6 Расчёт предварительно напряженной балки покрытия

6.1 Исходные данные для проектирования

Номинальный пролет - ;

Шаг колонн и балок покрытия - ;

Район строительства – г. Полоцк;

Проектируемое здание относится ко II классу по степени ответственности. Коэффициент надежности по назначению согласно /2/.

По таблице 5.2 /1/ для класса ответственности по условиям эксплуатации фундамента ХD3 минимальный класс бетона .

Балка сборная – заводского изготовления. Принимаем бетон тяжелый по прочности на сжатие подвергнутый тепловой обработке при атмосферном давлении.

Принимаем марку смеси по удобоукладываемости - П1.

Натяжение арматуры осуществляется механическим способом на упоры стенда.

Средняя прочность бетона в момент передачи усилия предварительного обжатия на бетон (передаточная прочность) определяется как .

Прочность бетона в момент передачи усилия обжатия на бетон контролируется испытаниями контрольных кубов.

В качестве напрягаемой арматуры принимаем арматуру S1400 по ГОСТ 13840. Ненапрягаемая арматура сварных каркасов принята класса S400 – стержневая и класса S500 – проволочная. Монтажную арматуру принимаем класса S240.

Предельно допустимый прогиб среднего по длине балки сечения при действии постоянных и временных длительных нагрузок (с учетом выгиба от усилия предварительного обжатия) по таблице 19 приложения 10 /2/ составит .

Предельно допустимое значение ширины раскрытия нормальных и наклонных трещин по таблице 5.1 /1/ составит .

Определим расчетные характеристики для бетона :

- нормативное сопротивление бетона на осевое сжатие ;

- гарантированная прочность бетона на осевое сжатие ;

- передаточная прочность ;

- ;

- по таблице 6.1 /1/;

- ;

- расчетное сопротивление бетона сжатию для первой группы предельных состояний составит ;

- расчетное сопротивление бетона на растяжение для первой группы предельных состояний ;

- расчетное сопротивление бетона сжатию для второй группы предельных состояний ( ) составит ;

- расчетное сопротивление бетона на растяжение для второй группы предельных состояний ( ) составит ;

Модуль упругости бетона определяем по таблице 6.2 /1/. В зависимости от марки смеси по удобоукладываемости он составит , но согласно примечанию окончательно модуль упругости бетона составит:

.

Определим расчетные характиристики для напрягаемой арматуры S1400:

- нормативное сопротивление напрягаемой арматуры ;

- расчетное сопротивление напрягаемой арматуры по таблице 9.1.4 /1/ составит ;

Определим расчетные характиристики для ненапрягаемой арматуры S240:

- нормативное сопротивление арматуры растяжению ;

- расчетное сопротивление арматуры растяжению ;

- по таблице 6.5 /1/.

6.2. Определение нагрузок

Постоянные нагрузки включают: вес кровли, теплоизоляционного ковра, вес железобетонных плит покрытия и собственный вес балки покрытия.

К временным нагрузкам относится вес снегового покрова. Согласно пункту 1.7 /2/ к длительно действующим нагрузкам относится снеговая нагрузка с пониженным нормативным значением, определяемым путем умножения полного нормативного значения на коэффициент 0,6 для IIБснегового района;

где s_o – нормативное значение веса снегового покрова на 1 м² горизонтальной поверхности земли, принимаемое в зависимости от района строительства. Согласно СниП /1/ и дополнений к нему во IIБ снеговом районе. Нормативное значение снеговой нагрузки для него s_o  1,2 кПа;

μ — коэффициент перехода от скатной кровли к горизонтальной поверхности. Для расчета балки принимается μ = 1, так как α < 25° ;

Таким образом, кратковременная нагрузка составит

Нормативная нагрузка от собственного веса балки . Частный коэффициент безопасности для собственного веса конструкций заводского изготовления . Тогда расчетная нагрузка составит .

Расчетные нагрузки на 1м.п. длины балки определяем без учета снеговых мешков (так как здание без зенитного фонаря).

Нагрузку на балку условно считаем равномерно распределенной по длине, так как количество сосредоточенных усилий в местах опирания плит покрытия более пяти.

Таблица 4 –Нагрузки на 1м² покрытия

№	Вид нагрузки	Нагрузка, кПа
		Нормативная	Расчетная при gf =1	Расчетная при gf >1
1	Постоянная	3,37	3,37	4,04
2	Временная:	1,2	1,2	1,8
3	В т.ч. кратковременная	0,48	0,48	0,72
Полная		4,57	4,57	5,84

Расчетные нагрузки на балку определяем с учетом коэффициента надежности по назначению здания .

Значения расчетных нагрузок на балку при :

- расчетная нагрузка на балку от собственного веса конструкций

;

- снеговая временная нагрузка ;

в том числе кратковременная ;

- полная нагрузка

Значения расчетных нагрузок на балку при :

- расчетная нагрузка на балку от собственного веса конструкций

;

- снеговая нагрузка ;

в том числе кратковременная ;

- полная нагрузка .