|
|
Денисенко КП заоч 2022. Расчет преднапряженной железобетонной балки
МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕУЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА»
РУТ (МИИТ)
Институт пути, строительства и сооружений (ИПСС)
Кафедра «Мосты»
Курсовой проект на тему:
«Расчет преднапряженной железобетонной балки»
По дисциплине:
«Проектирование мостов и труб»
Выполнил:
Студент группы СМТ-591
Денисенко П.В.
Проверил:
Доцент Афанасьев В.С.
Москва 2022
1. Назначение основных размеров балки и определение площади сечения для рабочей арматуры
Первое что необходимо сделать, это перейти от геометрического расчетного сечения к приведенному сечению. Делается это для упрощения расчетов, т.е. убираются борты балластного корыта, вуты и опалубочные переходы. В результате получается поперечное сечение в виде двух прямоугольников.
Рис. 4. Схема к определению приведенной толщин плиты и определению площади сечения рабочей арматуры.
Курсовой выполнен для преднапряженного железобетона, поэтому рабочая арматура балки класса В1400 из высокопрочной проволоки (см. табл 7.16 СП 35.13330), она у всех одинакова, расчетное сопротивление растяжению и сжатию одинаково. В балке рабочая арматура Ар расположена в растянутой зоне, однако в ПНЖБ конструктивно закладывают еще 2 пучка в сжатую зону, обозначая А’р. Расчет в общем аналогичен расчету на прочность плиты, однако изменяется ц.т. Ар и добавляется А’p.
Рабочая высота определяется с учетом расстояния до ц.т. растянутой раб арматуры as, однако оно не известно. Примем в первом приближении as=18см, далее, при определении точного числа пучков арматуры asбудет пересчитан.
Далее определим расстояние от верха до ц.т.  для сжатой арматуры в верхнем поясе
где:  – расчетное сопротивление растяжению для пучка из 28 проволок  ;
 – расстояние от низа до ц. т. арматуры.
Рассчитаем приведенную толщину плиты:
где 
 ;
 ;
 .
Площадь нижней рабочей арматуры можно определить из условий расчета на прочность при изгибе по модели предельного равновесия (III стадия, см рисунок ниже)- : 
В левой части стоит момент от внешней нагрузки, в правой – момент внутренних сил в арматуре и бетоне. Расписать правую часть можно любым уравнением равновесия, в данном случае удобно воспользоваться суммой моментов относительно ц.т. бетона. В первом приближении примем высоту сжатой зоны бетона x= , т.е. плита полностью сжата. Обозначим плечи для усилий в арматуре за z и z’
где:  ; 
Количество пучков
Далее необходимо уточнить (согласно заданному количеству пучков арматуры и их расположению в нижней части балки, см. рис. 4.1 ниже) и х
 - условие выполняется.
Сжатая зона не переходит в стенку балки, остается в плите.
Здесь необходимо дать чертеж ВАШЕГО сечения (автокад вставить как картинку со всеми размерами и расстоянием до ц.т.), расположить арматурные пучки по аналогии с приведенным примером чертежа – ширина нижней части у всех 80см, 7 пучков в нижнем ряду с шагом 10см, далее симметрично относительно вертикальной оси и максимально заполнять нижние ряды. В примере дано 13 пучков – расположить их в 2 ряда не получится, поэтому 2ой ряд – 5 пучков и в 3 ряду 1 пучок.
Рис. 4.1. Схема размещения арматуры в нижнем поясе главной балки
Предельный момент
Если не проходит – увеличиваем кол-во пучков арматуры на 1шт
Проверка относительной высоты сжатой зоны
где: 
 – условие выполняется
Расчет по образованию трещин нормальных к продольной оси элементов в стадии эксплуатации
Цель расчет: обеспечение надежности конструкции против образования поперечных трещин или их ограниченного раскрытия в растянутой от внешних нагрузок зоне.
В ДАННОМ РАСЧЕТЕ необходимо предотвратить появление трещин в растянутой зоне, согласно СП в ж\д мостах образование трещин не допустимо. Для этого необходимо обжать бетон арматурой таким образом, чтобы напряжения в бетоне были меньше, чем расчетное сопротивление на растяжение бетона (да, бетон работает на растяжение, но в 10 раз слабее).
Основное условие трещиностойкости записывается в виде:
где:  – растягивающие напряжения в бетоне ОТ ВНЕШНЕЙ НАГРУЗКИ;
 – сжимающие предварительные напряжения в бетоне от усилия натяжения арматуры;
 – коэффициент, вводимый для категории 2А железнодорожных мостов;
 – расчетное сопротивление на растяжение в бетоне (см. значение в СП 35.13330 для своего класса бетона).
Рис. 5. Расчетная схема и эпюры напряжений.
где: – эпюра нормальных напряжений от обжатия бетона;
– эпюра нормальных напряжений от внешней нагрузки;
 – суммарная эпюра напряжений.
Геометрические характеристики
(необходимо определить геометрические характеристики поперечного сечения ВАШЕЙ балки. Это можно сделать как вручную, так и в автокад)
 – площадь;
 – центр масс;
 – момент инерции.
Обжатие бетона арматурой представляется в виде 2х сил по ц.т. арматуры в растянутой и сжатой областях (сверху и снизу, см рис. 5). Эти силы считаются через произведение соответствующей площади на напряжения в арматуре с учетом потерь предварительного напряжения, т.е. принимаем напряжения в арматуре равными 70% от расчетного сопротивления . Далее считаются соответствующие плечи  и  для двух сил относительно Нейтральной оси балки. Таким образом возможно определить момент двух сил, возникающий от обжатия и создающий дополнительные напряжения
Сжимающие предварительные напряжения в бетоне нижней фибры от усилия натяжения арматуры:
Растягивающие напряжения на фибрах (верхняя и нижняя грани) от внешних (постоянных и временных) нагрузок:
 ; 2) 
Так как в рассматриваемой фибре допустимы лишь ограниченные растягивающие напряжения , то после приложения усилий обжатия именно эти растягивающие напряжения и должны сохраняться:
Если Условие не выполняется. Ищем новые  :
Условие выполняется. Найденные напряжения в арматуре обеспечивают поперечную трещиностойкость конструкции в стадии эксплуатации. |
|
|
Скачать 1.83 Mb.