Проектирование колонн и стропильных балок одноэтажного производственного здания (стр. 4 из 6)
Вес балки нормативный, кН –
Gб = 40,2кН,
где
Нормативная нагрузка на 1 м2 покрытия:
4. Расчет прочности нормального сечения балки покрытия
Расчетное опасное сечение находится на расстоянии равном приблизительно 0,37 lo.
Принимаем а’=3 см; аsp=8 см;
Бетон В25, арматура АIII, преднапрягаемая арматура АV
Определение площади сечения напрягаемой арматуры
Определяем граничное значение относительной высоты сжатой зоны бетона ξR (см. ф. 25 п.3,12). В этой формуле
γв2=0,9; σsp=(0,6÷0,8)Rs,ser=0,7*785=550 МПа;
для упрощения
∆σsp=0.
sSR=RS+400-sSsp-Dssp=680+400-550-0=530 МПа
w=a-0,008*Rb=0,85-0,008*13,05=0,75
Кроме этого определяем
Определяем необходимость постановки арматуры в сжатой зоне А’S по расчету (из предельного условия ξ=ξR):
Т.к.A’Sтреб.< A’Smin , то A’Sтреб.=A’Smin=4,52 см2 (4 Ø12 АIII);.
Принимаем
A’S факт=4,52 см2 (4 Ø12 АIII)
Определяем положение нейтральной оси в расчетном сечении : если
то нейтральная ось находится в ребре, тогда
0,22≤ aR=0,4 -x=
Коэффициент γs6 определяется по п. 3,13. (формула 27), принимаем
Фактическое значение Аsp принимают по сортаменту
.Aspфакт7,64см2 (4 Ø 18 А-V)
Арматуру размещают в нижней полке балки с учетом конструктивных требований п.5.5 и 5.12., и назначают размеры нижнего пояса балки. При этом без перерасчета уточняют значения a и ho .
Проверка прочности балки по нормальному сечению
Нейтральная ось проходит в полке, если
,тогда высота сжатой зоны бетона определяется
,Несущая способность сечения (Нсм)
прочность сечения обеспечена.
5. Расчет прочности наклонного сечения балки покрытия
Задаемся Ø 10 АIII, S1=150 мм; n=2;
- учитывает влияние сжатых полок
- учитывает влияние продольных сил 
, кроме этого (1+φf + φn) ≤ 1,5 
С=bпл-0,15=3-0,15=2,85 м
; 
; 
; 
; 
Проверка прочности наклонной полосы
Где
, β=0,01; Rв в МПа 
; 
;Расчет балок покрытия по II группе предельных состояний
1. Назначение величины предварительного напряжения арматуры
Исходные данные: способ натяжения; длина натягиваемого стержня (l=12,25м) в метрах нормативное сопротивление арматуры Rsp,ser=785 МПа.
Назначаемая величина предварительного напряжения арматуры σsp=550 МПа должна удовлетворять двум условиям (см. п. 1.23 СНиПа)
2. Вычисление геометрических характеристик сечения
Исходные данные: размеры поперечного сечения балки в наиболее напряженном месте в (см);
As=2,26 см2,
Asp=7,64 см2 , A’s=4,52см2, a=3см, asp=8 см , a’=3см, Es=200000 МПа,
Esp=190000 МПа,
E’s=200000 МПа,
Eв=27000 МПа;
Коэффициенты приведения арматуры к бетону:
Приведенная к бетону площадь сечения:
Статический момент приведенного сечения относительно оси проходящей по нижней грани:
Расстояние от нижней грани сечения до его центра тяжести:
Момент инерции приведенного сечения:
Момент сопротивления сечения на уровне сжатой грани:
Момент сопротивления сечения на уровне сжатой арматуры:
Момент сопротивления сечения на уровне растянутой напряженной арматуры:
Момент сопротивления сечения на уровне растянутой грани:
Упругопластический момент сопротивления по нижней грани сечения:
Упругопластический момент сопротивления по верхней грани сечения:
здесь γ=1,5 – коэффициент упругопластичности для двутаврового сечения.
3. Определение потерь предварительного напряжения арматуры.
Исходные данные: тип арматуры (стержневая); способ натяжения (механический); σsp=550 МПа, Rsp,ser785 МПа, передаточная прочность бетона Rвр=к·В=0,8*25=20 МПа, где В – класс бетона, к – коэффициент предаточной прочности (например, при 80% предаточной прочностик=0,8); Asp=7,64 см2; Ared=1673см2; Ws=54494,6 см3; yн=70 см; asp=8см; Mсвн5360000 Нсм – нормативный изгибающий момент в расчетном сечении от собственного веса балки.
При механическом способе натяжения дополнительно
Ø (мм)=18мм - диаметр преднапряженной арматуры;
L (мм)=13000мм - длина натягиваемого стержня;
Esp190000 МПа.
А. Первые потери
σ1=0,1* σsp-20=0,1*550-20=35 МПа – потери от релаксации напряжений арматуры (см. п. 1.26, табл. 5 СНиПа );
σ2=1,25*Δt=1,25*65=81,25 МПа – потери от температурного перепада (см. п. 1.26, табл. 5 СНиПа );
σ3=
МПа –потери деформации анкеров, расположенных у натяжных устройств;
(см. п. 1.26, табл. 5 СНиПа );
σ4=0 – потери от трения арматуры, принимаются равным 0;
σ5=30 МПа – потери от деформации стальной формы
(см. п. 1.26, табл. 5 СНиПа );
Определяем усилие обжатия в бетоне при обжатии в уровне центра тяжести преднапряженной арматуры: