- •Введение
- •Компоновка и проектирование основного варианта конструктивного решения здания
- •Расчет предварительно напряженной плиты покрытия
- •2.1 Прочностные и деформационные характеристики материалов
- •2.2 Расчет продольного ребра плиты
- •2.4 Расчет поперечного ребра плиты
- •2.4.1 Расчет поперечного ребра по наклонному сечению
- •2.5 Определение геометрических характеристик приведённого сечения
- •2.8 Расчёт по раскрытию трещин нормальных к продольной оси элемента
- •2.9 Расчет прогиба плиты
- •2.7 Расчёт по образованию трещин
- •3. Расчет предварительно напряженной стропильной конструкции
- •3.1 Назначение геометрических размеров
- •3.2 Подсчет узловых нагрузок
- •3.3 Определение усилий в элементах фермы.
- •3.4 Расчетные характеристики бетона и арматурной стали
- •3.5 Расчет элементов фермы
- •3.5.1 Расчет нижнего пояса
- •3.5.2 Расчет верхнего пояса
- •3.5.3 Расчет элементов решетки
- •3.5.4 Расчет и конструирование узлов фермы
- •4. Статический расчет поперечной рамы
- •4.1 Установление нагрузок на поперечную раму
- •4.1.1Постоянная нагрузка
- •4.1.2 Временная нагрузка
- •4.2 Определение усилий в стойках рамы
- •4.3 Составление таблицы расчетных усилий
- •5 Расчет и конструирование сплошной колонны среднего ряда
- •5.1 Расчет надкрановой части колонны
- •5.2 Расчет подкрановой части колонны
- •5.3 Расчет промежуточной распорки
- •6 Конструирование и расчет фундамента под колонну
- •6.1 Определение глубины заложения и высоты фундамента
- •6.2 Определение размеров подошвы фундамента
- •6.3 Расчет фундамента по прочности
- •6.4 Определение сечений арматуры фундамента
- •6.5 Расчет подколонника
- •2 Установление нагрузок на поперечную раму цеха
- •2.1Нагрузка от собственного веса конструкции покрытия
- •2.2 Снеговая нагрузка
- •2.3Ветровая нагрузка
- •2.4Крановая нагрузка
- •3 Определение усилий в стойках рамы
- •4 Расчёт прочности колонны среднего ряда
- •4.1 Надкрановая часть колонны
- •4.2 Подкрановая часть колонны
- •5 Конструирование и расчет фундамента под колонну
- •5.1 Исходные данные
- •5.2 Определение глубины заложения и высоты фундамента
- •5.3 Определение размеров подошвы фундамента
- •5.4 Расчет фундамента по прочности
- •5.5 Определение сечений арматуры фундамента
- •5.6 Расчет подколонника
- •6.1 Прочностные и деформационные характеристики материалов
- •6.2 Расчет продольного ребра плиты
- •6.3 Расчет полки плиты
- •6.4 Расчёт и конструирование поперечных рёбер.
- •6.5 Определение геометрических характеристик приведённого сечения.
- •6.6Определение потерь предварительного напряжения арматуры
- •6.7 Расчёт по образованию трещин
- •6.8 Расчёт прогиба плиты
- •7.Расчет и конструирование балки покрытия с параллельными поясами
- •7.1 Расчетные данные
- •7.2.Предварительное назначение размеров сечения балки
- •7.3 Расчет по предельным состояниям первой группы
- •7.3.1 Определение нагрузок и усилий
- •7.3.2 Предварительный расчет сечения арматуры
- •7.3.3 Определение геометрических характеристик приведенного сечения
- •7.3.4 Определение потерь предварительного напряжения арматуры
- •7.3.5 Расчет прочности балки по нормальному сечению
- •7.3.6 Расчет прочности сечений, наклонных к продольной оси по поперечной силе
- •7.4 Расчет по предельным состояниям второй группы
- •7.4.1 Расчет по образованию трещин, нормальных к оси балки
- •7.4.2 Определение прогиба балки
- •470/09- Пз
7.3 Расчет по предельным состояниям первой группы
7.3.1 Определение нагрузок и усилий
Подсчет нагрузок на балку сведем в таблицу 13.
Таблица 13 – Подсчет нагрузки на балку покрытия
|
Вид нагрузки |
Нормативная нагрузка, кН/м |
Коэф-т надежности по нагрузке |
Расчетная нагрузка |
|
Постоянная: |
|
|
|
|
от покрытия |
2,41∙6=14,46 |
- |
3,26∙6=19,56 |
|
от собственного веса балки |
5,89 |
1,35 |
6,49 |
|
Итого: |
20,35 |
- |
26,05 |
|
Временная: |
|
|
|
|
Длительная |
0,3∙0,8∙6=1,44 |
1,5 |
2,16 |
|
кратковременная |
0,7∙0,8∙6=3,36 |
1,5 |
5,04 |
|
Полная: |
|
|
|
|
постоянная и длительная |
21,79 |
- |
28,21 |
|
кратковременная |
3,36 |
- |
5,04 |
|
Всего: |
25,15 |
- |
33,25 |
Вычисляем изгибающие моменты и поперечные силы с учетом коэффициента надежности по значению γn=0,95:
- максимальный момент в середине пролета от полной расчетной нагрузки:
![]()
![]()
- максимальный момент от полной нормативной нагрузки в середине пролета:
![]()
![]()
- наибольшая поперечная сила от полной расчетной нагрузки:
![]()
![]()
Рисунок
7.2 - Расчётная
схема балки и эпюры Msd
и Vsd.
7.3.2 Предварительный расчет сечения арматуры
Из условия обеспечения прочности сечение напрягаемой арматуры должно быть:
![]()
![]()
![]()
Ориентировочное значение сечения напрягаемой арматуры из условия обеспечения трещиностойкости:
![]()
![]()
![]()
Необходимое число 8 S1400 с Ast 0,503см 2:
![]()
Назначаем 388 S1400 с Ast 19,114см 2. Для дальнейших расчетов предварительно принимаем: площадь напрягаемой арматуры 19,114см2, площадь ненапрягаемой арматуры в сжатой зоне бетона принимаем конструктивно 410 S400 c площадью сечения 3,14см2, тоже в растянутой зоне.
Рисунок 7.3 –
Размещение предварительно-напряжённой
арматуры
7.3.3 Определение геометрических характеристик приведенного сечения
Отношение модулей упругости α = Es / Eс = 200000 / 39000 =5,13.
Приведенная площадь арматуры:
,
Площадь приведенного сечения посередине балки:
![]()
Статический момент сечения относительно нижней грани:
![]()
Расстояние от центра тяжести приведенного сечения до нижней грани:
![]()
Тоже до верхней грани:
![]()
Момент инерции приведенного сечения относительно центра тяжести сечения:

Момент сопротивления приведенного сечения для нижней растянутой грани балки при упругой работе материалов:
![]()
то же, для верхней грани балки:
![]()
Расстояние от центра тяжести приведенного сечения до верхней ядровой точки:
;
![]()
где
![]()
То же, до нижней ядровой точки:
![]()
Момент сопротивления сечения для нижней грани балки с учетом неупругих деформаций бетона:
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
приближенно можно
принять Wpl=γ∙Wred=1,5∙
=137942,79см3;
![]()
![]()
![]()
![]()
Можно также
принимать W1pl=γ∙W1red=1,5∙
=152900,445см3.
7.3.4 Определение потерь предварительного напряжения арматуры
Предварительное натяжение на упоры должно удовлетворять условию:
![]()
![]()
Предварительное
напряжение назначаем
![]()
Значение р при
мнханическом способе натяжения арматуры
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
Определяем потери предварительного напряжения
1.Технологические потери:
![]()
![]()
2.Потери от температурного перепада для бетона класса С40/50
![]()
где
-
разность температурной нагреваемой
арматуры и неподвижных упоров (вне зоны
прогрева), воспринимающих усилие
натяжения,0С.
Допускается принимать
=650С.
![]()
3.Потери, вызванные деформациями стальной формы
Данный вариант предусматривает натяжения арматуры на упоры стенда, поэтому потери от деформаций форм равны нулю
![]()
4.Потери, вызванные трением напрягаемой арматуры о огибающие приспособления принимаем равными нулю ввиду отсутствия последних
![]()
5. Потери предварительного напряжения арматуры от деформации анкеров, расположенных в зоне натяжных устройств при натяжении на упоры определяем поформуле:
![]()
6.Потери, вызванные упругой деформацией бетона определяем по формуле:
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
Усилие
предварительного обжатия
к моменту времениt=t0,
действующие непосредственно после
передачи усилия предварительногообжатия
на конструкцию должна быть:
![]()
Для элементов с натяжением на упоры
![]()
![]()
Условие выполняется
Эксплуатационные потери (вторые потери в момент времени t > t0)
Реологические:

где
–
ожидаемые
относительные деформации усадки бетона
к моменту времени t>100
суток;
![]()
здесь
–
физическая часть усадки при испарении
из бетона влаги,
.
–химическая часть
усадки, обусловленная процессами
твердения вяжущего
![]()
здесь
![]()
![]()
–коэффициент
ползучести бетона за период времени от
t0
до t=100
суток, при
,
по графику 6.1/1/
=1,4.
–напряжение в бетоне
на уровне центра тяжести напрягаемой
арматуры от практически постоянной
комбинации нагрузок, включая собственный
вес;
![]()
–начальное напряжение
в бетоне на уровне центра тяжести
напрягаемой арматуры от действия усилия
предварительного обжатия (с учётом
технологических потерь t=t0).
![]()
изменение
напряжений в напрягаемой арматуре в
расчетном сечении, вызванной релаксацией
арматурной стали. Определяем по таблице
9.2 и 9.3 в зависимости от уровня напряжений
принимая![]()
-
напряжение в арматуре, вызванной
натяжением и от действия практически
постоянной комбинации нагрузок;

Для
и первого релаксационного класса
арматуры потери начального предварительного
напряжения составляют 5,62%;

Среднее значение
усилия предварительного обжатия
в момент времениt>t0
(c
учётом всех потерь) не должно быть
больше, чем это установлено условиями:
![]()
![]()
![]()
