3.3 Расчет нижнего пояса

Бетон класса 35/45: f_cd=23,3 МПа; f_ck=35 МПа; f_ctd=1,5 МПа; f_ctm=3,2 МПа; E_cm=33×10³ МПа.

Арматура класса S1200: f_pk=1200 МПа; f_pd=960МПа; E_сp=1,9×10⁵ МПа.

Проверка прочности: Необходимая площадь сечения арматуры:

(3.1)

Принимаем 9Æ16S1200: с мм²; назначаем ширину и высоту нижнего пояса b=h=280 мм.

Предварительные напряжения арматуры и его потери

Предварительное натяжение арматуры:

Предварительное натяжение арматуры без учета потерь назначаем: при механическом способе:

(3.2)

где p=

Первые потери (технологические):

- от релаксации напряжений арматуры при механическом способе натяжения, для стержневой арматуры:

, (3.3)

- от температурного перепада находим по формуле:

- от деформации анкеров при натяжении на упоры:

, (3.4)

где l – длина натягиваемого стержня (расстояние между наружными гранями стенда);

l=23000мм

Δl – смещение проволоки в инвентарных зажимах; определяется как

Δl=1,25+0,15Ø=1,25+0,15∙16=3,65мм.

Здесь Ø – диаметр натягиваемой арматуры.

- потери, вызванные упругой деформацией бетона:

, (3.5)

где – коэффициент армирования сечения;

– отношение модулей упругости стали и бетона

z_ср – расстояние от точки приложения усилия предварительного обжатия до центра тяжести бетонного сечения (для случая центрального растяжения z_ср=0),

Р_0с – усилие предварительного напряжения с учетом потерь, реализованных к моменту обжатия бетона;

; (3.6)

;

Усилие предварительного обжатия Р_m,о, действующее непосредственно после передачи усилия предварительного обжатия на конструкцию должно быть не более:

; (3.7)

; (3.8)

Условие выполняется.

Остальные виды потерь равны нулю.

Эксплуатационные потери:

- реологические, вызванные ползучестью и усадкой бетона, а также длительной релаксацией напряжений в арматуре:

, (3.9)

где – потери предварительного напряжения, вызванные ползучестью, усадкой и релаксацией;

;

(3.10)

где – ожидаемые относительные деформации усадки бетона к моменту времени t>100сут;

здесь:

– физическая часть усадки при испарении из бетона влаги, определяемая по табл. 6.3[1] методом линейной интерполяции при и RH=60%, принимаемая согласно [1, изм.1, п.6.1.4.4] с коэффициентом 0,8 (для марки по удобоукладываемости смеси П1)

.

– химическая часть усадки, обусловленная процессами твердения вяжущего;

где ε_cs,a(∞)=-2,5·(f_ck-10)·10^-6=-2,5·(35-10)·10^-6=-6,25·10^-5<0;

;

;

;

;

– коэффициент ползучести бетона за период времени, от t₀ до t=100 суток, принимается по рис.6.1[1]. При >10см (где U- периметр сечения); принимаем 14см, по графику Ф(t,t₀)=2,1; принимаем с коэффициентом 0,8 (для марки по удобоукладываемости смеси П2):

– напряжения в бетоне на уровне центра тяжести напрягаемой арматуры от практически постоянной комбинации нагрузок, включая собственный вес; учитываются со знаком «-», т.к. являются растягивающими;

; (3.11)

– начальное напряжение в бетоне на уровне центра тяжести напрягаемой арматуры от действия усилия предварительного обжатия;

; (3.12)

– изменение напряжений в напрягаемой арматуре в расчетном сечении, вызванные релаксацией арматурной стали, для вычисления которых сначала определяем – напряжения в арматуре, вызванные натяжением (с учетом первых потерь в t=t₀) и от действия практически постоянной комбинации нагрузок.

, (3.13)

.

Принимая при и для второго релаксационного класса арматуры по табл.9.2 [1] потери начального предварительного напряжения от релаксации арматуры составляют 1,0%, тогда

;

Момент инерции сечения

;

Среднее значение усилия предварительного обжатия Р_m.t в момент времени t>t₀ (с учетом всех потерь) при натяжении арматуры на упоры не должно быть большим, чем это установлено условиями:

(3.14)

; (3.15)

;