1990

Приведенный момент инерции

где eop расстояние от центра тяжести сечения элемента до центра тяжести напрягаемой арматуры.

Приведенный момент сопротивления

где Sred статический момент приведенного сечения относительно нижней грани.

Расстояние до ядровой точки

где φ коэффициент, приблизительно можно принять равным 0,8. Упругопластический момент сопротивления

Wpl = γWred для прямоугольного сечения.

Б) Определение усилия предварительного обжатия (для преднапряженных конструкций).

Величина предварительного напряжения арматуры принимается из условия (5.16).

Потери предварительного напряжения

Первые потери

1.Релаксация напряжений в арматуре:

-для арматуры классов А600, А800 и А1000 при способе натяжения

механическом σsp1 = 0,1σsp − 20; электротермическом – σsp1 = 0,03σsp;

43

- для арматуры классов Вр1200 − Вр1500, К1400, К1500 при способе натяжения

ными нулю.

2.Потери от температурного перепада t, определяемого как разность температур натянутой арматуры в зоне нагрева и устройства, воспринимающего усилия натяжения, °С, принимаются равными

σsp2 = 81,25 МПа.

3.Потери от деформации стальной формы (упоров) при неодновременном натяжении арматуры на форму определяются при отсутствии данных о конструкции формы и технологии изготовления допус-

кается принимать σsp3 = 30 МПа.

При электротермическом способе натяжения арматуры потери от деформации формы не учитываются.

4. Потери от деформации анкеров, расположенных у натяжных

где l обжатие анкеров или смещение стержня в зажимах анкеров l = 2 мм;

l расстояние между наружными гранями упоров.

При электротермическом способе натяжения потери от деформации анкеров не учитываются, так как они должны быть учтены при определении значений полного удлинения арматуры.

5. Потери от усадки бетона определяют по формуле

44

где εb,sh деформация усадки бетона, принимаемая равной 0,0002 для бетона классов В35 и ниже; 0,00025 для бетона класса В40; 0,0003 для бетона классов В45 и выше.

Допускается потери от усадки определять более точными методами.

6. Быстронатекающая ползучесть бетона

Величину напряжений в бетоне σвр от усилия обжатия на уровне центра тяжести напрягаемой арматуры определяют из выражения

где P01 усилие в напрягаемой арматуре с учетом первых потерь

Вторые потери

1. Усадка бетона σ8.

Потери на величину усадки бетона принимают в зависимости от класса бетона по прочности на осевое сжатие. Для бетона, подвергнутого тепловой обработке, значения потерь от усадки приводятся в табл. 5.1.

45

Усилие обжатия с учетом всех потерь определяют по выраже-

нию

где γsp = 0,9 коэффициент точности натяжения арматуры. Момент трещиностойкости нормального сечения

При соблюдении условия

Mr ≤ Mcrc

трещины в нормальном сечении ригеля не образуются. При несоблюдении рекомендуется усилить предварительное напряжение (если возможно) или увеличить количество рабочей арматуры.

5.5.2. Расчет по раскрытию трещин

Расчет проводится в случае невыполнения условия (5.41) и заключается в определении ширины раскрытия трещин аcrc и в сравнении ее с допустимой [аcrc,ult].

аcrc,ult предельно допустимая ширина раскрытия трещин, принимают равными:

-из условия обеспечения сохранности арматуры 0,3 мм;

-из условия ограничения проницаемости конструкций 0,2 мм. Ширину раскрытия нормальных трещин для изгибаемых эле-

ментов acrc определяют по формуле

где ls – базовое (без учета влияния вида поверхности арматуры) расстояние между смежными нормальными трещинами;

φ1 – коэффициент, учитывающий продолжительность действия нагрузки, при продолжительном действии нагрузки, принимается 1,4.

46

φ2 коэффициент, учитывающий профиль продольной арматуры, принимаемый равным

0,5 – для арматуры периодического профиля;

0,8 – для гладкой арматуры; φ3 коэффициент, учитывающий характер нагружения, прини-

мается для изгибаемых элементов равным 1,0

s коэффициент, учитывающий неравномерное распределение относительных деформаций растянутой арматуры между трещинами; допускается принимать коэффициент s = 1;

s напряжение в продольной растянутой арматуре в нормальном сечении с трещиной от соответствующей внешней нагрузки, определяется по формуле

где zs расстояние от центра тяжести растянутой арматуры до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне элемента.

Для элементов прямоугольного поперечного сечения при отсутствии (или без учета) сжатой арматуры значение zs определяют по формуле

где х – уточняется из расчетов по прочности.

Для элементов прямоугольного, таврового (с полкой в сжатой зоне) и двутаврового поперечного сечения допускается значение

6.РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СТОЙКИ РАМЫ

Вплоскости рамы стойка работает как внецентренно сжатый элемент, загруженный сжимающей силой N изгибающим моментом М (табл. 3.3). Учитывая, что ветровая нагрузка может менять свое направление, а изгибающий момент – свой знак, следует предусмотреть для стойки симметричное армирование. Поэтому расчет прочности

47

нормального сечения производится на действие максимального по абсолютной величине изгибающего момента и соответствующей ему сжимающей силы, которые принимаются по результатам статического расчета.

Расчет стойки заключается в определении требуемого количества продольной арматуры. Порядок расчета рекомендуется следующий.

а) б)

Рис. 6.1. Расчетная схема (а)

и схема армирования (б) стойки рамы

где М – максимальный изгибающий момент, определяется из таблицы расчетов усилий в раме (Мв или Мс), кН∙м;

N – максимальная продольная сила в таблице, определяется из таблицы расчетов усилий в раме (NA или ND), кН.

48

Случайный эксцентриситет принимается наибольшим из двух значений:

еа Нs где Нs – высота стойки в свету, м;

600

еа hc где hс – размер поперечного сечения стойки, м.

30

Так как стойка входит в состав статически неопределимой системы, в последующих расчетах эксцентриситет е0, равный наибольшему из еа и еN.

2. Предварительно располагают в сечении арматуру и назначают высоту рабочей зоны hо и величину плеча поворота Zs

где l0 = 1,5·Нs, (м);

где I – момент инерции (м4) определяется для прямоугольного сечения, он находится

А – площадь сечения, м2.

4. В случае, когда λ ≥ 14, следует учитывать влияние изгиба стойки на увеличение эксцентриситета. Для этого вычисляют значение критической силы Ncr:

49

Мl – момент, относительно центра тяжести растянутой арматуры от действия постоянных и длительных нагрузок; принимаем из табл. 4.1 расчетов усилий в раме (сумма длительно действующих нагрузок Мв или Мс);

М – момент, относительно центра тяжести растянутой арматуры от действия постоянных, длительных и временных нагрузок; принимаем из таблицы расчетов усилий в раме (Мв или Мс);

δ1 – относительный эксцентриситет;

Rb – призменная прочность бетона на сжатие, МПа;

коэффициент приведения арматуры к бетону (учитывает неупругие деформации в сжатой зоне бетона),

Es, Eb – соответственно модули упругости для арматуры и бетона; принимаются по прил. 1 и 2.

где µ коэффициент армирования стойки, предварительно можно принять в пределах 0,008–0,012.

5. Зная величину сжимающей силы, действующей на стойку, и условную критическую силу, определяют коэффициент η, учитывающий изменение эксцентриситета:

50

-если η ≤ 1 – коэффициент не учитывают;

-если N > Ncr или η > 2,5 – увеличивают размеры сечения;

-если 1≤ η ≤ 2,5 находим эксцентриситет приложения сжимающей силы с учетом изгиба стойки

6. По предварительно принятым размерам составляют расчетную схему стойки и определяют эксцентриситет е

7. После составления расчетной схемы сжатого сечения стойки определяют высоту сжатой зоны сечения для случая симметричного армирования

Rbbс b2

и проверяют условие,

x/h0 ≤ R

где R – граничное значение, определяемое по прил. 4, в случае невыполнения увеличивают размеры и повторяют расчет.

8. Требуемую площадь сечения арматуры определяют из условия

9. Количество и диаметр продольной арматуры принимают по сортаменту, исходя из требуемой площади арматуры. Рекомендуется принимать стержни диаметром не менее 16 мм. Рабочие стержни располагают вдоль коротких граней стойки в один ряд с соблюдением конструктивных требований по величине защитного слоя и расстояний между стержнями.

51

10. После расположения продольной арматуры в сечении учитываются величины а, а/, ho и определяется процент армирования

где μ%min – минимальный процент армирования, принимается в зависимости от соотношения l0/i

μ%min = 0,05, при l0/i ≤ 17; μ%min = 0,10, при 17 < lo/i ≤ 35; μ%min = 0,20, при 35 < lo/i ≤ 83; μ%min = 0,25, при l0/i > 83.

11. Диаметр поперечной арматуры определяют из условия свариваемости с продольной арматурой согласно прил. 7. Шаг поперечных стержней принимают наименьшим из условий S ≤ 20 d, S ≤ 500 мм, S ≤ 2bc и округляют в меньшую сторону, кратно 50 мм.

7. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА

Фундамент рамной опоры работает как внецентренно загруженный под действием изгибающего момента, осевой сжимающей силы и поперечной силы. Усилия определяют из статического расчета, принимают Мтах и соответствующие ему N и Q.

Расчет фундамента заключается в определении его размеров в плане, высоты, количества ступеней и подборе необходимой площади арматуры (рис. 7.1).

Высоту фундамента в сборном варианте определяют из условия его сопряжения со стойкой. Для обеспечения жесткого соединения стойки с фундаментом должно соблюдаться условие

hf = han + 25 см.

Глубину заделки стойки в фундамент han определяют из двух условий

han ≥ hc; han ≥ ℓan + 1см,

где длина зоны анкеровки растянутой арматуры в фундаменте ℓan вычисляется по формуле

где d – диаметр рабочей арматуры, предварительно можно принять

1…2 см.

Коэффициенты в формуле принимают равными:

52