Одноэтажное каркасное промышленное здание (стр. 9 из 11)

Принимаем 4Æ18 S400 с

.

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

В расчетном сечении действует внецентренно приложенное усилие

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

Определяем граничную относительную высоту сжатой части сечения:

;

.

Определяем высоту сжатой части сечения

Т.к.

, то нейтральная ось проходит в ребре.

При определении высоты сжатой зоны предварительно напряженная арматура, создающая усилие предварительного обжатия не учитывается.

.

Проверяем прочность из условия:

;

где

.

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.

Расчет прочности балки в стадии эксплуатациина действие поперечной силы.

Проверка размеров поперечного сечения балки.

В соответствии с конструктивными требованиями в балках высотой более 150 мм поперечная арматура устанавливается на приопорных участках длиной

с шагом не более и 300 мм и в средней части элемента с шагом не более и не более 500 мм. (п.11.2.21 СНБ 5.03.01-02)

Минимальная площадь сечения поперечной арматуры для бетона класса

S400 и S500 должна быть не менее 0,14% от площади бетонного сечения (п.11.2.5 табл.11.2 СНБ 5.03.01-02)

где

- шаг стрежней поперечной арматуры;

- ширина стенки.

Сечение II-II

в месте резкого изменения толщины стенки на расстоянии от опоры 0,625 м.

; ;

По конструктивным соображениям на участке длиной 2,75 м в стенке устанавливаем с поперечной арматурой с шагом

. Минимальная площадь поперечной арматуры .

Принимаем в каждой сетке поперечную арматуру Æ5 S500 с

.

Проверяем конструктивное минимальное армирование поперечной арматурой по условию ограничения раскрытия наклонных трещин по формуле:

,

где

- приведенные напряжения в поперечной арматуре;

- поперечная сила, воспринимаемая элементом без поперечного армирования.

Расчетное сечение находится на расстоянии 0,625 м, т.е. в зоне анкеровки предварительно напряженной арматуры.

в данном случае следует определять по формуле 7.76 п.4.2.1 3 СНБ 5.03.01-02:

,

где

- момент инерции, рассматриваемого поперечного сечения;

- статический момент части сечения, расположенной выше его центра тяжести относительно центра тяжести;

;

- средние сжимающие напряжения, вызванные действием усилия предварительного напряжения.

Определим полную расчетную длину анкеровки напрягаемой арматуры по формуле 11.6 СНБ 5.03.01-02:

где

- базовая длина зоны передачи напряжений;

при мгновенной передаче усилия обжатия обрезкой электросварной напрягаемой арматуры; - для семипроволочных канатов; - диаметр канатов;

-

напряжения в арматуре непосредственно после отпуска ее с упоров, т.е. с учетом технологических потерь без учета потерь преднапряжения от упругого обжатия бетона.

- напряжение сцепления по контакту арматуры с бетоном; где - для семипроволочных канатов; - коэффициент, учитывающий влияние положения стержня при бетонировании на величину сцепления арматуры с бетоном (рис.11.5 п.11.2.33 СНБ 5.03.01-02); определяется для возраста бетона (t) при передаточной прочности равной

По таблице 6.1 при

по интерполяции находим

,

Тогда

.

Базовая длина зоны передачи напряжений равна:

- максимальные напряжения в растянутой арматуре при действии расчетных нагрузок.

Т. к. определение площади расчетной арматуры было выполнено по методу предельных усилий по прочностной модели, напряжения

равны:

- предварительные напряжения в арматуре с учетом всех потерь в расчетном по изгибающему моменту сечении.

где

- для семипроволочных канатов; .

Вычисляем полную расчетную длину анкеровки при напряжении арматуры на упоры

.

Длина зоны передачи усилия предварительного напряжения на бетон при отпуске арматуры с упоров равна базовой длине передачи напряжений:

Сечение по грани вута находится в пределах зоны передачи напряжений на бетон при обжатии.

Определим средние сжимающие напряжения на уровне центра тяжести сечения балки от усилия предварительного обжатия

где

.

;