Расчет железобетонной балки покрытия с напрягаемой арматуры.

Двускатная балка

Данные для расчета

Пролет балки покрытия – 18 м.

Шаг балки – 6 м.

Класс бетона: В 30

В процессе изготовления предусматривается тепловлажностная обработка бетона при разности температур между арматурой и упорами стенда .

Способ натяжения арматуры – на упоры механический, отпуск натяжения производится при прочности бетона на сжатие

Балка эксплуатируется в закрытом помещении, в неагрессивной среде при влажности окружающей среды

Расчетные характеристики бетона

Расчетные характеристики арматуры:

Напрягаемой К -1400 -канатная:

Ненапрягаемой А 400:

Допускается следующая ширина раскрытия трещин: кратковременная длительная

Сбор нагрузки на 1м длины стропильной балки совмещенного кровельного покрытия при шаге – 6 м

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка, кН/м
1. Постоянная (): - 2-х слойный ковер из линокрома 0,09x6,0x1 - армированная цементная стяжка 20 мм – 0,40x6,0x1 - утеплитель керамзитовый гравий – 60 мм – 0,24x6,0x1 - пароизоляция 1 слой перганита 0,045x6,0x1 -собст. вес ребристой плиты – 3x6 м – 1,8x6,0 -собст. вес стропильной балки l=18 м – 45/18 Итого: () 2. Временная (S)-снеговая (г. Оренбург) IV район расчетная – S=2,4x6,0 нормативная - = 14,4x0,7 Всего (Полная) - = +	0,54 2,4 1,44 0,27 10,8 5,3 =20,75 10,08 =30,83	1,2 1,3 1,2 1,2 1,1 1,1   0,7	0,65 3,12 1,73 0,324 11,88 5,83 =23,51 14,4 =37,91

Определение усилий

Балка опирается на стену.Расчетный пролет допускается определять по формуле:

Где, а – расстояние от точки приложения реакции до торца балки, равное 150 мм.

Максимальный изгибающий момент от расчетной нагрузки в середине пролета:

Поперечная сила у опоры, равная реакции:

Нормативная поперечная сила от постоянной и временной нагрузки:

Нормативная поперечная сила от постоянной и временной нагрузки:

Момент от собственного веса балки

Определение геометрических размеров балки

h=1800мм - высота балки

Расчет прочности балки по нормальным сечениям

Рабочая высота сечения:

Где а =0,5 =0,5 =105мм

Определяем положение нейтральной оси при =0 из условия:

Удовлетворяется условие 1814,35 кНм >1484,6 кНм

Следовательно, нейтральная ось находится в пределах верхней полки и сечение рассчитываем как прямоугольное при

Когда неизвестно (напряжение в напрягаемой арматуре с учетом потерь), допускается значения и определять при . При условии: => =0,34 и =0,34 =0,282.

Так как => К расчету сопротивлению на растяжение напрягаемой арматуры вводим коэффициент условий работы:

,

где - максимальное значение коэффициента для арматуры класса К-1400

Тогда:

Принимаем в нижней зоне , и нижние ненапрягаемые стержни сварных каркасов

Проверяем:

Условие соблюдено.

Расчет прочности балки по наклонным сечением (по поперечной силе)

1. Проверка по главным сжимающим напряжениям:

Q=335,5 кН < 2100,6 кН – условие соблюдено.

2. Проверка по главным растягивающим напряжениям:

Q=242,91 кН < 473,667 кН – условие соблюдено.

Конструктивный шаг:

Принимаем

Вычисление геометрических характеристик сечений:

Отношение модулей упругости арматуры и бетона:

Канаты К-1400:

А- 400

Площадь приведенного сечения:

Статический момент приведенного сечения относительно нижней границы сечения:

Расстояние от центра тяжести приведенного сечения до нижней границы:

Момент инерции относительно его центра тяжести:

Момент сопротивления приведенного сечения по нижней границе:

Расстояние от центра тяжести приведенного сечения до верхней ядровой точки:

До равнодействующей усилия в напрягаемой арматуре:

Предварительное напряжение и его потери:

Первые потери - в период натяжения арматуры

- от релаксации арматуры:

- от температуры передавая между арматурой и упорами, воспринимающими усилия натяжения

- от деформации анкеров, расположенных у натяжных устройств:

Вторые потери: в момент передачи усилия арматуры на бетон (в период эксплуатации)

- от усадки бетона:

- от ползучести бетона:

Где, , коэффициент ползучести

- приведенный коэффициент

Отношение площади:

-расстояние от центра тяжести напрягаемой арматуры до центра тяжести приведенного сечения:

Сжимающие напряжения в бетоне в стадии предварительного обжатия с учетом потерь предварительного напряжения в арматуре:

Полные потери: > 100 (МПа)

Усилие обжатия после всех потерь:

P=

Расчет нормальных сечений по образованию тренщин

Момент образования трещин в среднем сечении балки:

- момент усилия обжатия P относительно верхней ядровой точки

Где - расстояние от центра тяжести приведенного сечения до ядровой точки, наиболее удаленной от растянутой зоны, трещинообразование которой проверяется.

момент внешней силы относительно верха

С учетом неупругих деформаций бетона:

Так как =504,81 кНм < =1207,34 кНм => трещины есть, прогиб есть

Необходимо рассчитать ширину раскрытия трещин.

Дата добавления: 2015-08-21