- •Введение
- •Компоновка и проектирование основного варианта конструктивного решения здания
- •Расчет предварительно напряженной плиты покрытия
- •2.1 Прочностные и деформационные характеристики материалов
- •2.2 Расчет продольного ребра плиты
- •2.4 Расчет поперечного ребра плиты
- •2.4.1 Расчет поперечного ребра по наклонному сечению
- •2.5 Определение геометрических характеристик приведённого сечения
- •2.7 Расчёт по образованию трещин
- •2.8 Расчёт по раскрытию трещин нормальных к продольной оси элемента
- •2.9 Расчет прогиба плиты
- •3. Расчет предварительно напряженной стропильной конструкции
- •3.1 Назначение геометрических размеров
- •3.2 Подсчет узловых нагрузок
- •3.3 Определение усилий в элементах фермы.
- •3.4 Расчетные характеристики бетона и арматурной стали
- •3.5 Расчет элементов фермы
- •3.5.1 Расчет нижнего пояса
- •3.5.2 Расчет верхнего пояса
- •3.5.3 Расчет элементов решетки
- •3.5.4 Расчет и конструирование узлов фермы
- •4. Статический расчет поперечной рамы
- •4.1 Установление нагрузок на поперечную раму
- •4.1.1Постоянная нагрузка
- •4.1.2 Временная нагрузка
- •4.2 Определение усилий в стойках рамы
- •4.3 Составление таблицы расчетных усилий
- •5 Расчет и конструирование сплошной колонны среднего ряда
- •5.1 Расчет надкрановой части колонны
- •5.2 Расчет подкрановой части колонны
- •5.3 Расчет промежуточной распорки
- •6 Конструирование и расчет фундамента под колонну
- •6.1 Определение глубины заложения и высоты фундамента
- •6.2 Определение размеров подошвы фундамента
- •6.3 Расчет фундамента по прочности
- •6.4 Определение сечений арматуры фундамента
- •6.5 Расчет подколонника
- •2 Установление нагрузок на поперечную раму цеха
- •2.1Нагрузка от собственного веса конструкции покрытия
- •2.2 Снеговая нагрузка
- •2.3Ветровая нагрузка
- •2.4Крановая нагрузка
- •3 Определение усилий в стойках рамы
- •4 Расчёт прочности колонны среднего ряда
- •4.1 Надкрановая часть колонны
- •4.2 Подкрановая часть колонны
- •5 Конструирование и расчет фундамента под колонну
- •5.1 Исходные данные
- •5.2 Определение глубины заложения и высоты фундамента
- •5.3 Определение размеров подошвы фундамента
- •5.4 Расчет фундамента по прочности
- •5.5 Определение сечений арматуры фундамента
- •5.6 Расчет подколонника
- •6.1 Прочностные и деформационные характеристики материалов
- •6.2 Расчет продольного ребра плиты
- •6.3 Расчет полки плиты
- •6.4 Расчёт и конструирование поперечных рёбер.
- •6.5 Определение геометрических характеристик приведённого сечения.
- •6.6Определение потерь предварительного напряжения арматуры
- •6.7 Расчёт по образованию трещин
- •6.8 Расчёт прогиба плиты
- •7.Расчет и конструирование балки покрытия с параллельными поясами
- •7.1 Расчетные данные
- •7.2.Предварительное назначение размеров сечения балки
- •7.3 Расчет по предельным состояниям первой группы
- •7.3.1 Определение нагрузок и усилий
- •7.3.2 Предварительный расчет сечения арматуры
- •7.3.3 Определение геометрических характеристик приведенного сечения
- •7.3.4 Определение потерь предварительного напряжения арматуры
- •7.3.5 Расчет прочности балки по нормальному сечению
- •7.3.6 Расчет прочности сечений, наклонных к продольной оси по поперечной силе
- •7.4 Расчет по предельным состояниям второй группы
- •7.4.1 Расчет по образованию трещин, нормальных к оси балки
- •7.4.2 Определение прогиба балки
- •470/09- Пз
2.5 Определение геометрических характеристик приведённого сечения
Рисунок 12 – Приведенное сечение плиты.
Отношение модулей упругости для напрягаемой арматуры:
.
Площадь приведенного сечения
(2.42)
.
Статический момент площади приведённого сечения относительно нижней грани:
(2.43)
где у - расстояние от нижней грани до центра тяжести сечения.
Расстояние от нижней грани до центра тяжести приведенного сечения
.
Момент инерции приведённого сечения:
(2.44)
.
Момент сопротивления приведённого сечения относительно нижней грани:
, (2.45)
.
Упруго-пластический момент сопротивления по растянутой зоне:
,
где - для тавровых сечений с полкой в сжатой зоне.
Момент сопротивления и упруго-пластический момент сопротивления приведенного сечения относительно верхней его грани:
,
.
Жесткость плиты в сечении без трещин в растянутой зоне:
.
Определение потерь предварительного напряжения арматуры
Начальное растягивающее предварительное напряжение не остается постоянным, а с течением времени уменьшается независимо от способа натяжения арматуры на упоры или на бетон. Согласно нормам, все потери напряжения разделены на две группы: первые потери, происходящие при изготовлении элемента и обжатии бетона; вторые – после обжатия бетона.
Технологические потери (первые потери в момент времени ):
- потери от релаксации напряжений арматуры при электротермическом способе натяжения, для стержневой арматуры:
;
-от температурного перепада, определяемого как разность температур натянутой арматуры в зоне нагрева и устройства, воспринимающего усилие натяжения при прогреве бетона, следует рассчитать по формуле:
Для бетонов классов С12/15 – С30/37
где - разность температур нагреваемой арматуры и неподвижных упоров ( вне зоны прогрева), воспринимающих усилие натяжения. Допускается принимать.
-потери от деформации анкеров, расположенных в зоне натяжения устройств, при электротермическом способе натяжения равны нулю ().
- потери, вызванные проскальзыванием напрягаемой арматуры в анкерных устройствах, происходящее на длине зоны проскальзывания () при натяжении на упоры не учитывается.
- потери, вызванные деформациями стальной формы (), при электротермическом способе натяжения в расчёте не учитывается, т. к. они учтены при определении полного удлинения арматуры.
- потери, вызванные трением арматуры о стенки каналов или о поверхность бетона конструкций () при данном способе изготовления будут отсутствовать.
- потери, вызванные трением напрягаемой арматуры об огибающие приспособления() так же не учитываются при данном методе натяжения арматуры.
- потери, вызванные упругой деформацией бетона при натяжении на упоры, определяем по формуле:
(2.46)
где ,
,
- усилие предварительного напряжения с учетом потерь, реализованных к моменту обжатия бетона:
.
Остальные виды потерь равны нулю.
Усилие предварительного обжатия к моменту времени t=t0 после передачи усилия с арматуры на упоры:
.
Усилие предварительного обжатия к моменту времениt=t0, действующие непосредственно после передачи усилия предварительного обжатия на конструкцию должно быть:
(2.47)
- условие выполняется.
Эксплуатационные потери (вторые потери в момент времени ):
-реологические потери
(2.48)
(2.49)
где - напряжение в бетоне на уровне центра тяжести напрягаемой арматуры от практически постоянной комбинации нагрузок, включая собственный вес:
(2.50)
- начальное напряжение в бетоне на уровне центра тяжести напрягаемой арматуры от действия усилия предварительного обжатия:
. (2.51)
- изменение напряжений в напрягаемой арматуре в расчетном сечении, вызванные релаксацией арматуры стали в зависимости от уровня напряжения ,принимая .
- напряжение в арматуре, вызванные натяжением ( с учетом технологических потерь) и от действия практически постоянной комбинации нагрузок:
(2.52)
Для и для третьего релаксационного класса арматуры потери начального предварительного напряжения составляют , тогда:
.
- ожидаемые относительные деформации усадки бетона к моменту времени суток:
(2.53)
- физическая часть усадки при испарении из бетона влаги, определяемая по таблице при и - .
- химическая часть усадки, обусловленная процессами твердения вяжущего:
(2.54)
(2.55)
Подставляя необходимые данные в формулы (2.54), а затем в (2.53) получаем численные значения:
,
–коэффициент ползучести бетона за период времени от t0 до t=100 суток, при , по графику 6.1(1/):=7.
Подставляем данные в формулу (2.49) и получаем:
Т. о. реологические потери составят:
.
Среднее значение усилия предварительного обжатия в момент времениt>t0 (c учётом всех потерь) не должно быть больше, чем это установлено условиями:
(2.56)