- •Расчет предварительно напряженной балки покрытия
- •3.2 Исходные данные для проектирования
- •3.3 Расчетные характеристики материалов
- •3.4 Определение нагрузок
- •3.5 Назначение геометрических размеров балки
- •3.6 Определение усилий в сечениях балки
- •3.7 Предварительный подбор предварительно напряженной арматуры
- •3.7.1 Выбор расчетного сечения
- •3.7.2 Назначение величины предварительных напряжений в напрягаемой арматуре
- •3.7.3 Определение площади напрягаемой арматуры
- •3.7.4 Определение геометрических характеристик сечений балки
- •3.7.5 Определение потерь предварительного напряжения
- •3.7.6 Проверка прочности расчетного сечения балки при действии нагрузок в стадии эксплуатации
- •3.7.7 Проверка прочности сечения балки в стадии изготовления
- •3.7.8 Расчет прочности балки в стадии эксплуатации на действие поперечной силы
- •3.7.9 Проверка прочность балки в коньке на отрыв верхней полки от стенки
- •3.7.10 Расчет по образованию трещин, нормальных к продольной оси элемента
- •3.7.11 Расчёт по закрытию трещин, нормальных к продольной оси элемента
- •3.7.12 Расчёт ширины раскрытия трещин
- •3.7.13 Расчет деформаций балки
Изм.
Колич
Лист
Подпись
Дата
Лист
№док
ПЗ
Расчет предварительно напряженной балки покрытия
3.2 Исходные данные для проектирования
Номинальный пролет – L= 18м;
Шаг колонн и балок покрытия – B= 6м;
Проектируемое здание относится ко IIклассу по степени ответственности. По СНиП 2.01.07-85 “Нагрузки и воздействия“ коэффициент надежности по назначению. По таблице 5.2 СНБ 5.03.01-02 принимаем класс ответственности по условиям эксплуатации ХС3.
Балка сборная – заводского изготовления. Принимаем бетон тяжелый по прочности на сжатие подвергнутый тепловой обработке при атмосферном давлении. Принимаем марку смеси по удобоукладываемости – П2.
Натяжение арматуры осуществляется механическим способом на упоры стенда.
Средняя прочность бетона в момент передачи усилия предварительного обжатия на бетон (передаточная прочность) определяется как .
Прочность бетона в момент передачи усилия обжатия на бетон контролируется испытаниями контрольных кубов.
В качестве напрягаемой арматуры принимаем семипроволочные канаты 15 классаS1400 ГОСТ 13840. Ненапрягаемая арматура сварных каркасов и сеток принята классаS400.
Предельно допустимый прогиб среднего по длине балки сечения при действии постоянных и временных длительных нагрузок (с учетом выгиба от усилия предварительного обжатия) по таблице 19 приложения 10 СНиП 2.01.07-85 “Нагрузки и воздействия” составит .
Предельно допустимое значение ширины раскрытия нормальных и наклонных трещин по таблице 5.1 СНБ 5.03.01-02 составит мм.
3.3 Расчетные характеристики материалов
Бетон :
- нормативное сопротивление бетона на осевое сжатие МПа;
- гарантированная прочность бетона на осевое сжатие МПа;
- передаточная прочность МПа;
- МПа;
- МПа
- Мпа
- расчетное сопротивление бетона сжатию для первой группы предельных состояний составит МПа;
- расчетное сопротивление бетона на растяжение для первой группы предельных состояний МПа.
Модуль упругости бетона определяем по таблице 6.2 СНБ 5.03.01-02. В зависимости от марки смеси по удобоукладываемости он составит МПа, но согласно примечанию окончательно модуль упругости бетона составит:
МПа.
Арматура
Для напрягаемой арматуры- канатов класса S1400:
- нормативное сопротивление напрягаемой арматуры fpk=1400 МПа;
- расчетное сопротивление напрягаемой арматуры по пункту 9.1.4 СНБ 5.03.01-02 составит fpd=fpk/γs=1400/1,25=1120 МПа.
Для ненапрягаемой арматуры класса S400:
- нормативное сопротивление арматуры fyk=400 МПа;
- расчетное сопротивление арматуры по составит fyd=fyk/γs=400/1,1=365 МПа;
- расчетное сопротивление поперечной арматуры
fywd=fydγs1γs2=3650,80,9=263 МПа.
3.4 Определение нагрузок
На балку действуют постоянные и переменные нагрузки. Постоянные включают вес кровли, теплоизоляционного ковра, железобетонных плит покрытия и балки. Переменные — вес снегового покрова.
Поскольку проектируемое здание без фонарей расчетные нагрузки на один погонный метр балки определены без учета снеговых мешков (здание без фонарей) при коэффициенте перехода от скатной кровли к горизонтальной поверхности равном 1.
Нагрузку на балку условно считаем равномерно распределенной, так как количество сосредоточенных усилий в местах опирания плит покрытия не менее пяти.
Таблица 3.4.1 Нормативные и расчетные значения нагрузок на 1м.п. стропильной балки (при шаге стропильных балок 6 м)
№ |
Вид нагрузки |
Нормативное значение, кН/м |
Yn |
Расчетное значение при Y F =1 кН/м |
Yf |
Расчетное значение при Y F >1 кН/м |
|
Постоянная нагрузка |
|
|
|
|
|
1 |
Двухслойная кровля (т = 15 кг/м ) 0,15x6 |
0,9 |
0,95 |
0,855 |
1,35 |
1,15 |
2 |
Цементно-песчаная стяжка М100 δ = 30 мм (ρ = 1800 кг/м3) 0,03x18x6 |
3,24 |
0,95 |
3,078 |
1,35 |
4,15 |
3 |
Утеплитель — пенополистирол δ = 120 мм (ρ = 35 кг/м3) 0,12x0,35x6 |
0,25 |
0,95 |
0,239 |
1,35 |
0,32 |
4 |
Пароизоляция (т = 7 кг/м ) 0,07x6 |
0,42 |
0,95 |
0,399 |
1,35 |
0,53 |
5 |
Собственный вес плит покрытия (т = 200 кг/м2) 2,0x6 |
12 |
0,95 |
11,4 |
1,35 |
15,39 |
6 |
Собственный вес балки |
5 |
0,95 |
4,75 |
1,35 |
6,41 |
|
Итого постоянная нагрузка (д): |
|
|
20,72 |
|
27,97
|
|
Переменная нагрузка |
|
|
|
|
|
|
Снеговая (г. Минск) 1,2x6 |
7,2 |
0,95 |
6,84 |
1,5 |
10,26 |
|
Итого переменная нагрузка (q) |
|
|
6,84 |
|
10,26 |
Расчетные нагрузки на балку определены с учетом коэффициента надежности по назначению g n = 0,95 (уровень ответственности здания II [2]).
При расчете балки по предельным состояниям первой группы составляем следующие сочетания нагрузок:
первое основное сочетание
= 27,97 + 0,710,26 = 35,2 кН/м;
второе основное сочетание
= 0,8527,97 + 10,26 = 34,03 кН/м.
Для дальнейших расчетов балки по предельным состояниям первой группы принимаем наиболее неблагоприятное сочетание р]Б = 39,95 кН/м.
При расчете балки по предельным состояниям второй группы составляем следующие сочетания нагрузок:
нормативное (редкое) сочетание
= 20,72+ 6,84=27,6кН/м;
частое сочетание
= 20,72 + 0,5* 6,48 = 24,14 кН/м;
практически постоянное сочетание
= 20,72 + 0,3* 6,48 = 22,8 кН/м.