4.3. Расчет элементов фермы. Расчет нижнего пояса фермы.

Расчет по предельным состояниям первой группы на прочность.

По условиям изготовления, сечения и армирование всех элементов предварительно напряженного нижнего пояса должны быть одинаковыми. Максимальное расчетное усилие в нижнем поясе согласно таблице усилий принимаем по элементу 5 – 7 N = 1093,6кН

Площадь сечения растянутой напрягаемой арматуры:

,

где - коэффициент учитывающий условия работы высокопрочной арматуры при напряжениях выше условного предела текучести, принимаемый равный ( для каната К – 7 )

Принимаем 8 канатов  15 класса К – 7 с . Напрягаемая арматура окаймлена хомутами, выполненными в виде П – образных сеток ( встречно поставленных ). Продольная арматура сеток из стали Вр – I ( 6  5 Вр – I с )

Сечение нижнего пояса принимаем равное

Суммарный процент армирования:

Приведенная площадь поперечного сечения без учета ненапрягаемой арматуры:

,

где - отношение модулей упругости арматуры и бетона:

Потери предварительного натяжения арматуры и усилия обжатия.

Назначаем величину начального предварительного напряжения арматуры ( без учета потерь ):

Принимаем

При натяжении арматуры механическим способом на упоры стенда должны выполняться условия п. 1.23 1:

Первые потери:

1. От релаксации напряжений арматуры:

2. От разности температур напрягаемой арматуры и натяжных устройств ( при t = 65ºС ):

3. От деформации анкеров:

где - смещение стержней в инвентарных зажимах.

4. - трение арматуры при её натяжении отсутствует.

5. - натяжение производится на упоры стенда.

6. От быстронатекающей ползучести бетона

Предварительно находим напряжение и усилие обжатия с учетом первых пяти потерь:

;

Напряжение в бетоне при обжатии на уровне центра тяжести напрягаемой арматуры:

Передаточная прочность бетона согласно п. 2.3 [2]

, принимаем

Т. к. , то

Первые потери:

Усилие обжатия с учетом первых потерь:

Вторые потери:

7. От усадки бетона

8. От ползучести бетона

Т. к. потери от быстронатекающей ползучести малы, то для определения не производим перерасчет сжимающих напряжений в бетоне от обжатия, оставляем отношение: , то

Вторые потери:

Полные потери:

Усилие обжатия с учетом полных потерь:

Расчет по образованию и раскрытию трещин.

Для конструкций третьей категории трещиностойкости расчет ведется на действие нагрузок при коэффициенте по нагрузке , что соответствует норматиным нагрузкам:

Расчетный разброс напряжений при механическом способе натяжений согласно п. 1.27 [1]

принимаем

Усилие обжатия вводится с коэффициентом натяжения:

Усилие предварительного обжатия с учетом полных потерь:

Усилие воспринимаемое сечением при образовании трещин:

Т. к. - условие трещиностойкости сечения соблюдается, т. е. не требуется расчет по раскрытию трещин.