Таблица 6.5.

Усилия от распределённой нагрузки  на левой половине

Для вычисления расчётных усилий в сечениях арки необходимо для каждого вида загружения величины, приведенные в табл. 6.4. и 6.4. умножить на переводные коэффициенты, определяемые по формулам:

для постоянной нагрузки:

для постоянной нагрузки:

В табл. 3.6. приведены значения усилий от всех видов нагрузок, а также расчётные комбинации усилий при наиболее невыгодном их сочетании.

Распор от расчётных нагрузок при - среднее значение коэффициента надёжности по нагрузке:

6.4. Расчёт прочности затяжки.

Арматуру затяжки подбираем как для центрально растянутого элемента по условиям прочности.

Из условия прочности определяем необходимое сечение арматуры:

  мм2

Число канатов при Ø6мм

Принимаем 96 проволок :

Рис.6.4.1.Армирование затяжки.

6.5. Определение потерь предварительного напряжения арматуры затяжки.

По условиям эксплуатации арки в закрытом помещении затяжка относится к 3-й категории трещиностойкости. В то же время предельно допустимая ширина раскрытия трещин, обеспечивающая сохранность арматуры Ø 6 , весьма мала (). Поэтому предварительное напряжение арматуры механическим способом можно назначить максимальным:

 МПа.

Первые потери напряжения  (до обжатия бетона)

От релаксации напряжений при механическом способе натяжения:

МПа

Потери температурного перепада отсутствуют, т.к. по мере увеличения постоянной нагрузки на арку арматура затяжки подтягивается .

Потери от деформации анкеров при инвентарных зажимах:

МПа

где м – длина арматурного стержня, расстояние между упорами стенда.

Поскольку напрягаемая арматура не отгибается, потери от трения арматуры об огибающие приспособления отсутствуют, т.е.  

От деформации стальной формы при отсутствии данных о её конструкции

 МПа.

Потери от быстропротекающей ползучести бетона:

Учитывая симметричное армирование, считаем .

Напряжение в бетоне при обжатии:   МПа

Т.к. отношение , то для бетонов естественного твердения:

  МПа

Первые потери составят:

  МПа

Вторые потери  напряжения

От усадки тяжелого бетоны класса В30 естественного твердения:   МПа

От ползучести бетона:

  МПа

Т.к. отношение , то для бетонов

естественного твердения: МПа

Вторые потери составят:  МПа

Суммарные потери:  МПа

Напряжение с учётом всех потерь:

МПа

Усилие обжатия с учётом всех потерь:

6.6. Расчёт трещиностойкости затяжки

Проверяем сечение затяжки по образованию трещин. Расчёт производится с учётом коэффициента точности натяжения

Т.к. значение распора при , , то трещины в затяжке не образуются.

6.7. Проверка прочности затяжки при обжатии бетона.

Определяем усилие обжатия бетона как для центрально обжатого элемента с учётом всей напрягаемой арматуры. При натяжении арматуры на упоры прочность затяжки проверяется из условия:

Предварительное напряжение с учётом первых потерь определяются при

  МПа

Тогда  

где - приземная прочность бетона к моменту его обжатия, вычисляется по интерполяции при .

Условие выполняется, следовательно, прочность затяжки при её обжатии обеспечена.

6.8. Расчёт прочности нормальных сечений верхнего пояса арки.

В сечениях арки действуют изгибающие моменты, сопоставимые по величине, но разные по знаку (см. табл. 3.6.)

Поэтому принимаем симметричное армирование арки

Сечение арматуры в средних блоках арки определяем по наиболее невыгодной комбинации усилий. В сечениях 4 и 5 действуют практически равные моменты, однако значение продольной силы в сечении 5 меньше. Следовательно . Поэтому за расчётное принимается сечение 5.

В этом сечении расчётные комбинации усилий:

от полной нагрузки: М = 450,3кНм

N = 2406,8кН

от длительных нагрузок: Мl = 262,6кНм

Nl = 2171,1кН

Расчётная длина в плоскости арки:

где L – длина арки в доль её геометрической  оси.

Т.к.  , расчёт производим с учётом прогиба элемента.

Находим рабочую высоту сечения:

  мм.

Т.к. момент кратковременных нагрузок (снег справа и слева) М-Мl=450,3-262,6=187,7 кНм меньше момента от суммы постоянных и длительных нагрузок, т.е. М- Мl=187,7 кНм <Мl=262,6 кНм. то  М и Мl  одного знака.

; принимаем

Конструкция двух шарнирной арки статически неопределимая

 см  > - больший из случайных эксцентриситетов:

Следовательно случайный эксцентриситет не учитывается.

Принимаем ;

Условная критическая сила для элемента двутаврового сечения без предварительного напряжения:

Проверяем условие:

 - условие выполняется.

Определяем коэффициент, учитывающий влияние прогиба:

Определение площади сечения арматуры внецентренно сжатого элемента

 двутаврового профиля.

мм;

;

 МПа;

Граничная относительная высота сжатой зоны:

где =365 МПа для арматуры класса А-III

Положение нейтральной оси проверяем из условия:

Нейтральная ось проходит в пределах ребра, поэтому расчёт производим с учётом тавровой формы сечения.

мм

Принимая во внимание необходимость учёта сжатых свесов полки, вычисляем:

где ;  мм2

При наличии сжатой полки:

где

Относительная высота сжатой зоны бетона определяется:

где

Площадь симметричной арматуры таврового сечения:

Коэффициент армирования

Т.к. полученный коэффициент армирования меньше нормируемого , то площадь сечения арматуры определяется:

Принимаем с каждой стороны по 5 Ø20 А-III ,

Рассчитываем сечение 1(в крайних блоках). По таблице 3.6. расчетная комбинация  в этом сечении:

Так как  , то внецентренно сжатый элемент можно рассчитывать как элемент со случайным эксцентриситетом.

По СНиП 2.03.01-84. «Бетонные и железобетонные конструкции» определяем  коэффициент  ,

Принимаем

Т.к. , то принимаем

Площадь сечения арматуры:

где .

Повторяем расчёт при новом значении

Т.к. , то принимаем

Площадь сечения арматуры:

Принимаем армирование элемента 5Ø25 А-III  

Проверяем прочность сечения 10 первого блока при принятой арматуре

 5Ø25 А-III для следующих значений усилий:

Расчет проводим с учетом тавровой формы сечения.

Определяем коэффициент увеличения начального эксцентриситета с учетом двутавровой формы сечения.

,

следовательно,  и  имеют разные знаки.

, принимаем .

конструкция статически неопределимая

принимаем

мм;

;

 МПа;

Граничная относительная высота сжатой зоны:

где =365 МПа для арматуры класса А-III

Принятое армирование 5Ø25 А-III , достаточно.

6.9. Расчёт прочности наклонных сечений арки.

Выполняем расчёт наклонного сечения, идущего от грани опоры арки. Условно считаем всю нагрузку на верхний пояс арки равномерно распределённой.

Максимальная поперечная сила действует в сечении 11 , .

Коэффициент, учитывающий влияние продольной силы:

Принимаем

Коэффициент, учитывающий влияние сжатых поло  двутаврового сечения арки:

где .  Принимаем 330.

где  = 0,6 для тяжёлого бетона.

В этом случае поперечную арматуру устанавливаем по конструктивным соображениям. Принимаем 2 Ø 8 A III, , шаг

Проверяем прочность наклонной полосы между наклонными трещинами на действие поперечной силы.

=0,01 для тяжёлого бетона

 ;

 ;

Т.к. , то

 следовательно, прочность наклонной полосы достаточна.

6.10. Расчёт прочности и трещиностойкости подвески.

Подвеску рассчитываем на осевое растяжение от веса подвески и участка затяжки длиной 6000 мм.

где  -площадь поперечного сечения подвески. = 3,25 м- длина наиболее загруженной подвески;  - коэффициенты надёжности по нагрузки и по назначению;  - средняя плотность железобетона.

Принимаем 4 Ø 10 A III,

Производим расчёт подвески по образованию трещин:

  Следовательно трещиностойкость подвески обеспечена.

6.11. Конструирование.

6.11.1. Армирование сечений.

6.11.2. Армирование узлов.

7. Список литературы.

1.ДБН В.1.2-02-2006.СНБС. Нагрузки и воздействия. К.: МинУкр, 2006;

2.СНиП 2.03.01-84. Бетонные и железобетонные конструкции. М.: ЦИТП, 1989;

3.Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из лёгких и тяжёлых бетонов без предварительного напряжения арматуры (к СНиП 2.03.01-84). М.: ЦНИИпромзданий Госстроя СССР, 1984;

4.СНиП II-21-75. Бетонные и железобетонные конструкции. – М.: Стройиздат, 1976;

5.Байков В.Н.., Сигалов Э.Е. «Железобетонные конструкции: общий курс». Учебник для вузов. – 4-е изд., перераб. – М.: Стройиздат, 1985. – 728 с., ил

6.Железобетонные конструкции: Курсовое и дипломное проектирование / Под ред. А.Я. Барашикова. – К. : Вища шк. Головное изд-во, 1987. – 416 с.

Страницы: 1, 2, 3, 4