2. Расчет сечение элементов арки

Верхний сжатый пояс: верхний сжатый пояс рассчитываем по наибольшему усилию N=2357.36кН, N_l=1947.55кН.

Из условия опирания плит покрытия пролетом 12м принимаем ширину верхнего пояса арки равной 300мм. Задаемся коэффициент армирования µ=0.02 и ориентировочно определяем требуемую площадь сечения верхнего пояса арки по следующим формулам с учетом коэффициента условия работы бетона γ_b2=0.9, φ=η=1

Принимаем размеры сечения

А=Bxh=30x30=900см²

Длина элемента 16-17, с , случайный начальный эксцентриситет

ринимаем e₀=e_a=1см, расчетная длина верхнего пояса фермы при расчете в плоскости арки:

Так как

То элемент рассчитываем как центрально – сжатый и при отношении

Находим коэффициенты , пологая, что

Требуемая площадь сечения арматуры при η=1:

Коэффициент армирования

Принимаем 4Ø28A – III с (A_s+A_s^\)=24.63см².

Сжатый стойки: сжатый стойки рассчитываем по наибольшему усилию N=963.5кН, N_l=796кН.

Задаемся коэффициент армирования µ=0.02 и ориентировочно определяем требуемую площадь сечения сжатой стойки арки по следующим формулам с учетом коэффициента условия работы бетона γ_b2=0.9, φ=η=1

Принимаем размеры сечения

А=Bxh=20x20=400см²

Длина элемента 12-2, с , случайный начальный эксцентриситет

Принимаем e₀=e_a=0.67см, расчетная длина сжатой стойки арки при расчете в плоскости арки:

Так как

То элемент рассчитываем как центрально – сжатый и при отношении

Находим коэффициенты , пологая, что

Требуемая площадь сечения арматуры при η=1:

Коэффициент армирования

Принимаем 4Ø22A – III с (A_s+A_s^\)=15.2см².

Нижний растянутый пояс: (элемент 4 – 5). Расчетное усилие растяжения N=2261.01кН; нормативное значение усилия от постоянной и полной снеговой нагрузок N_n=1885.03кН, нормативное значение усилия от постоянной и длительной снеговой нагрузок N_nl=1611.93кН.

Определяем требуемую площадь сечения растянутой арматуры с учетом коэффициента условия работы арматуры γ_b2=η=1.15

Принимаем 16Ø14A – VI с A_sp=24.624см². По конструктивным требованиям принимаем размеры сечения нижнего пояса 30х30см. Конструктивную продольную арматуру каркасов из условия свариваемости с хомутами Ø6A – I. Принимаем 4Ø10A – III с A_c=3.14см². Суммарный процент армирования:

Приведенная площадь сечения:

Растянутый раскосы: ( элемент 12 – 2 ). Расчетное усилие растяжения N=1206.07кН; нормативное значение усилия от постоянной и полной снеговой нагрузок N_n=1005.54кН, нормативное значение усилия от постоянной и длительной снеговой нагрузок N_nl=859.83кН.

Определяем требуемую площадь сечения растянутой арматуры с учетом коэффициента условия работы арматуры γ_b2=η=1.15

Принимаем 12Ø12A – VI с A_sp=13.572см². Принимаем размеры сечения раскосы 20х20см. Конструктивную продольную арматуру каркасов из условия свариваемости с хомутами Ø6A – I. Принимаем 4Ø10A – III с A_c=3.14см². Суммарный процент армирования:

Приведенная площадь сечения:

3. Расчет на трещиностойкость растянутый нижний пояс

Элемент относится к 3-й категории. Величину предварительного напряжения в арматуре назначаем из условия

Для механического способа натяжения Р=0.05G_sp

Принимаем G_sp=930МПа. Определяем потери предварительного напряжения в арматуре при коэффициенте точности натяжения γ_sp=1.

Первое потери:

1. От релаксации напряжений в арматуре

2. От разности температур напрягаемой арматуры и натяжных устройств при тепловой обработке

3. От деформации анкером при длине арматуры L=30м и диаметр и диаметром d=14мм.

4. От трения арматуры об огибающие приспособления

5. От деформации стальных форм

6. От быстронатекающей ползучести. Усилия обжатия бетона, с учетом потерь напряжения арматуры

по формуле

Напряжение обжатия бетона

Первые потери составляют:

Вторые потери:

7. При натяжение на опоре

8. От усадки бетона класса В40,

9. От ползучести бетона. Усилия обжатия с учетом первых потерь при напряжение в конструктивной продольной арматуре

Напряжение обжатия бетона

10. При натяжение арматуры на упоры

Вторые потери составляют:

Полные потери предварительного напряжения арматуры

Усилие обжатия бетона с учетом полных потерь предварительного напряжения арматуры при γ_sp=1, где - напряжения в конструктивной продольной арматуре каркаса, вызванные усадкой и ползучестью бетона.

Усилие, воспринимаемое сечением при образовании трещин, с учетом снижения трещиностойкости в элементах фермы из–за влияния изгибающих моментов в жестких узлах при помощи опытного коэффициента γ_i=1.15

Так как, N_crc=1533.3кН<N_n=1885.03кН, условия трешиностойкости сечения не соблюдается и необходим расчет по раскрытию трещин. Ширину раскрытия трещин определяем с учетом опытного коэффициента γ_i=1.15.

Приращение напряжений в растянутой арматуре от полной нагрузки:

Приращение напряжений в растянутой арматуре от постоянной и длительной нагрузок:

Ширина продолжительного раскрытия трешин при φ_е=1.356

Ширина раскрытия трещин от кратковременного действия полной нагрузки при φ_е=1 .

Ширина раскрытия трещин от кратковременного действия полной постоянной

И длительной нагрузки при φ_е=1 .

Ширина непродолжительного раскрытия трещин определяем по формуле: