2.2 Нормативные и расчетные характеристики.

1. Нормативные и расчетные характеристики тяжелого бетона класса В40.

Влажность окружающей среды – 70%

γ_b2 =0.9

R_bn=R_b,ser=25.5 MПа

R_b=22·0.9=19.8 МПа

R_btn=R_bt,ser=2.1 МПа

R_bt=1.4·0.9=1.26 МПа

R_bp=20 МПа

E_b=32500 MПа

2. Расчетные характеристики ненапрягаемой арматуры.

Продольной

Класс А-III

R_s=R_sc=355 МПа

E_s=200000 МПа

Поперечной

Класс А–I

R_sw=175 МПа

E_s=210000 МПа

3. Расчетные характеристики напрягаемой арматуры.

Класс АТ–IVC

R_sn=R_s,ser=590 МПа

R_s=510 МПа

E_s=190000 МПа

Назначаем величину предварительного напряжения арматуры в нижнем поясе ферм. Способ натяжения арматуры – механический на упоры.

По п.1,15 /3/

0,32·R_s,ser ≤σ_sp≤0,95· R_s,ser

189≤ σ_sp ≤561

Принимаем σ_sp=500 МПа.

2.3 Расчет элементов нижнего пояса фермы.

При наиболее неблагоприятных сочетаниях нагрузок максимальное усилие в нижнем поясе равно N=2355.3 kH

Определим требуемую площадь растянутой арматуры

По п, 3,7 /3/ η=1,2

Принимаем 8 Ø 25 АT–IVC c A_s,tot=3927мм²

4. Расчет трещиностойкости нижнего пояса фермы.

Расчет производим от нормативных нагрузок, величины которых получим путем деления значений усилий от расчетных нагрузок на средний коэффициент надежности по нагрузке γ_mf=1,21. Для расчетного сечения нахожу:

Усилия от суммарного действия постоянной и полного значения снеговой нагрузки

Усилия от постоянной и длительной составляющих снеговой нагрузки

где k_l=0.3 – коэффициент, учитывающий снеговой нагрузки п. 1,7 /7/

По таблице 1. б /3/ находим, что нижний пояс фермы должен удовлетворять 3–й категории по трещиностойкости, т.е а_сrc1=0.2 и a_crc2=0.3.

Площадь приведенного сечения

Момент инерции приведенного сечения

где

Момент сопротивления приведенного сечения

где y₀=h/2=360/2=180 мм.

Упругопластический момент сопротивления по наиболее растянутой грани в стадии эксплуатации

где коэффициент γ=1,75 принимаемый по таблице 38 /4/

Определяем первые потери предварительного напряжения арматуры по поз. 1–6 табл. 5 /1/ для механического способа натяжения арматуры на упоры.

Потери от релаксации напряжении напряжений в арматуре

Потери от температурного перепада

Потери от деформации анкеров, расположенных у натяжных устройств

где

l=24+1=25 м =25000 мм.

Потери от трение арматуры о стенки каналов.

σ₄=0

Деформации стальной формы при изготавлении.

σ₅=30 мПа

Напряжение в арматуре с учетом потерь по поз. 1–5 и соответственно усилие обжатия будут равны:

Определим потери от быстронатекающей ползучести бетона:

поскольку

Первые потери и соответствующие напряжения в напрягаемой арматуры

Усилия обжатия с учетом первых потерь и соответствующие напряжения в бетоне составят

–требование табл. 7/2/ удовлетворяется

Определяем вторые потери предварительного напряжения арматуры по поз. 8 и 9 табл. 5 /1/

Потери от усадки бетона

σ₈=40 мПа

Потери от ползучести бетона

при будут равны

Вторые потери составят:

Полные потери равны:

Вычислим напряжение в напрягаемой арматуре с учетом полных потерь и соответствующее усилие обжатия:

Выполняем проверку образования трещин:

Определим расстояние r от центра тяжести приведенного сечения до ядровой точки, наиболее удаленной от максимально растянутой внешней нагрузкой грани сечения.

Поскольку то величинуr вычисляем по формуле–

соответственно

Момент внешней продольной силы

Так как M_r>M_crc , то трещины раскрываются, необходим расчет по раскрытию трещин.

Определим величину равнодействующей:

Напряжение в растянутой арматуре определяем по формуле:

От действия полной нагрузки

От действия длительной нагрузки

Вычислим ширину раскрытия трещин от непродолжительного действия полной нагрузки:

где δ – коэффициент, принимаемый для растянутых элементов равным 1,2;

φ_l – коэффициент, принимаемый равным 1,0;

η – коэффициент, принимаемый при стержневой арматуре равным 1;

σ – напряжение в стержнях крайнего ряда арматуры или приращение напряжений от действия внешней нагрузки;

μ – коэффициент армирования сечения;

равный >0.02 принимаем 0,02

d – диаметр арматуры

То же, от непродолжительного действия длительной нагрузки

То же, от продолжительного действия длительной нагрузки

где φ_l=1.6-15·μ=1.6-15·0.2=1.3

Таким образом ширина непродолжительного раскрытия трещин от действия длительных и кратковременных нагрузок будет равна

< [3 мм]

< [2 мм]