До початку сторінка 4 з 8
Таблица I
Усилия Nsp для вариантов балки
Высота балки h, м
Толщина стенки балки b, см
Nsp, кН, при бетоне классов
B40
B50
B60
4
708
699
693
0,8
5
691
682
673
6
677
664
653
4
618
613
605
0,9
5
601
591
581
6
582
572
560
4
532
529
520
1,0
5
518
507
496
6
498
490
478
Подставляя значение из предыдущего расчета, получим из
и в абсолютных величинах
Составляем табл. 2 различных значений N'sp, в которой приводим также коэффициент
Значения , удовлетворяющие трещиностойкости балки, изменяются в пределах 0,15 — 0,33, что указывает на недопустимость произвольного назначения количества арматуры в верхней зоне балки, так как это приводит к большому перерасходу стали.
Например, если задаться отношением сечения арматуры = 0,2, близко соответствующим отношению нагрузок то из всех рассмотренных сечений балок и классов бетона только балки высотой h = 1 м, толщиной стенки b = 6 см при классах бетона B50 и B60 имеют моменты трещинообразования М1crc соответственно 75 кН×м > 71 кН×м и 82 кН×м > 71 кН×м, удовлетворяющие трещиностойкости при монтажной нагрузке.
Расход стали на рабочую продольную арматуру балки характеризуется суммой усилий в арматуре S и S‘ , приведенной в табл. 3.
Таблица 2
Усилия N'sp для вариантов балки
Высота балки h, м
Толщина стенки балки b, см
Усилие N'sp, кН
Коэффициент
для бетона классов
B40
B50
B60
B40
B50
B60
4
237
227
219
0,33
0,32
0,31
0,8
5
216
205
194
0,31
0,30
0,29
6
197
182
169
0,29
0,27
0,26
4
191
181
174
0,31
0,30
0,29
0,9
5
168
156
143
0,27
0,26
0,25
6
145
131
115
0,25
0,23
0,21
4
153
142
130
0,28
0,27
0,25
1,0
5
128
114
100
0,25
0,23
0,20
6
103
86
70
0,21
0,18
0,15
Таблица 3
Суммарные усилия Nsp + N¢sp
Высота балки h, м
Толщина стенки балки b, см
Усилия (Nsp + N'sp), кН, при бетоне классов
Масса балки, т
В40
B50
B60
4
945
926
912
1,82
0,8
5
907
887
867
2,28
6
874
846
822
2,74
4
809
794
779
2,06
0,9
5
769
747
724
2,56
6
727
703
675
3,08
4
685
671
650
2,28
1,0
5
646
621
596
2,85
6
601
576
548
3,42
Для того чтобы правильно оценить технические свойства балки, необходимо знать степень обжатия бетона растянутой зоны. Как правило, существенное перенапряжение в сжатой зоне балки не допускается во избежание проявления больших пластических деформаций и выгиба балки. Для схемы эксплуатационного загружения находим по формуле (14) рекомендуемого приложения 3 величину yb:
По формуле (12) рекомендуемого приложения 3 определяем напряжение db1:
Определяем y'b для схемы монтажного загружения по формуле (14) рекомендуемого приложения 3, учитывая, что yN = 0:
Соответственно по формуле (13) рекомендуемого приложения 3 для данной схемы загружения составляем табл. 4 различных значений db2.
Применение напрягающего бетона создает дополнительное усилие в арматуре, которое должно быть подобрано таким образом, чтобы компенсировать потери предварительного напряжения.
На этом основании в формулах (10) и (11) рекомендуемого приложения 3 суммарная величина потерь принята db8 = 0. Рассмотрим два варианта армирования балки:
1) стержневой арматурой класса A-IV, марки 20ХГ2Ц (по ГОСТ 5781—82), нормативным сопротивлением Rs,ser = 590 МПа (5900 кгс/см2);
2) высокопрочной гладкой проволокой диаметром 5 мм, класса В-II (по ГОСТ 7348—81), нормативным сопротивлением Rs,ser = 1200 МПа (12 000 кгс/см2).
Для стержневой арматуры (при gsp = 0,9)
Таблица 4
Напряжения sb2 для вариантов балки
Высота
Толщина
Напряжение обжатия крайнего волокна sb2, МПа, при бетоне классов
балки
стенки
В40
B50
B60
h, м
балки
Нагрузка
b, см
эксплуатационная
монтажная
эксплуатационная
монтажная
эксплуатационная
монтажная
4
28,9
40,5
28,6
40,3
28,4
40,0
0,8
5
22,8
32,1
22,5
31,9
22,3
31,6
6
18,7
28,4
18,4
26,2
18,2
25,9
4
22,6
31,7
22,3
31,5
22,1
31,2
0,9
5
17,7
24,9
17,4
24,7
17,2
24,4
6
14,4
20,4
14,1
20,2
13,9
19,9
4
17,9
25,2
17,6
25,0
17,4
24,9
1,0
5
14,0
19,8
13,7
19,6
13,5
19,3
6
11,5
16,2
11,0
16,0
10,8
15,7
Примечание. Все значения sb2 > Rmh являются недопустимыми (обведены в таблице жирной чертой).
Для проволочной арматуры
Сводим в табл. 5 расход металла на рабочую арматуру обеих зон балки.
Для выбора оптимальных формы, размеров и класса напрягающего бетона и армирования производим приближенный экономический расчет и, сопоставляя варианты, выбираем решение по суммарной стоимости исходных материалов. Можно считать, что в равных условиях производства и для конструкций одного типа допустимо экономическое сопоставление вариантов решений по суммарной стоимости исходных материалов.
Для подсчетов принята следующая стоимость материалов: 130 руб/т ¾ для низколегированной стержневой арматуры класса A-IV, марки 20ХГ2Ц; 252 руб/т — для гладкой высокопрочной проволоки класса В-II; 16,4 руб/м3 ¾ для бетона класса В40; 19 руб/м3 для бетона класса B50; 22 руб/м3 ¾ для бетона класса B60.
Таблица 5
Расход металла на балку
Высота балки
Толщина стенки
Сечение, см2 продольной арматуры балки
Масса, кг
Расход бето
h, м
балки b, см
из стали класса A-IV, марки 20ХГ2Ц
из высокопрочной проволоки класса B-II
на на балку, м3
Бетон классов
В40
B50
B60
В40
B50
B60
0,8
5
¾
¾
24,8
22,4
¾
¾
9,3
84
0,88
6
¾
24,3
220
23,6
215
¾
9,1
83
8,9
81
1,06
0,9
4
¾
¾
22,0
198
¾
¾
8,2
74
0,79
5
¾
21,2
193
20,5
185
¾
7,9
72
7,7
70
1,00
6
20,6
186
20,0
181
19,3
175
7,7
70
7,5
68
7,2
65
1,20
1,0
4
¾
19,3
174
18,7
168
¾
7,2
65
7,0
63
0,88
5
18,5
167
18,0
163
17,3
156
6,9
62
6,7
61
6,5
59
1,10
6
17,4
165
Побачили розбіжність з офіційним текстом?