2.3.2. Розрахунок робочої попередньо напруженої арматури класу а800с.

Приводимо переріз плити (рис 2.2) до еквівалентного двотаврового перерізу (рис 2.4), замінивши овальні пустоти на прямокутні з сторонами:

Попередньо приймаю арматуру діаметром 10 мм, товщина захисного шару 25 мм.

Робоча висота перерізу:

d = h = 220 – 25 0.5 =190 мм.

Визначаю положення нейтральної осі:

Момент, який сприймає повністю стиснена поличка

M_max = 53,76кН·м М_f = b_eff · h_f · f_cd(d – 0,5 h_f) = 117.0 · 3,6· 17 · (19– 0,5 · 3.6) = 111.6кН м

Перевіряємо умову M_max = 53,76кН·м М_f = 111.6кН м – умова задовольняється,нейтральна вісь знаходиться в межах полички (x<ℎ ).

Розрахунок арматури продовжуємо вести за блок-схемою алгоритму для елементу прямокутного профілю приймаючи b = b´ef_f = 1170 мм.

Відносний статичний момент стисненої зони:

При , 0,961

;

Оскільки умова виконується,то міцність робочої арматури буде виконуватися повністю.

Необхідна площа перерізу арматури класу А800С:

A_s= = 4.33см²

Конструюючи приймаємо згідно з сортаментом:4ø12Ат800С(А_sp,fac = 4.52см² > А_sp,nec = 4.33см²).

Захисний шар бетону залишаємо без змін.

2.3.3. Визначення геометричних характеристик поперечного перерізу

Відношення модулів пружності:

Площа зведеного перерізу і статичний момент відносно нижньої грані:

см²

см³

Відстань від нижньої грані до центра ваги зведеного перерізу:

см

Відстань від точки прикладання зусиль в напруженій арматурі до центру ваги:

см.

Момент інерції зведеного перерізу:

Момент опору:

- відносно нижньої грані

см³

- відносно верхньої грані

см³

Пружно-пластичний момент опору:

- відносно нижньої грані

см³

де 1,5– залежно від форми січення.

- відносно верхної грані

см³

2.3.4. Визначення втрат попереднього напруження і зусилля обтиску

Початкову величину попереднього напруження призначаємо рівною:

σ_sp = 0,6f = 0,6·788 = 472.8 МПа,

виходячи з умов:

σ_sp + p ≤ f_yk,

σ_sp – p ≥ 0,3f_yk.

При електротермічному способі натягування арматури допустиме відхилення р значення початкового попереднього напруження обчислюємо за формулою (2) норм [1]:

тут l_s = 6,6 м – віддаль між зовнішніми гранями упор форм, довжина заготовки, м.

Таким чином:

472.8 + 84.54= 557.3МПа < 788 МПа,

472.8 –84.54= 388.3 МПа > 0,3 · 788 = 236.4 МПа – умови задовольняються.

Крім того, при електротермічному способі натягування арматури значення σ_sp необхідно призначити з урахуванням допустимої температури нагрівання (400 – 450 °С). Тому для термічно зміцненої арматури рекомендується приймати в нашому випадку

σ_sp = 472.8 МПа < σ_sp,t = 750 МПа – умова задавольняється.

Коефіцієнт Δγ_sp , який враховує можливе відхилення попереднього напруження при електротермічному способі натягування арматури – за формулою (7) норм [1]:

тут = 4 – число стержнів напруженої арматури в перерізі плити (4 14А800С).

Коефіцієнт точності натягу арматури, якщо γ_sp > 1:

γ_sp = 1 + Δγ_sp = 1 + 0,134 = 1,134,

якщо γ_sp < 1:

γ_sp = 1 – Δγ_sp = 1 – 0,132 = 0,866.

Перші втрати до закінчення обтискування:

- від релаксації напружень:

МПа

- - від температурного перепаду

- від деформацій анкерів і форми , бо вони повинні бути враховані при визначенні довжини заготовки.

- від тертя арматури по стінках канатів , бо канати відсутні.

Зусилля попереднього обтискування з врахуванням цих втрат, для коефіцієнта точності :

кН

Напруження обтискування бетону:

Н/см²

Передаточна міцність бетону:

МПа

- для відношення:

втрати від повзучості, що швидко настає:

МПа.

Отже, перші втрати напружень до закінчення обтискування бетону:

МПа.

Напруження у попередньо-напруженій арматурі з врахуванням перших втрат:

МПа.

Зусилля попереднього обтискування з врахуванням перших втрат, для коефіцієнта точності :

кН

Напруження в бетоні після обтискування:

МПа

Умова задовольняється.

Втрати напружень після обтискування бетону:

• від усадки МПа

• від повзучості, при

МПа

Разом другі втрати напружень:

МПа.

Повні втрати напружень:

.

Для подальших розрахунків приймаємо МПа.

Зусилля обтискування з врахуванням всіх втрат напружень:

кН