Проектирование железобетонного промышленного здания (стр. 8 из 12)

5.4.2. Назначение предварительного напряжения

В соответствии с [3, п. 123] должны удовлетворяться условия:

σ_sp + p ≤ R_s,ser; σ_sp - p ≥ 0.3R_s,ser; [3, (1)]

Величина р при механическом способе натяжения арматуры принимается равной p = 0.05σ_sp [2, п.1,23], тогда:

МПа.

Назначаем σ_sp = 550МПа.

5.4.3. Потери предварительного напряжения

Натяжение арматуры производится на упоры [по заданию].

Первые потери

1) От релаксации напряжения при механическом способе натяжения стержневой арматуры:

σ ₁ = 0.1σ_sp -20 = 55 – 20 = 35МПа;

2) От перепада температур для бетона В25:

σ ₁ = 1.25Δt = 1.25·65 =81МПа;

3) От деформации анкеров:

16МПа;

4) От позиции 4 [3, табл.5] потерь нет (натяжение на упоры);

5) От позиции 5 [3, табл.5] потерь нет (стержневая арматура);

6) Потери от быстро натекающей ползучести

:

Усилие в арматуре с учетом потерь (позиции 1 – 5):

P₁ = [σ – (σ₁+σ₂+σ₃)]A_sp = [550 – (35+81+16,1)]22,8·10^-4_·10³ = 953 кН;

Сжимающие напряжения в бетоне от силы Р₁:

где A_red = A_b + αA_S = 0.24·0.22 + 7.04·22.8·10^-4 = 0.069 м²

Передаточная прочность бетона принимается по [3, п.2.6].

Для арматуры класса А-IV:

R_bp ≥ 11МПа кроме того, R_bp ≥ 0,5B = 0,5·25 =12,5МПа.

Принимаем R_bp =12,5МПа;

α=0,25+0,025R_bp =0.25+0.025·12.5 =0.563 < 0.8;

β=5.25-0.185 R_bp = 5.25 – 0.185·12.5 = 2.94 (но не более 2.5), принимаем β=2,5;

Т.к.

> α, то

117МПа

Суммируем, первые потери напряжений:

σ_los1 = 35+81+16+0+0+117 = 249МПа

Усилие в арматуре с учетом первых потерь:

P₁ = (σ_sp –σ_los1 )A_s = (550 – 249)22.8·10^-4·10³ = 682.3кН.

Вторые потери

7) Потери релаксации напряжений арматуры учтены в 1) пункте;

8) Потери напряжений от усадки бетона при классе бетона В25 и тепловой обработке σ₈=35 МПа.

9) Ползучесть бетона:

Сжимающие напряжения в бетоне с учетом первых потерь:

МПа. Так как >0.75, то:

106МПа.

α = 0,85 –коэффициент принимаемый для бетона подвергнутого тепловой обработке при атмосферном давлении.

Полные потери:

σ_los = σ_los1 + σ_los2 = 249+(35+106) = 390МПа

МПа

МПа.

Усилие предварительного обжатия с учетом полных потерь напряжений:

кН.

5.4.4. Расчет по образованию трещин

Средний коэффициент надежности по нагрузке определяем по [табл.2.1] с учетом снеговой нагрузки:

;

Нормативные усилия равны (первая панель нижнего пояса):

8,502 кНм;

324,6 кН.

Нормативные усилия от длительных нагрузок (см. раздел п.5.3):

7,262 кНм;

277,3 кН.

Проверка по образованию трещин производится по формуле

[3, (124)]

где

- момент от внешних сил относительно оси параллельной нулевой линии и проходящей через ядровую точку наиболее удаленную от растянутой зоны, трещиностойкость которой проверяется:

кНм;

кНм,

где

м,

где

- момент, воспринимаемый сечением при образовании трещин.

[3, (125)]

- ядровый момент от силы .

кНм [3, (129)]

где

коэффициент точности натяжения арматуры при механическом способе натяжения [3, п.1.27].

55,58 кНм.

Так как при полном загружении нормативной нагрузкой условие [3, (124)] не выполняется (

= 66,87 > = 55,58), а так же при действии длительной части нагрузки условие [3, (124)] не выполняется ( = 57,12 > = 55,58), трещины образуются и необходимо проверить их раскрытие.

5.4.5. Расчет на раскрытие трещин

Ферма находится в закрытом помещении и поэтому относится к 3-ей категории трещиностойкости, для которой допускается ограниченное по ширине непродолжительное (

=0,4 мм) и продолжительное ( =0,3 мм) раскрытие трещин [3, п.1.16, табл.2].

Раскрытие трещин определяется по формуле:

[3, (144)]

где

для внецентренно растянутых элементов; - коэффициент длительности действия нагрузки. Для непродолжительного действия нагрузки =1. Для тяжёлого бетона естественной влажности при длительном действии нагрузки , где - коэффициент армирования сечения: ; - для стержневой арматуры периодического профиля; d=14 - диаметр арматуры в мм; - приращение напряжений в арматуре от действия внешней нагрузки [3, п.4.15].

1. Определяем раскрытие трещин от кратковременного действия всех нагрузок

. Эксцентриситет равнодействующей продольных сил и относительно центра тяжести сечения равен:

м м.

Т.к.

то можно в формуле [3, (148)] принять ( м расстояние между арматурой и ).

Тогда напряжение в арматуре:

[3, (148)]

где

- эксцентриситет силы относительно арматуры (рис. 5.5)

м

Рис.5.5 - Приложение силы преднапряжения.

Эксцентриситет силы

относительно арматуры :

м.