4.4. Расчет верхнего пояса

Расчет верхнего пояса ведем по наибольшему усилию (элементы В1) кН, в том числе кН (по табл. 6).

Ширину верхнего пояса принимаем из условия опирания плит покрытия – 200 мм. Определяем ориентировочно требуемую площадь сечения верхнего сжатого пояса:

см².

Назначаем размеры сечения верхнего пояса:

bh = 2020 cм с А = 400 см² > 393я см².

Случайный эксцентриситет см, где см – расстояние между узлами фермы; см; см. Принимаем см.

При см см. Наибольшая гибкость сечения равна . Необходимо учесть влияние прогиба элемента на его прочность.

Условная критическая сила:

кН,

где см⁴;

. Принимаем ;

.

Здесь:

кНм,

кНм.

Принимаем предварительно коэффициент армирования ; тогда при _s = E_s/E_b = 8,33 приведенный момент инерции сечения арматуры относительно центра тяжести бетонного сечения будет:

см⁴.

Коэффициент находим по формуле:

;

расстояние

см.

Граничное значение относительной высоты сжатой зоны бетона при

,

где ;

МПа.

;

;

;

.

В расчетном случае армирование принимаем симметричное. Находим требуемую площадь сечения арматуры:

см².

см².

Принимаем 616 А-III (2 стержня A_S и 2 стержня A_S’), см².

Расчет сечения пояса из плоскости фермы не делаем, так как все узлы фермы раскреплены плитами покрытия.

4.5. Расчет нижнего растянутого пояса

4.5.1. Расчет на прочность

Расчет прочности выполняем на расчетное усилие для панели Н2.

кН, в том числе кН (по табл. 6), полная нормативное усилие 716,83кН, 574,77кН.

Определяем площадь сечения растянутой напрягаемой арматуры:

см².

Принимаем 6 канатов 15 класса К-7, см², сечение нижнего пояса 2020 см (принято равным сечению верхнего пояса).

Напрягаемая арматура окаймлена хомутами. Из конструктивных соображений по углам перегиба хомутов ставим 610 A-III, см². Процент армирования

%.

Приведенная площадь бетона

см²,

где для напрягаемой арматуры класса К-7 и для арматуры класса А-III.

4.5.2. Расчет на трещиностойкость

Элемент относится к третьей категории трещиностойкости. Принимаем механический способ натяжения арматуры. Максимальное предварительное напряжение арматуры назначаем

МПа.

Проверяем условия:

< = 1295 МПа;

> 0,3 = 388,5 МПа,

где МПа.

Определяем потери предварительного напряжения арматуры.

Первые потери:

- от релаксации напряжений в арматуре

МПа;

- от разности температур напрягаемой арматуры и натяжных устройств (при )

МПа;

- от деформации анкеров

МПа,

где мм;

- от деформации бетона вследствие быстро натекающей ползучести при и < 0,8.

МПа,

где Н/см² = 9,02 МПа,

кН,

В = 20 – класс бетона.

Суммарное значение первых потерь:

МПа.

Вторые потери:

- от усадки бетона класса В20, подвергнутого тепловой обработке, МПа;

- от ползучести бетона при

МПа.

Суммарное значение вторых потерь:

МПа.

Полные потери:

МПа > 100 МПа.

Значение предварительного напряжения в арматуре с учетом всех потерь:

МПа.

Расчетное отклонение напряжений при механическом способе натяжения арматуры:

< 0,1;

здесь – число канатов в сечении элемента;

принимаем .

Сила обжатия бетона при :

МПасм² = 342,39 кН.

Проверяем условие трещинообразования

.

Усилие , воспринимаемое сечением при образовании трещин:

кН < кН,

где – коэффициент, учитывающий снижение трещиностойкости элемента вследствие жесткости узлов фермы;

условие трещиностойкости не соблюдается, требуется расчет по раскрытию трещин.