книги из ГПНТБ / Лысенко Е.Ф. Армоцементные конструкции учеб. пособие

Согласно условию трещиностойкости появление трещин не допускается, поэтому увеличиваем площадь полученной из расчета пред­ варительно напряженной арматуры на 35%.

FH= 7,25 • 1,35 = 9,78 см2.

Принимаем 2 0 25А III (F„ = 9,82 см2).

Проверяем положение нейтральной оси согласно формуле

центра тяжести растянутой арматуры F„, определяемый согласно формуле [46]

прочности наклонных сечений выполняем в соответствии с методикой СНиП П-В 1-62.*

Проверяем условие несущей способности бетона по поперечной силе

Q = 7930 > Rpbh0 = 12,5 • 2 • 2 • 104,5 = 5 230 кгс,

где b — толщина сечения в месте примыкания свода оболочки к про­ дольному ребру.

Проверяем условие

Q = 7 930 < 0,2bRabho = 0,25 • 210 • 2 • 2 • 104,5 = 21 900 кгс.

Таким образом, высота сечения достаточна. Для всей высоты сече­ ния оболочки поперечными будут стержни сварной сетки диаметром

170

Шаг поперечных стержней из условий

Принятый шаг поперечных стержней сварной сетки и — 25 см удовлетворяет требованиям СНиП П-В. 1-62*.

е. Определение величины начального и конечного контролируемого предварительного напряжения арматуры и потерь предварительного напряжения. (Арматуру натягивают на упоры механическим способом).

Величина начального напряжения арматуры без учета потерь, в соответствии с требованиями п. 3. 2 [47]

от. релаксации напряжений стали при нагреве арматуры на 40° С

от деформации формы

046 = 0;

так как арматуру натягивают на упоры и оболочка освобождается от формы до передачи на нее напряжений.

опі = озt + о4 = 247 -f- 225 = 472 кгсісма.

Вторые потери, происходящие после обжатия бетона (оп2). От усадки бетона, согласно п. 1 табл. 3.3 [47] и п. 7.2 [1],

oj = 1,5 • 400 = 600 кгсісмі2.

От ползучести бетона. Для этого нужно установить усилие обжа­ тия бетона Nqi с учетом первых потерь и коэффициент точности натя­ жения арматуры mT= 0,9 см (п. 3.4, а [47])

Noi = FHmT(о0 - ап1) = 9,82 • 0,9 (4400 - 472) = 34 700 кгс.

171

Суммарные потери предварительного напряжения арматуры

°п = опі + ап2 = 472 + 843 = 1315 кгс/см2 > [1000].

Усилие в напрягаемой арматуре с учетом полных потерь и коэф­ фициента точности натяжения арматуры т т (п. 3.4, а [47])

Мог = F„/nT(о0 — °п) = 9,82 • 0,9 (4400 — 1315) = 2 7 200 кгс.

ж. Расчет оболочки по образованию трещин в нормальных сечениях.

Определяем геометрические характеристики приведенного сече­ ния (рис. 83, г):

Коэффициент приведенного армирования свода оболочки с учетом отношения модулей упругости

Стержневую арматуру ненапряжённую (Fa) и напряжённую (F„), расположенную в продольных ребрах к сетчатой не приводим.

Площадь приведенного сечения

* Величины Fn: Jn и е0 вычислены в расчете оболочки по образованию трещин.

172

Вычисляем согласно данным графика рис. 45 [32] центр тяжести дуги окружности, который равен:

г/^ = к° = pR = 0,275 • 168,3 = 46,4 см,

где

ti = F (20 = 54° • 2 = 108°) = 0,275.

Статический момент площади приведенного сечения относительно нижней грани оболочки

S n = 2 (Fjt/j -ф F 2 У2 + naF aa -ф nHF Ha H) -ф

~Ф(Fa + ncF3\bC(E)) Уз — 2 (220 • 10,5 -ф 140 • 27,5 +

+ 8,25 • 3,14 ■10,5 + 7,85 • 4,91 • 5,5) + (476 + 5,9 ■476 • 0,01) x X 86,4 = 56 784 cm3.

Расстояние от центра тяжести приведенного сечения до нижней грани оболочки

^ ■ Т = Г П= Т352 = 4 2 СА

Момент инерции приведенного сечения относительно его центра тяжести

согласно графику рис. 46 [32].

Ус = 27?3% сП(£) = 2 • 168,3я • 1,5 • 0,014 • 0,01 = 2,01 ■ІО3 см\

Момент сопротивления для растянутой грани приведенного сечения

1 7 3

Р а сст о я н и е от центра т я ж ести п р и в еден н ого сеч ен и я д о в ер хн ей ядровой точки

W0 4,44 • ІО4 = 32,7 см.

Fn ~ 1352

Расстояние от равнодействующей усилий в напрягаемой арматуре до центра тяжести приведенного сечения

10 = Уи.т— а„ = 4 2 — 5,5 = 36,5 см.

Момент сопротивления для растянутой грани с учетом неупругих де­ формаций бетона (рис. 83, г).

Согласно п. 2 табл. 5.1 [47], коэффициент у = 1,75

WT= у«70 = 1,75 • 4,44 • ІО4 = 7,77 ■ ІО4 слА

Изгибающий момент в состоянии, предшествующем образованию трещин в бетоне в стадии эксплуатации,

Мт = RTWT+ Мое = RrWT+ М02 (10 + /я") = = 17,5 • 7,77 • ІО4 -f 27 200 (36,5 + 32,7) = = 3 241 000 >М » = 2 998 000 кгс-см.

Таким образом, в растянутой зоне при эксплуатации конструкции трещин не будет.

з. Расчет оболочки на образование трещин в наклонных сечениях.

Определяем скалывающие напряжения:

=0,7 . 17,5 = 12,3 кгс/см2.

Вэтом случае согласно требованиям п. 5.20 [47] нужно произвести проверку наклонных сечений на образование трещин по формуле (40).

Статический момент части сечения, расположенной выше оси, про­ ходящей через центр тяжести всего сечения, относительно этой оси

Sn = ( F -f- ncF'sрс(Е)) кі =

= (474 4- 5,9 • 474 -0,01) 45,5 = 22 800 см\

где

F3 = 52kR ^ = 1,5 - 2 • 3,14 • 168.3-2 ^ 0-■= 474 см,

откуда

2Ѳ = 108; ja = 0,275 (рис. 45) [321,

kJ = pi? = 0,275 • 168,3 = 45,5 см.

Суммарное нормальное напряжение в бетоне в поперечном сечении элемента от усилий предварительного обжатия и внешних нагрузок на уровне центра тяжести приведенного сечения при у — 0:

174

где

N02 = m^QiFn — аnFа = 0,9 • 3085 ■9,82 — 843 • 3,14 • 2 = 18 000 кгс.

Напряжение в арматуре за вычетом суммарных потерь

Так как поперечной напряжённой, а также отогнутой и криволинейной

Таким образом, трещиностойкость наклонного сечения обеспечена.

и. Расчет прогибов.

Согласно п. 5.4. [1], полную величину деформации элементов, при эксплуатации которых трещины не появляются, определяют по фор­ муле 6.2 [47].

Жесткость оболочки при кратковременном действии нагрузки

175

П о л н ы й п р о г и б о б о л о ч к и с о г л а с н о п . 5 .4 [1] и п . 6 .4 [47]

к. Расчет прочности оболочки в стадии изготовления и монтажа.

Расчет прочности при обжатии бетона усилием предварительного напряжения арматуры

NHl = FH(тТооі — 3 000) = 9,82 (1 • 3 928 — 3 000) = 9 120 кгс,

где

°оі = з0 — аП1 = 4 400 — 472 = 3 928 кгс/см2.

Несущая способность условного сжатого сечения (рис. 83, д) согласно п. 7.5 [1]

0,5F6Rnp = 0,5 • 2 • 10 • 11 • 170 = 18 650 > NHl = 9 120 кгс.

Таким образом, прочность бетона продольных ребер в стадии об­ жатия обеспечена.

В стадии монтажа оболочка работает как двухконсольная балка (рис. 83, е). Нагрузка от веса оболочки с учетом динамического коэф­ фициента 1,5

gc. в = 138 • 3 • 1,5 = 621 кгс/м.

Изгибающий момент консоли

Опорные сечения (Л и В) испытывают внецентренное сжатие от воз­ действия изгибающего момента [Мс. в = 90 000 кгс ■см\ и усилия об­ жатия [А7ні = 9120 кгс].

Плечо внутренней пары сил, заменяющей внешний момент, можно принять равным расстоянию от точки приложения силы обжатия нап­ ряжённой арматурой (NHі) до центра тяжести сжатой зоны бетона:

г = уг — ая —86,4 — 5,5 = 80,9 см.

Усилие растяжения бетона, вызванное действием изгибающего момента в консоли

Напряжение в сжатой зоне сечения (продольные ребра)

176

°с. ж == ~]г~ = Г 1 Г П г = 46-5 < 0,5^пр= 0 ,5 -170=85 кгс/см*.

Напряжение в растянутой зоне сечения (плита оболочки)

Ор = ^ = -ЩД = 2,34 < Rp — 12,5 кгс/см2.

Таким образом, прочность бетона в стадии изготовления и монтажа оболочки достаточна.

л. Проверка устойчивости оболочки.

Для устойчивости оболочки через 6 м по длине конструкции уста­

Заменяем ребристую оболочку фиктивной гладкой (п. 218 [32]). Для этого вычисляем: площадь сечения, образованного одним ребром вместе с примыкающими частями плиты оболочки шириной 6П=600 см,

F = bn8 + hpbp. cp = 600 • 1,5 + 16 • 7 = 1 012 см2;

статический момент площади сечения ребра с примыкающими частями оболочки Ь„ — 600 см

S = ЬпЬа + hpb-^ Z = 600 • 1,5 • 16,75 -f 16у = 15975 см3;

расстояние от низа до центра тяжести площади сечения, образован­ ного ребром и примыкающими частями плиты оболочки Ьп — 600 см

S15 975

У= у = JÖT2 = 15,8 ^ 16 СЖ'

момент инерции площади сечения ребра с примыкающими частями оболочки Ьа = 600 см относительно центра тяжести сечения

что больше расчетной нагрузки (189 + 98 = 287 кгс/м2), т. е. устой­ чивость оболочки обеспечена.

Глава V

ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ, МОНТАЖ АРМОЦЕМЕНТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

ИИХ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ

§21, ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Проектирование и изготовление армоцементных конструкций не­ возможно без учета свойств мелкозернистого бетона, которые опре­ деляют не только прочность и долговечность конструкций, но и су­ щественно влияют на технологию их изготовления.

Современная технология производства армоцементных конструкций должна включать:

подбор составов бетонной смеси (цемента, песка, воды, специаль­ ных добавок и микронаполнителей); выбор способа приготовления бетонной смеси — принудительное перемешивание, виброактивацию, виброперемешивание и другие приемы, обеспечивающие высокое качество и однородность бетонной смеси;

рациональное армирование конструкции — желательно применение стандартных сеток и унифицированных сварных изделий;

эффективные приемы уплотнения бетонной смеси — высокочастот­ ное вибрирование, вибрирование с пригрузом, виброштампование, вибровакуумирование, вибропрокат, торкретирование и дри;

тщательный уход за бетоном при твердении, предохраняющий его от потери влаги; использование прогрева в сочетании с герметизацией свежеотформованной конструкции;

постоянный пооперационный контроль непосредственными испы­ таниями качества составных частей и бетона в целом.

Сборные элементы должны изготовляться централизовано на заво­ дах или полигонах. Принципиальная технология схемы завода уни­ фицированных элементов изображена на рис. 84.

Принятая последовательность технологического процесса исклю­ чает нерациональные операции и перемещения изделий. Все операции механизированы. Технологический цикл ограничен пределами одного помещения с максимальным использованием производственных пло­ щадей.

Особое внимание нужно уделять транспортированию изделий, при котором недопустимы какие-либо деформации, влияющие на эксплуа­ тационное качество конструкции.

178