2.4. Расчёт прочности затяжки

Арматуру затяжки подбираем как для центрально растянутого элемента по условиям прочности.

Определяем необходимое сечения арматуры:

,

коэффициент не учитываем вследствие расположения высокопрочной проволоки попарно вплотную без зазоров.

Определяем число проволок при 5 мм:

Принимаем 98 проволок:

2.5. Определение потерь предварительного напряжения арматуры затяжки

По условиям эксплуатации арки в закрытом помещении затяжка относится к конструкциям 3-й категории трещиностойкости. В то же время предельно допустимая ширина раскрытия трещин, обеспечивающая сохранность арматуры 5 Вр-II, весьма мала (). Поэтому предварительное напряжение арматуры механическим способом можно назначить максимальным

Определяем потери предварительного напряжения арматуры при её натяжении на упоры механически способом натяжения.

ПЕРВЫЕ ПОТЕРИ НАПРЯЖЕНИЯ (до обжатия бетона):

От релаксации напряжений при механическом способе натяжения проволочной арматуры

Потери от температурного перепада отсутствуют, так как по мере увеличения постоянной нагрузки на арку арматура затяжки подтягивается.

От деформации анкеров при инвентарных зажимах

, где

— длина арматурного стержня, расстояние между упорами стенда

Поскольку напрягаемая арматура не отгибается, то потери от трения арматуры об огибающие приспособления отсутствуют, то есть

От деформации стальной формы при отсутствии данных о её конструкции

Потери от быстронатекающей ползучести:

Учитывая симметричное армирование, считаем

Для бетонов естественного твердения

Первые потери

ВТОРЫЕ ПОТЕРИ НАПРЯЖЕНИЯ:

От усадки тяжёлого бетона класса В30 естественного твердения

От ползучести бетона:

Для бетона естественного твердения

Вторые потери

Суммарные потери:

Напряжение с учётом всех потерь:

Усилие обжатия с учётом всех потерь:

2.6. Расчёт трещиностойкости сечений затяжки

Проверяем сечение затяжки по образованию трещин. Расчёт производим с учётом коэффициента точности натяжения

Так как значение распора при

,

то трещины в затяжке не образуются.

2.7. Проверка прочности затяжки при обжатии бетона

Определяем усилие обжатия бетона как для центрально обжатого элемента с учётом всей напрягаемой арматуры. При натяжении арматуры на упоры прочность затяжки проверяем из условия:

Предварительное напряжение с учётом первых потерь определяем при

тогда , где

— призменная прочность бетона к моменту его обжатия, вычисленная по интерполяции при.

Условие соблюдается, следовательно, прочность затяжки при её обжатии обеспечена.

2.8. Расчёт прочности нормальных сечений верхнего пояса арки

Принимаем симметричное армирование сечений арки ()

Сечение 5 является расчётным.

В этом сечении расчётные комбинации усилий: от полной нагрузки ,; от длительной нагрузки —,

Расчётная длина в плоскости арки (по табл. 33 СНиП 2.03.01-84*)

Так как , расчёт производим с учётом прогиба элемента, согласно

п. 3.3 СНиП 2.03.01-84*

Определяем рабочую высоту сечения:

Так как момент кратковременных нагрузок (снег справа или слева) , изменяющий знак, меньше момента от суммы постоянных и длительных нагрузок, то есть, тоиодного знака.

, где

для тяжёлого бетона (по табл. 30 СНиП 2.03.01-84*)

; принимаем

Конструкция двухшарнирной арки статически неопределимая.

, где— больший из случайных эксцентриситетов (и)

Случайный эксцентриситет не учитываем.

Принимаем

Находим условную критическую силу для элемента двутаврового сечения без предварительного напряжения:

Коэффициент, учитывающий влияние прогиба:

Определяем площадь сечения арматуры внецентренно сжатого элемента двутаврового профиля с учётом действия продольной силы N:

;

Граничная относительная высота сжатой зоны:

, где

для арматуры класса А-III

Проверяем положение нейтральной линии из условия:

Нейтральная ось проходит в пределах ребра, поэтому расчёт производим с учётом тавровой формы сечения.

Принимая во внимание необходимость учёта сжатых свесов полки, вычисляем:

, где

, здесь

При наличии сжатой полки:

, где

Определяем относительную высоту сжатой зоны бетона по формуле:

, где

при

Площадь симметричной арматуры таврового сечения:

Принимаем с каждой стороны по 3 10 АIIIс>

Коэффициент армирования: