3.7.6 Проверка прочности расчетного сечения балки при действии нагрузок в стадии эксплуатации

Поскольку балка выполненна из бетонаимеет симметричное относительно вертикальной оси сечение и арматура сосредоточенна у наиболее растянутой грани проверку прочности сечения нормального к продольной оси балки выполняем в соответствии с п. 7.1.2.1 СНБ 5.03.01-02 по методу предельных усилий.

Расчетный изгибающий момент кН·м. (при). По результатам предварительного расчета в балке установлена рабочая арматура 815S1400 общей площадьюмм².

Усилие предварительного обжатия с учетом всех потерь кН, напряжениеМПа.

Определение положения нейтральной оси в элементе таврового сечения из условия:

;

Н;

Н,

т. к.1480000 Н < 1459046,4 Н, то нейтральная ось проходит не в полке. Сечение проверяем как прямоугольное с шириной .

мм.

Определяем граничную высоту сжатой зоны:

МПа.

Условие выполняется.

Далее находим величину изгибающего момента, воспринимаемого сечением:

кН·м, кН·м.

Прочность сечения в стадии эксплуатации обеспечена.

3.7.7 Проверка прочности сечения балки в стадии изготовления

Проверку прочности сечения балки в стадии изготовления необходимо выполнять в сечении, в котором возникает при подъеме балки из опалубки максимальный по абсолютной величине изгибающим моментом, растягивающий верхние волокна балки. При этом следует учитывать коэффициент динамичности по п. 12.1.1.4 СНБ 5.03.01-02, равный 1,4. Величину коэффициента, учитывающего влияние длительности действия нагрузки на прочность бетона, следует принимать равной 1.

Для принятого размещения монтажных петель максимальный изгибающий момент определен в сечении по первой от торца балки монтажной петле при м.

кН·м.

Вычисляем технологические потери предварительного напряжения в сечении балки на расстоянии от опоры 1,35 м (от торца балки м):

кН;

кН;

кН.

Потери, вызванные упругой деформацией бетона в момент передачи обжатия на бетон, определяем по геометрическим характеристикам рассматриваемого сечения:

;

.

Усилие предварительного обжатия с учетом потерь, проявившихся к моменту передачи обжатия на бетон:

кН;

кН.

Усилие предварительного обжатия с учетом технологических потерь:

кН.

Расчет прочности сечения в стадии изготовления с учетом изгибающего момента от собственного веса следует выполнять как внецентренно сжатого элемента. Усилие предварительного обжатия в соответствии с п. 9.4.2 СНБ 5.03.01-02 составит:

кН,

где - коэффициент безопасности для усилия предварительного обжатия, учитывающий его неблагоприятный эффект при проверке прочности в стадии обжатия.

Передаточную прочность бетона принимаем равной .

Тогда расчетное сопротивление бетона при передаче на него усилия обжатия составит:

МПа.

Принимаем, что при достижении бетоном в сжатой части сечения расчетного сопротивления при сжатии снижение напряжений в предварительно напряженной арматуре составляетМПа.

Исходя из прочностной модели расчета сечения предполагаем, что снижение напряжений в предварительно напряженной арматуре при достижении бетоном в сжатой части сечения расчетного сопротивления при сжатии.

По конструктивным требованиям устанавливаем в верхней полке балки, растянутой при предварительном обжатии и действии изгибающего момента от собственного веса, продольную арматуру с учетом требований п. 11.2.2, табл. 11.1 СНБ 5.03.01-02.

, мм²

где - рабочая высота сечения:мм;

мм - расстояние от верхней грани бетонного сечения до центра тяжести продольной арматуры в верхней полке.

Принимаем p_min=0,1885%

, мм²

Принимаем 412 S400 с мм².

Усилие предварительного обжатия в расчете прочности внецентренно сжатого сечения рассматриваем как внешнюю силу

кН.

В расчетном сечении действует внецентренно приложенное усилие и изгибающий момент от собственного веса балкикН·м.

Определяем равнодействующую всех усилий действующих в сечении и эксцентриситет ее приложения относительно центра тяжести бетонного сечения:

кН·м;

м.

Определяем граничную относительную высоту сжатой части сечения:

;

.

Определяем высоту сжатой части сечения:

мм,

т. к. мм, то нейтральная ось проходит в ребре,

.

Проверяем прочность из условия:

,

где м.

Поскольку выполняется условие

Н·мм < Н·мм.

Прочность балки в стадии изготовления при ее подъеме из опалубки после передачи усилия обжатия на бетон в сечении по первой монтажной петле, расположенной на расстоянии 1,475 м от торца, обеспеченна.