+63,8)2,26=1049,4 кН.
Усилие воспринимаемое сечением нормальным к продольной оси элемента при образовании трещин Ncrc=γi[Rbt,ser(А+2*α*Аs)+Ро2]=0,85[2,1(30*30+2*6,46-2,26)+493]=1054,5 кН.
Так как Nn=1710 кН>Ncrc=1054,5 кН то трещиностойкость сечения не обеспечивается и по этому необходим расчет на раскрытие трещин.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.