Суммарная арматура: AS + A’S = 22,8 м2.

Процент армирования сечения:

Проверка размещения стержней в сечении:

b > 3·2,2 + 2·5 + 2·2,5 = 21см.

Размещение стержней показано на рисунке 5.4.

Рис. 5.4 – Размещение продольной напрягаемой арматуры.

5.4.2. Назначение предварительного напряжения

В соответствии с [3, п. 123] должны удовлетворяться условия:

σsp + p ≤ Rs,ser; σsp - p ≥ 0.3Rs,ser; [3, (1)]

Величина р при механическом способе натяжения арматуры принимается равной p = 0.05σsp [2, п.1,23], тогда:

МПа.

Назначаем σsp = 550МПа.

5.4.3. Потери предварительного напряжения

Натяжение арматуры производится на упоры [по заданию].

Первые потери

1) От релаксации напряжения при механическом способе натяжения стержневой арматуры:

σ 1 = 0.1σsp -20 = 55 – 20 = 35МПа;

2) От перепада температур для бетона В25:

σ 1 = 1.25Δt = 1.25·65 =81МПа;

3) От деформации анкеров:

16МПа;

4) От позиции 4 [3, табл.5] потерь нет (натяжение на упоры);

5) От позиции 5 [3, табл.5] потерь нет (стержневая арматура);

6) Потери от быстро натекающей ползучести :

Усилие в арматуре с учетом потерь (позиции 1 – 5):

P1 = [σ – (σ1+σ2+σ3)]Asp = [550 – (35+81+16,1)]22,8·10-4·103 = 953 кН;

Сжимающие напряжения в бетоне от силы Р1:

где Ared = Ab + αAS = 0.24·0.22 + 7.04·22.8·10-4 = 0.069 м2

Передаточная прочность бетона принимается по [3, п.2.6].

Для арматуры класса А-IV:

Rbp ≥ 11МПа кроме того, Rbp ≥ 0,5B = 0,5·25 =12,5МПа.

Принимаем Rbp =12,5МПа;

α=0,25+0,025Rbp =0.25+0.025·12.5 =0.563 < 0.8;

β=5.25-0.185 Rbp = 5.25 – 0.185·12.5 = 2.94 (но не более 2.5), принимаем β=2,5;

Т.к.> α, то

117МПа

Суммируем, первые потери напряжений:

σlos1 = 35+81+16+0+0+117 = 249МПа

Усилие в арматуре с учетом первых потерь:

P1 = (σsp –σlos1 )As = (550 – 249)22.8·10-4·103 = 682.3кН.

Вторые потери

7) Потери релаксации напряжений арматуры учтены в 1) пункте;

8) Потери напряжений от усадки бетона при классе бетона В25 и тепловой обработке σ8=35 МПа.

9) Ползучесть бетона:

Сжимающие напряжения в бетоне с учетом первых потерь:

МПа. Так как >0.75, то:

106МПа.

α = 0,85 –коэффициент принимаемый для бетона подвергнутого тепловой обработке при атмосферном давлении.

Полные потери:

σlos = σlos1 + σlos2 = 249+(35+106) = 390МПа

МПа МПа.

Усилие предварительного обжатия с учетом полных потерь напряжений:

кН.

5.4.4. Расчет по образованию трещин

Средний коэффициент надежности по нагрузке определяем по [табл.2.1] с учетом снеговой нагрузки:

;

Нормативные усилия равны (первая панель нижнего пояса):

8,502 кНм;

324,6 кН.

Нормативные усилия от длительных нагрузок (см. раздел п.5.3):

7,262 кНм;

277,3 кН.

Проверка по образованию трещин производится по формуле

[3, (124)]

где - момент от внешних сил относительно оси параллельной нулевой линии и проходящей через ядровую точку наиболее удаленную от растянутой зоны, трещиностойкость которой проверяется:

кНм;

кНм,

где м,

где

- момент, воспринимаемый сечением при образовании трещин.

[3, (125)]

- ядровый момент от силы .

кНм [3, (129)]

где коэффициент точности натяжения арматуры при механическом способе натяжения [3, п.1.27].

55,58 кНм.

Так как при полном загружении нормативной нагрузкой условие [3, (124)] не выполняется (= 66,87 > = 55,58), а так же при действии длительной части нагрузки условие [3, (124)] не выполняется (= 57,12 > = 55,58), трещины образуются и необходимо проверить их раскрытие.

5.4.5. Расчет на раскрытие трещин

Ферма находится в закрытом помещении и поэтому относится к 3-ей категории трещиностойкости, для которой допускается ограниченное по ширине непродолжительное (=0,4 мм) и продолжительное (=0,3 мм) раскрытие трещин [3, п.1.16, табл.2].

Раскрытие трещин определяется по формуле:

[3, (144)]

где для внецентренно растянутых элементов; - коэффициент длительности действия нагрузки. Для непродолжительного действия нагрузки =1. Для тяжёлого бетона естественной влажности при длительном действии нагрузки , где - коэффициент армирования сечения: ; - для стержневой арматуры периодического профиля; d=14 - диаметр арматуры в мм; - приращение напряжений в арматуре от действия внешней нагрузки [3, п.4.15].