Каркас одноэтажного промышленного здания (длина здания - 60 м, место строительства - г. Куйбышев)

Определим положение нейтральной оси в расчётном сечении:

М=3181,1<0,9·30·40·27,9(112,15-0,5·27,9)=3254,7 кН·м

Т.к. условие соблюдается, то расчёт будем проводить как для прямоугольного элемента

т.к. , к расчётному сопротивлению арматуры на растяжение вводим коэффициет γ_s6:

,где

,

Площадь сечения напрягаемой арматуры:

Принимаем 21Ф15К7 с A_SP=1,41621=29,74

что на 7,4% больше требуемой площади

В верхней сжатой полке устанавливается 4Ф10АIII с A_S'=3,14см2

Уточняем значение рабочей высоты сечения:

h₀=h-a_p=123,4-10=113,4см

Определение геометрических характеристик сечений.

Для упрощения расчета фактическое поперечное сечение балки приводим к условному расчетному.

СЕЧЕНИЕ 1-1 на расстоянии Х=0,37*l₀=6,53м от опоры. Отношение модулей упругости арматуры и бетона для К7:

Приведенная площадь без учета ненапрягаемой арматуры при h= 123,4см

Статический момент приведенного сечения относительно нижней грани балки:

Расстояние от нижней грани сечения до центра тяжести приведенного сечения:

,  h-y₀=123,4-61,16=62,24см

Момент инерции приведенного сечения относительно оси проходящей через центр тяжести сечения:

Момент сопротивления приведённого сечения:

Для нижней грани:

Для верхней грани:

Момент сопротивления приведённого сечения относительно его нижней грани, определённый с учетом неупругих деформаций бетона:

Для верхних растянутых волокон упруго-пластический момент сопротивления:

Расстояние от центра тяжести приведенного сечения до равнодействующей усилий в напрягаемой арматуре:

СЕЧЕНИЕ 2-2 на расстоянии Х=0,545м от опоры. Сечение выбрано  в месте изменения толщины стенки балки и является опасным из условия работы по наклонным сечениям на поперечную силу.

Статический момент приведенного сечения относительно нижней грани балки:

Расстояние от нижней грани сечения до центра тяжести приведенного сечения:

,  h-y₀=93,48-43,51=49,97см

Момент инерции приведенного сечения относительно оси проходящей через центр тяжести сечения:

Момент сопротивления приведённого сечения:

Для нижней грани:           

Для верхней грани:

Потери предварительного натяжения арматуры и усилия обжатия.

Назначаем величину начального предварительного напряжения арматуры (без учета потерь ):

;Принимаем

При натяжении арматуры механическим способом на упоры стенда должны выполняться условия п. 1.23 [1]:

СЕЧЕНИЕ 1-1   Первые потери:

1.  От релаксации напряжений арматуры:

2.  От разности температур напрягаемой арматуры и натяжных устройств ( при Dt = 60ºС ):

3.  От деформации анкеров:

где - смещение стержней в инвентарных зажимах.

4.   - трение арматуры при её натяжении отсутствует.

5.   - натяжение производится на упоры стенда.

6.  От быстронатекающей ползучести бетона

Предварительно находим напряжение  и усилие обжатия с учетом первых пяти потерь:s_sp1=1200-125-75-31,5=968,5МПа ; Р₁=968,5·29,7(100)=2876,4 кН

Эксцентриситет усилия Р₁ равен е_op=51,16

Изгибающий момент от собственного веса балки в сечении 1-1:

M=0.5q·x(l₀-x)=0.5·5,72·6.53(17.66-6.53)=207,86 кНм

Напряжение в бетоне при обжатии на уровне центра тяжести напрягаемой арматуры:

Передаточная прочность бетона согласно п. 2.3 [2]

Согласно п. 6 табл. 5 [1]: , принимаем

Т. к. , то потери быстронатекающей ползучести :

  МПа

Первые потери: s_los=125+75+31,5+19,72=251,2МПа

 Усилие обжатия с учетом первых потерь: Р₁=(s_sp-s_los1)·A_sp=(1200-251,2)·29,7 (100)=281,8 кН

Вторые потери:

7.  От усадки бетона 

8.  От ползучести бетона

Т. к. потери от быстронатекающей ползучести малы, то для определения не производим перерасчет сжимающих напряжений в бетоне от обжатия, оставляем отношение: , то

Вторые потери:

Полные потери: s_los=s_los1+s_los2=251,2+123,95=375,15МПа

Усилие обжатия с учетом полных потерь:

Р₂=(s_sp-s_los)·A_sp=(1200-375,15)·29,7(100)=2449,8 кН

СЕЧЕНИЕ 2-2

Так как рассматриваемое сечение расположено в зоне передачи напряжений напрягаемой арматуры, определим длину этой зоны.

Напряжения  определяются с учетом первых пяти потерь, которые не зависят от места расположения сечения.

        s₃=31,5МПа

s_sp1=s_sp-(s₁+s₂+s₃)=1200-(125+75+31,5)=968,5мПа

l_p=(1·968,5/38,5+25)·15=790мм

Коэффициент условий работы арматуры ,учитывающий снижение