Расчет предварительно напряженной двускатной двутавровой балки покрытия пролетом 18 м (третьей категории трещиностойкости) (144630)

Посмотреть архив целиком











Расчет предварительно напряженной двускатной двутавровой балки покрытия пролетом 18м (третьей категории трещиностойкости)


1 Расчетные данные


Район строительства г. Уренгой, V снеговой район, нормативная снеговая нагрузка -

Пролёт балки

Шаг балок

Бетон тяжелый класса В30 с расчетными характеристиками при коэффициенте условий работы :



Обжатие производится при передаточной прочности бетона .

Расчетные характеристики бетона для класса, численно равного передаточной прочности () и при :



Предварительно напрягаемая стержневая арматура A-V

Ненапрягаемая арматура:

класса A-III при при

и из обыкновенной арматурной проволоки класса Вр-1 при

Способ натяжения арматуры – механический на упоры форм. Изделие подвергается тепловой обработке (пропарке) при атмосферном давлении.

Влажность воздуха более 40%.

Общий вид балки и сечения приведены на рис.1.



2 Расчетный пролет и нагрузки


Расчетный пролет принимаем равным расстоянию между анкерными болтами (рисунок 2):

Подсчёт нагрузок на 1м2 балки с учетом коэффициента надежности по назначению здания выполнен в таблице 1.

Нагрузка на балку от плит перекрытия в местах опирания их продольных ребер передается в виде сосредоточенных грузов (рисунок 2б); однако


Рисунок 1. Опалубочные размеры двутавровой балки L=18м


При числе таких грузов нагрузку условно можно считать равномерно распределенной.

Подсчёт нагрузок на 1м2 балки с учетом коэффициента надежности по назначению здания выполнен в таблице 1.

Нагрузка на балку от плит перекрытия в местах опирания их продольных ребер передается в виде сосредоточенных грузов (рисунок 2б); однако при числе таких грузов нагрузку условно можно считать равномерно распределенной.

Нормативная нагрузка от собственного веса балки на 1м2, учитывая, что масса балки по проектным данным составляет 9,1т:



Собираем равномерно-распределенную нагрузку на балку с грузовой полосы, равной шагу балок 6м - определяем нагрузку на 1 п.м. балки.


Рисунок 2. Расчетная схема балки и расположение сечений: а – расположение анкерных болтов; б – схема загружения балки; в – расположение расчетных сечений


Расчетная схема двутавровой стропильной балки представляет внешне статически определимую (относительно опорных реакций) конструкцию и внутренне многократно статически неопределимую систему в виде рамы с жесткими узлами. При выполнении курсового и дипломного проекта допускается рассматривать балку как свободно опертую, загруженную равномерно распределенной нагрузкой (см. рисунок 2б). Как показали сопоставительные расчеты, усилия в поясах балки при такой расчетной схеме близки к усилиям, определенным при более точной расчетной схеме.



Таблица 1 – Подсчет нагрузок на балку

Наименование нагрузки

Нагрузка, кПа

Нормативная

Расчетная

Нагрузка на 1м2 балки

Постоянная

Водоизоляционный ковер (три слоя

рубероида на мастике)

0,090

0,086

0,111

1,3

Асфальтовая стяжка

0,360

0,342

0,445

1,3

Плита покрытия ребристая 3х6м с учетом заливки швов

1,580

1,500

1,650

1,1

Нагрузка от собственного веса балки

0,828

0,787

0,866

1,1

Итого постоянная

2,858

2,715

3,072


2. Временная

Временная полная

2,000

1,900

2,660

1,4

в.т.ч. длительнодействующая 2000х0,6

1,200

1,140

1,596

1,4

3. Полная

4,858

4,615

5,732


4. Продолжительно действующая

4,058

3,855

4,668


Нагрузка на 1 п.м. балки (с полосы, шириной 6м)

Полная

29,148

27,690

34,392


Продолжительно действующая

24,348

23,130

28,08



Для определения усилий в качестве расчетных сечений принимаем следующие (рисунок 2в):


0-0

- по грани опоры балки;

I-I

- на расстоянии 1/6 пролета от опоры;

II-II

- в месте установки монтажной петли;

III-III

- на расстоянии 1/3 пролета от опоры;

IV-IV

- на расстоянии 0,37 пролета от опоры (опасное сечение при изгибе);

V-V

- в середине пролета.


Сечения 0-0, I-I, III-III и V-V рассматриваются при оценке трещиностойкости и жесткости балки в стадии эксплуатации;, сечение II-II – для оценки прочности и трещиностойкости в стадии изготовления и монтажа; IV-IV – для подбора продольной арматуры балки.

Изгибающие моменты в сечениях определяем из выражения


(1)


где Q – поперечная сила на опоре (опорная реакция);

xi – расстояние от опоры до i-го сечения.

Поперечная сила на опоре:

при

от полной нагрузки

от продолжительно действующей нагрузки

при

от полной нагрузки

Значения изгибающих моментов приведены в таблице 2.


Таблица 2 – Изгибающие моменты в сечениях балки

Сечения

х,

м

Моменты, , при коэффициенте надежности

от продолжительной

нагрузки

от полной нагрузки

от полной

нагрузки

0-0

0,15

30,44

36,45

45,27

I-I

2,95

503,22

602,44

748,24

II-II

3,95

628,12

751,97

933,96

III-III

5,9

805,15

963,91

1197,19

IV-IV

6,55

844,62

1011,16

1255,87

V-V

8,85

905,80

1084,41

1346,84


3 Предварительный подбор продольной напрягаемой арматуры


Поскольку потери предварительного напряжения пока неизвестны, требуемую площадь сечения напрягаемой арматуры определим приближенно, а после вычисления потерь проверим несущую способность. Подбор сечения предварительно напряженной арматуры ведем без учета конструктивной арматуры.

Рассматриваем сечение IV-IV как наиболее опасное:



при симметричном расположении арматуры по высоте нижнего пояса. В верхнем поясе балки предусматриваем конструктивную арматуру в количестве 4 ¢ 12 А-III (),

; в нижнем поясе - 4 ¢ 5 Вр-I () в виде сетки, охватывающей напрягаемую арматуру.


  1. Рабочая высота сечения



  1. Граничная относительная высота сжатой зоны бетона



где

при коэффициенте условий работы .


  1. Устанавливаем положение границы сжатой зоны



следовательно, нижняя граница сжатой зоны проходит в пределах верхнего пояса балки


  1. Вспомогательные коэффициенты (с учетом арматуры ):


;

, т.е сжатой арматуры достаточно;

;

.


  1. Требуемая площадь сечения напрягаемой арматуры



Принимаем напрягаемую арматуру в количестве 2 ¢ 14+4 ¢ 16A-V (), которую равномерно распределяем по нижнему поясу балки.



4 Определение геометрических характеристик приведенного сечения


При определении геометрических характеристик сечений учитываем только предварительно напряженную арматуру. Последовательность вычислений приведем для сечения IV-IV.


4.1


4.2 Площадь приведенного сечения:


где - для арматуры A-V;


- для арматуры Bp-I;

- для арматуры A-III;


4.3 Статический момент приведенного сечения относительно нижней грани:


4.4 Расстояние от центра тяжести сечения до нижней грани:



4.5 Момент инерции сечения относительно центра тяжести


Случайные файлы

Файл
12594.rtf
83790.rtf
57582.rtf
36852.rtf
27387-1.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.