gelžbetoninės briaunuotos perdangos plokštės ir dvišlaitės sijos projektavimas su iš anksto...
DESCRIPTION
Gelžbetoninės briaunuotos perdangos plokštės ir dvišlaitės sijos projektavimas su iš anksto įtempta armatūra.Kursinis darbas.TRANSCRIPT
Kauno Technologijos Universitetas
Statybos ir architektūros fakultetas Statybinių konstrukcijų katedra
Gelžbetoninių konstrukcijų projektavimas
Kursinis projektas
Atliko: SSM-1 gr. stud. S. Milišauskas
Priėmė: doc. M. Augonis
KAUNAS, 2011
2
Turinys
AIŠKINAMASIS RAŠTAS............................................................................................................ 3
1. Briaunuota perdangos plokštė ..................................................................................................... 4
1.1. Apkrovų skaičiavimas .......................................................................................................... 4
1.2. Briaunotosios perdangos plokštės lentynos skaičiavimas ................................................... 4
1.3. Plokštės skersinių briaunų skaičiavimas .............................................................................. 6
1.4. Plokštės išilginių briaunų skaičiavimas ............................................................................... 8
1.4.1. Redukuoto skerspjūvio geometriniai rodikliai ............................................................ 10
1.4.2. Armatūros išankstinių įtempimų nuostoliai ................................................................ 13
1.4.3. Išilginių briaunų skaičiavimas stadijoje iki eksploatavimo ........................................ 16
1.4.4. Plokštės skaičiavimas eksploatavimo stadijoje ........................................................... 18
1.4.5. Plokštės išilgnių briaunų skaičiavimas tinkamumo ribiniams būviams ..................... 21
1.4.6. Įstrižųjų pjūvių atsparumas plyšių atsiradimui ........................................................... 26
1.4.7. Plokštės įlinkio skaičiavimas ...................................................................................... 29
2. Įtemptojo gelžbetonio dvišlaitės sijos projektavimas ............................................................... 31
2.2. Preliminarių sijos matmenų parinkimas............................................................................. 32
2.3. Sijos medžiagų skaičiuojamosios charakteristikos ir kiti duomenys ................................. 33
2.4. Apkrovų skaičiavimas ........................................................................................................ 33
2.4.1. Nuolatinės apkrovos.................................................................................................... 33
2.4.2. Laikinos apkrovos ....................................................................................................... 33
2.5. Įrąžų skaičiavimas .............................................................................................................. 34
2.6. Išankstinis sijos išilginės armatūros parinkimas ................................................................ 35
2.7. Sijos skerspjūvio geometrinės charakteristikos ................................................................. 37
2.8. Išankstiniai armatūros įtempimai ir jų nuostoliai............................................................... 38
2.9. Sijos skaičiavimas ikieksploatinėje stadijoje ..................................................................... 44
2.9.1. Viršutinės zonos atsparumas pleišėjimui .................................................................... 44
2.10. Sijos stiprumo apskaičiavimas eksploatacijos stadijoje ................................................... 46
2.10.1. Stiprumas įstrižuose pjūviuose ................................................................................. 46
2.11. Sijos apskaičiavimas eksploatacijos stadijoje tinkamumo ribiniam būviui ..................... 51
2.11.1. Atsparumas normaliniams plyšiams ......................................................................... 51
2.11.2. Sijos įlinkio skaičiavimas ......................................................................................... 52
LITERATŪRA: ............................................................................................................................ 58
3
AIŠKINAMASIS RAŠTAS
Projektuojama parduotuvės, kurios statybos vieta Alytuje, gelžbetoninė briaunota
perdangos plokštė ir gelžbetoninė dvišlaitė sija. Pastato plotis L=14,2 m, kolonų žingsnis s=8,8
m. Pastato kolonų skerspjūvis bxh=0,45x0,45 m.
Briaunota perdangos plokštė
Projektuojamos gelžbetoninės perdangos plokštės atremtos į gvišlaites sijas. Plokštės
išmatavimai 8,8x1,42x0,65 m. Gaminama iš C20/25 stiprumo klasės betono. Plokštės lentyna
armuojama 2 armatūriniais tinklais iš Ø6 S400 kl. strypų, kurie išdėstomi s=0,20 m žingsniu.
Skersinė briauna armuojama 1 Ø12 S400 kl. armatūra. Plokštės išilginiai briaunai be paprastos
armatūros, naudojama ir iš anksto įtemptoji armatūra. Armavimui naudojami 2 Ø8 Y1770C
klasės armatūriniai lynai. Taip pat išilginės briaunos armuojamos plokščiais strypynais, kurių
viršutinė ir apatinė išilginė armatūra numatyta Ø10 S400 klasės.
Gelžbetoninė dvišlaitė sija
Projektuojama kintamo skerpjūvio sija. Sijos ilgis l=14,20 m, aukštis hmax=1,20 m,
hmin=0,65 m. Sija gaminama iš C30/37 stiprumo klasės betono. Apatinė sijos juosta armuojama 8
Ø15 Y1860S klasės iš anksto įtemptaja armatūrine viela, viršutinė juosta - 4 Ø10 S400 kl.
armatūra. Dėl įstrižųjų pjūvių stiprumo sienutę numatoma armuoti dviem tinklais, kurių
vertikalioji Ø12 S400 armatūra yra skersinė, o išilginė Ø5 S240 – pagalbinė.
4
1. Briaunuota perdangos plokštė
1.1. Apkrovų skaičiavimas
Projektuojamas statinys yra Vilniuje, kuris yra I sniego apkrovos rajone, ;/2,1 2mkNsk
Sniego apkrova, tenkanti stogo konstrukcijai:
1.1 lentelė. Plokštės apkrovų skaičiavimas
Apkrovų rūšys Charakteristinės
apkrovos, kN/m2
Dalinis
koeficientas
- γ
Skaičiuojamosios
apkrovos, kN/m2
2 sl. ritininės dangos 0,05 1,35 0,07
Betono išlyginamasis sl. , 40 mm 0,80 1,35 1,08
Br. Perdangos plokštė, t=50 mm 0,5*25=1,25 1,35 1,69
Nuolatinė 2,10 1,35 2,84
Laikina 1,20 1,30 1,56
Suminė 3,30 4,40
1.2. Briaunotosios perdangos plokštės lentynos skaičiavimas
Kadangi , tai lentyna skaičiuojama kaip plokštė, paremta visu
kontūru. [SK SCHEMA].
Plokštė projektuojama iš C20/25 stiprumo klasės betono, kurios lentynose klojami S400
klasės armatūros tinklai.
Kai , tuomet:
;706,1;706,1
;470,0;470,0
1
1
12
1
2
MMMMMM
M
MMM
M
IIIIIII
Plokštės pusiausvyros lygtis:
;18,1706,1706,1470,0238,1706,1706,12
12
18,138,1318,14,4
;'2212
3
111111
2
122
'
1112
2
1
MMMMMM
lMMMlMMMlllq
IIIII
5
;205,0
;056,0
;120,0
;135,5469,7511,1
2
1
11
kNmMM
kNmM
kNmM
MM
III
Armatūros skerspjūvio reikiamas plotas 1 m plokštės:
;167,0035,0112
10205,02
3
2
max
dbf
M
cd
čia: cdf - skaičiuotinas betonos gniuždomasis stipris. C20/25 klasės betonui:
;125,1
2019,0 MPa
ff
c
ck
cccd
b - vienetinis plokštės plotis;
d – skerspjūvio naudingasis aukštis.
Elemento santykinis gniuždomos zonos aukštis:
lim
lim,
lim,
lim
lim
;613,0
1,1
754,01
500
3651
754,0
1,111
;
;184,0167,0211211
sc
s
čia: - betono gniuždomos zonos charakteristika;
;754,012008,085,0008,085,0 cdf
lim,s - armatūros įtempiai, MPa, atsižvelgiant į armatūros takumo ribą. S400 klasės
armatūtai ;365lim, MPas
lim,sc - gniuždomos zonos armatūros ribiniai įtempiai, MPa.
Reikiamas armatūros kiekis :
;117,210117,2365
035,0184,0112 224 cmmf
dbfA
yd
cds
Priimu, jog plokštė bus armuojama dviem armatūros tinklais, kuriuos sudarys S400 klasės 6
mm skersmens (su As=2,26 cm2/m) armatūros strypai. Jie išdėstomi 125 mm žingsniu.
6
1.3. Plokštės skersinių briaunų skaičiavimas
Briaunuota plokštės skersinė briauna skaičiuojama kaip laisvai atremta sija, kurioje nuo savojo
briaunos svorio apkrova yra tolygiai išskirstyta, o nuo plokšės ir denginio konstrukcijos svorio,
bei laikinosios apkrovos poveikis į skersinę briauną yra išskirstytas trikampės formos krūvis
(l2>l1):
1.3 pav. Skersinės briaunos skaičiuojamoji schema
Maksimalios įražos briaunoje:
;454,24
18,147,6
2
18,129,0
42
;801,012
18,147,6
8
18,129,0
128222
1
2
1
222
1
2
1
kNlplg
V
kNmlplg
M
Ed
Skersinės briaunos skaičiuojamasis skerspjūvis yra tėjinis su gniuždoma lentyna, kurios
47,109,038,1483,009,03
18,1
3
12221 blblb f , b1=0,06 m, h=0,25 m.
7
Išilginės armatūros skaičiavimas:
;038,017,006,012
10801,02
3
2
1
dbf
M
cd
;5059,600658,017,0039,0
;
;039,0038,0211211
lim
mmhmmmdx f
;10054,1365
17,0039,0483,0120 24
,
mf
dbfAF
dy
fcd
bf=l1/3+b2=1,18/3+0,09=0,483 m.
Priimu 1 Ø12 mm skersmens armatūrinį strypą, kurios As=1,131 cm2>1,054 cm
2
Skersinės armatūros skaičiavimas:
Skersinė armatūra skaičiuojama neįvertinant lentynų.
;12,317,006,09,00,2 22
2 kNmdbfB ctdC
čia:
MPa;0,91,5
1,50,9f
c
ctk0,05
ctdf
c – įstrižo pjūvio projekcijos ilgis.
.18,934,0
12,3
;34,0254,2454,25,0
12,3
5,0
;5,0
Edc
Edc
Edswc
VkNc
BV
mdmV
B
V
Bc
VVV
Skersinė armatūra priima konstrukciškai. Imami S240 Ø6 mm skersmens strypai, kurie
išdėstomi s=150 mm žingsniu
;150
4
3mmhs
.
8
1.4. Plokštės išilginių briaunų skaičiavimas
1.4 pav. Skaičiuojamasis skerspjūvis
Maksimalios įrąžos veikiančios išilginėje briaunoje:
;13,272
685,8428,6
2
)(
;91,588
685,8428,6
8
)(
/248,642,140,4
.
22
.
kNlgp
V
kNmlgp
M
mkNgqp
plsk
Ed
plsk
Esamas plokštės skerspjūvis redukuojamas į tėjinį skerspjūvį:
1.5 pav. Išilginių briaunų normalinio pjūvio stiprumo skaičiuojamoji schema
b=2*0,075=0,15 m; d=0,15-0,03=0,47 m; hf=0,05 m; bf=1,38 m.
Išilginė briauna armuojama iš anksto įtemptaja armatūra, kurios markė Y1860 S. šios armatūros
charakteristikos:
9
%.5,3;1095,1;1320;1520;1770 5
1,01,0 uksdpkppk MPaEMPafMPAfMPaf
Armatūra įtempiama į atramas mechaniniu būdu. Betonas kietinamas šutinant. Lynai į atramas
inkaruojamos inventoriniais inkarais.
Pradinius armatūros įtempius priimame:
;123917707,07,0 MPaf pkp
Tikrinamas ar teisingai užsiduotas išankstinis įtempimas:
;53105,117795,611239;3,0
;177095,130095,611239;
MPaMPafp
MPaMPafp
pkp
pkp
čia: ,95,61123905,005,0 MPap p kai armatūra įtempiama mechaniškai.
Įvertinamas armatūros išankstinio įtempimo tikslumo koeficientas sp:
1,1;0,11
0,9;0,1-1
Δ1
sp
sp
spsp
;
čia: spΔ - kai armatūra įtempiama mechaniniu būdu, p reikšmė laikoma lygi 0,1;
Minusas (-), nes išankstinis įtempimas konstrukcijai sukelia palankią įtaką;
Pliusas (+), nes išankstinis įtempimas konstrukcijai sukelia nepalankią įtaką (tikrinant
viršutinio krašto pleišėtumą gamybos stadijoje.
Tuomet:
;1,111512399,0 MPap
Apytikriai įvertiname nusistovėjusius įtempius. Priimu, jog pirminiai ir antriniai armatūros
įtempimo nuostoliai lygūs 100 MPa. Tuomet:
;1,10151001,11151002 MPapp
Elemento gniuždomosios zonos santykinis ribinis aukštis lim :
;616,00,754
500
704,9
0,754
ω
σ
σ
ωξ
1,111
1,111
limsc,
lims,
lim
čia: – betono gniuždomosios zonos charakteristika, ;754,0f85,0ω cd0,008
10
s,lim – armatūros įtempiai, MPa, atsižvelgiant į armatūros takumo ribą:
,9,7041,10154001320σfσ MPa p2p0,1dlims, 400 kai naudojama stiprioji
viela arba lynai;
sc,lim – gniuždomosios zonos armatūros ribiniai įtempiai. Kai konstrukcijos gaminamos
iš sunkiojo, smulkiagrūdžio ir lengvojo betono – sc,lim = 500 MPa.
Priimame, kad gniuždoma zona bus lentynoje. Tuomet:
;0161,047,038,11012
63,56232'
max
ofcd hbf
M
;007,047,00162,0
;
;0162,00161,0211211
'
lim
fhdx
;1096,01320
47,00162,038,118 24
01,
'
mf
dbfA
dp
fcd
p
Iš sortimento parenkami 2Ø8 mm lynai, kurių Ap=1,01 cm2.
Išilginės briaunos armuojamos plokščiais strypynais, kurių viršutinė ir apatinė išilginė
armatūra numatyta Ø10 mm S400 klasės. Tokiu būdu Af zonoje bus 2Ø10 S400 klasės
(As=1,57 cm2) ir Aft zonoje - 2Ø10 S400 klasės (As‘=1,57 cm
2) strypai.
1.4.1. Redukuoto skerspjūvio geometriniai rodikliai
Skerspjūvio plotas:
;13935,0
1001,15,61057,127)5,015,0(05,0)15,038,1(
2
44
m
AAAA ppsscred
čia:
;5,61030
10195
;71030
10210
3
3
3
3
cm
sp
cm
s
s
E
E
E
E
11
Statinis momentas I-I krašto atžvilgiu:
34
442
04853,003,01001,15,6
025,01057,17)025,05,0(1057,172
5,015,0475,005,0)15,038,1(
m
S red
Redukuoto skerspjūvio svorio centro atstumas nuo I-I krašto:
;348,013935,0
04853,0m
A
Sy
red
red
red
Redukuotojo skerspjūvio inercijos momentas A-A ašių, einančių per skerspjūvio svorio centrą,
atžvilgiu:
;001924,003,0348,01001,15,6
025,0348,01057,17025,0348,05,01057,17348,02
5,0
5,015,012
5,015,0
2
05,0348,05,005,0)15,038,1(
12
05,0)15,038,1(
424
2424
2
323
m
I red
1.6 pav. Redukuotas plokštės skerspjūvis
Redukuoto skerspjūvio atsparumo momentai apatinio ir viršutinio kraštų atžvilgiu:
;005528,0348,0
001924,0 3
, my
IW
c
red
bred
.015657,0348,05,0
001924,0 3
, myh
IW
c
red
tred
12
Atstumai nuo redukuoto skerspjūvio svorio centro iki jo branduolio centrų:
Viršutinio ;0397,013935,0
005528,0,m
A
Wr
red
bred
Apatinio ;0908,013935,0
015657,0'
,m
A
Wr
red
tred
Apskaičiuojami redukuoto skerspjūvio atsparumo momentai įvertinant tempiamos betono zonos
plastines deformacijas.
Kai tempiama zona yra skerspjūvio apačioje (eksploatavimo stadijoje):
;2/''' ctsossosco AxhSSS
;2
5,015,05,047,01001,15,6025,05,0
1057,17025,01057,172
15,005,05,005,015,043,1
4
442
xxxx
xx
x
Iš šios lygties gauname, jog x=0,151m.
Skespjūvio tampriai plastiškas atsparumo momentas:
;00823,00004275,0
348,0
0001822,00000174,00011613,02''2 3mSxh
IIIW ct
sossoscoPl
čia:
.0004275,0
2
151,05,015,0
;0001822,0025,0151,05,01057,1703,0151,05,01001,15,6
;00000174,0025,0151,00157,17''
;0011613,03
151,015,0
2
05,0151,005,015,038,1
12
05,015,038,1
3
2
32424
424
4323
mS
mI
mI
mI
ct
sos
sos
co
Kai tempiama zona yra skerspjūvio viršuje:
;2/''' ctsossosco AxhSSS
13
;;2
5,015,005,015,038,15,0025,05,0
1057,1703,01001,15,6025,01057,172
15,0 4442
xxx
xxx
Iš šios lygties gauname, jog x=0,395 m.
Skespjūvio tampriai plastiškas atsparumo momentas:
;06666,0003287,0
125,0
0000089,0000238,000308,02''2' 3mS
xh
IIIW ct
sossoscoPl
čia:
.003287,0
2
395,05,015,02
05,0395,05,008,015,038,1
;000238,0025,0395,01057,1703,0395,01001,15,6''
;0000089,0025,0395,05,00157,17
;00308,03
395,015,0
3
2
32424
424
43
mS
mI
mI
mI
ct
sos
sos
co
1.4.2. Armatūros išankstinių įtempimų nuostoliai
Armatūra įtempiama į atramas mechaniniu būdu. Betonas kietinamas šutinant. Armatūros
lynai į atramas inkaruojamos inventoriniais inkarais.
Pirminiai nuostoliai
Armatūros išankstinių įtempių nuostoliai dėl relaksacijos bus:
;46,591,11151,01520
1,111522,01,022,01 MPa
flos
p
p0,1k
p
Nuostoliai nuo temperatūrų skirtumo tarp atramų ir betono, kai Δt=65°C:
;25,816525,125,12 MPaTlos
Nuostoliai nuo tempimo įrenginių inkarų deformacijų:
;24,441095,110800
45,2 53 MPaEl
ls
los
14
čia: lΔ - kadangi naudojami inventoriniai inkarai, tuomet
.45,2815,025,115,025,1Δ mmmml
l – įtempiamo strypo ilgis (atstumas tarp atsparų išorinių pusių), mm.
Kadangi įtemptoji armatūra neatlenkiama, nuostolių dėl trinties nebus, t. y. 04 los . Įtempių
nuostolių nebus ir dėl formų deformacijų, t. y. .05 los
Betono apspaudimo jėga po pirmųjų armatūros įtempių nuostolių iki ją atleidžiant bus:
;0940,024,4425,8146,591,11151001,1 4321
0, MNAP losloslospspm
Įtemptosios armatūros ekscentricitetas redukuoto skerspjūvio centro atžvilgiu:
;318,003,0348,0,0 maye spredp
Didžiausi gniuždymo įtempiai betone apskaičiuojami nuo jėgos Pm.0, neįvertinant savojo
briaunos svorio:
;6,96,008,6001924,0
348,0318,0094,0
13935,0
094,0,00,0,
0,
cp
red
cpm
red
m
cp fMPaI
yeP
A
P
čia: fcp – charakteristinis kubinis betono stipris armatūros atleidimo metu. Priimame, kad
betono stipris atleidimo metu bus 0,8fck=0,80×20=16 MPa. Tokiu būdu,
Nuostoliai nuo greitai pasireiškiančio betono valkšnumo apskaičiuojami pagal STR. [9] lentelės
6 p. Tuo tikslu apskaičiuojame įtempius betone nuo apspaudimo armatūra ir lenkimo momento
nuo savojo svorio, kuris bus:
;95,368
685,891,3
8
22
, kNmlg
M ss
Įtempimai betone ties apatine iš anksto įtemptąja armatūra:
;03,0
001924,0
318,01095,36
001924,0
318,0318,0094,0
13935,0
094,0)()( 3,,00,0,
1,
MPa
I
ayM
I
ayeP
A
P
red
spcss
red
spcpm
red
m
cp
Nuostoliai dėl greitai pasireiškiančio betono valkšnumo:
Kadangi ,002,016
03,065,016025,025,0025,025,0
1,
cp
cp
cpf
f
tuomet
15
;06,0002,04085,0401,6 MPa
fcp
cplos
čia: - koefincentas, įvertinantis betono kietėjimą. Kai betonas šildomas, .85,0
Tokiu būdu pirminiai įtempimo nuostoliai bus:
.01,18506,024,4425,8146,5911 MPapcTprlos l
Betono apspaudimo jėga, atmetus visus pirminius armatūros įtempimo nuostolius:
;64,9201,1851,11151001,1 4
1, kNAP lospspIm
Antriniai nuostoliai
Nuostoliai dėl sunkiojo C20/25 klasės betono susitraukimo, kai betonas šildomas esant
atmosferiniam slėgiui yra - ;40 MPaps
Antriniai nuostoliai dėl betono valkšnumo:
Apskaičiuojant armatūros įtempimo nuostolius dėl valkšnumo, reikia žinoti įtempius betone
ties Asp armatūra, atmetus nuostolius pagal [9] lentelės 1–6 poz., t. y. pagal apspaudimo
jėgą Pm.I, apskaičiuojant panašiai kaip ir 1,cp . Priimu, kad ;08,61, MPacp
;45,4816
08,685,0150150
1,
2 MPafcp
cp
pc
Apspaudimo jėga, atmetus visus armatūros išankstinio įtempimo nuostolius bus:
;71,8345,484001,1851,11151001,1 4
2,12 kNAP lospsp
16
1.4.3. Išilginių briaunų skaičiavimas stadijoje iki eksploatavimo
1.4.3.1. Viršutinio krašto pleišėtumas
1.7 pav. Plokštės pleišėtumo tranportuojant skaičiuojamoji schema ir įtempių būvis plyštant viršutiniam kraštui
Lenkimo momentas gembėje, nuo plokštės savojo svorio imant, jos ilgį a1=1,0 m:
mkNg
kNmag
M
ss
ss
g
/41,32515,05,02505,0)15,038,1(
;706,12
141,3
2
,
22
1.
Apgniuždymo jėga, kai γsp=1,1>1:
;0926,087,1971,11151001,11,1 4
1, kNAP lospspspIm
Įtempiai labiau giuždomame betono krašte:
;36,1
012657,0
005528,0125,12)0397,00908,0(0926,075,02)'(
,
,05,0,MPa
W
WfrrP
tred
bredctkIm
c
čia: 05,0ctkf - charakteristinis betono stipris tempiant .
Lenkimo momentas nuo apniuždymo jėgos ir savojo svorio:
;00644,010706,1)0397,010908,0(0926,0)'( 3
, MNmMrrPM gIm
is
17
čia: 1;15,120
36,16,16,1
priimu
fck
c
Momentas, kurį gali atlaikyti skerpsjūvis nesupleišėjęs:
išv
tplctk
v
MM
MNmWfM
;018986,0012657,05,1,05,0
Išvada: viršutiniame krašte plyšiai neatsivers.
1.4.3.2. Stiprumas transportuojant
Skaičiuojamoji plokštės savojo svorio apkrova, ją transportuojant ir imant dinamiškumo
koeficientą γd=1,6 → ;/18,595,06,141,3 mkNgd Tuomet, lenkimo momentas gembėje:
;59,22
118,5
2
22
1
, kNmag
M d
dg
Apgniuždymo jėga, veikianti plokštę, kaip išorinė, irimo stadijoje iki eksploatavimo:
;3,591001,1)33023,9171,1()( 4
,
1 kNAN sp
tr
slosspspcon
Jėgos Ncon atstumas nuo viršutinės armatūros centro:
;489,0
3,59
59,203,0475,0
,m
N
Made
con
dg
spp
Skaičiuojamasis betono stipris apgniuždant, įvertinus φc8=1,2 :
;8,10
5,1
209,02,175,075,0 8 MPa
ff
c
ck
ccd
Esant išoriniai jėgai Ncon įtemptoji armatūra nedirba, todėl skaičiuojant stipruma transportuojant
jos neįvertiname (Asp=0). Tuomet gniuždomos zonos aukštis įvertinant ir armatūros tinkla
tempiamoje zonoje, randamas iš išraiškos:
;059,015,08,10
1057,13651001,13651057,1365103,59 44431,62
mbf
AfAfAfNx
cd
sscdtinklsydssydcon
Tuomet, ;625,0124,0
475,0
059,0lim
d
x
18
;37,68)025,0475,01057,13652
059,0475,0
059,015,08,10)()2
(0,29489,03,59
4
1
kNm
adAfx
dxbfkNmeN ssscdcdpcon
I
švada: Stiprumas transportuojant pakankamas.
1.4.4. Plokštės skaičiavimas eksploatavimo stadijoje
1.4.4.1. Stiprumas normaliniame pjūvyje
1.8 pav. Plokštės išilginių briaunų normalinio pjūvio stiprumo skaičiuojamoji schema
Apskaičiuojamas gniuždomos zonos ribinis santykinis aukštis:
;764,08,10008,085,0008,085,0 cdf
,10,97478,8289,04001320σfσ MPasp p2p0,1dlims, 400 kai naudojama
stiprioji viela arba lynai;
;478,0
1,1
764,01
500
1,9741
764,0
1,111
,
lim
lim
usc
s
Gniuždomos zonos aukštis, neatsižvelgiant į γs6 ir tariant, kad '
fhx
Tuomet:
19
;'0076,0
38,18,10
1057,13651056,03651057,13651001,11320
75,0
0
4444
8
2,1
f
fcdc
sscdtinklsydsydspsp
x
hm
bf
AfAfAfAfx
F
Išvada: Gniuždoma zona bus lentynoje.
Gniuždomos zonos aukštis įvertinus γs6:
;15,1;29,21478,0
0162,02)115,1(15,11
21 6
lim
6
ss priimama
čia: - stipriai vielai ir lynams priimamas 1,15;
;0162,047,0
0076,0lim
d
x
Tuomet:
;'0089,038,18,10
1057,13651056,03651057,13651001,1132015,1
75,0
0
4444
8
2,16
f
fcdc
sscdtinklsydsydspsps
x
hm
bf
AfAfAfAfx
F
Tikrinamas normalinio pjūvio stiprumas:
;91,5857,970976,02
0162,0025,05,01057,1365
2
0162,003,05,01001,1132015,1
22
4
4
116
kNmMkNmMNm
xahAf
xahAfM
is
ssydspspsps
V
Išvada: Normalinio pjūvio stiprumas pakankamas.
1.4.4.2. Stiprumas skersinei jėgai įstrižuose pjūviuose
Pavojingajame įstrižame 1-1 pjūvyje (žr. 1.9 pav.) VEd=27,13 kN. Apgniuždymo jėga, kai
;71,839,0 2 kNPsp
;5,0132,047,015,09,0
1071,831,01,0 32
dbf
P
ctd
n
Apskaičiuojamas koeficientas įvertinantis gniuždomos lentynos įtaką:
20
;3,005,0315,0'3' mhbb ff
1.9 pav. a- įstrižųjų pjūvių skaičiuojamoji schema; b-armatūros išdėstymas pjūvyje
.212,1;5,1223,108,0132,011
;5,0080,047,015,0
05,015,03,075,0
''75,0
imamaTuomet
hb
hbb
fn
o
f
ff
Apskaičiuojame B:
;27,7247,015,09,0212,12)1( 22
2 kNmdbfB ctdfnc
Skaičiuojame įrąžą istrižajame pjūvyje:
;57,132
13,27
2,, kN
VVV Ed
swRdcRd
Tuomet iš čia šio pjūvio horizontaliosios projekcijos dydis:
.94,0.94,0233,513,27
27,7222mcpriimamemdm
V
Bc
Ed
Tuomet:
.13,2788,7694,0/27,72/, kNVkNcBV EdcRd
Taigi, skersinę armatūrą reikia numatyti konstruktyviai. Išilginių briaunų galiniuose
ruožuose l/4 imama Ø6 S240 žingsniu ,15,0
25,02/5,02/
ms
mhsimama s=0,15. Vidurinėje
tarpatramio dalyje .5,035,0375,04/5,034/3 mhs
21
1.4.4.3. Stiprumas lenkimo momentui įstrižuose pjūviuose
1-1 įstrižojo pjūvio stiprumas lenkimo momentui neskaičiuojamas, nes išilginių Ø12 Y1770C
klasės lynų inkaravimui numatytos konstruktyvinės priemonės (briaunų galuose dedami lenkti
tinklai iš Ø4 S400 armatūrinės vielos, patys lynai inkaruojami inventoriniais inkarais, 25 mm
atstumu nuo plokštės briaunų galo).
1.4.5. Plokštės išilgnių briaunų skaičiavimas tinkamumo ribiniams būviams
1.4.5.1. Normalinio pjūvio pleišėtumas
Pirmiausia nustatoma ar reikia skaičiuoti plyšių atsivėrimo plotį. 9,0sp , 0,1f
1.10 pav. Įtempių būvis skaičiuojant plokštę plyšimui eksploatacijos stadijoje
Apgiuždymo jėga, kai
;64,929,0 2 kNPsp
Įtempiai labiau giuždomame betono krašte:
;906,1
012657,0
005528,0125,12)0397,00908,0(1064,922)'( 3
,
,2
max, MPaW
WfrrP
tred
bredctk
c
Tuomet:
22
;0,10,1505,120
906,16,16,1
max,
ck
c
f
Tikrinama stiprumo sąlyga:
atsiversplyšiaiMM
kNmM
kNmrePWfM
MM
crc
iš
iš
opplctkcrc
crc
iš
;91,58
;48,450397,01318,01064,9200829,02
;
3
2
1.4.5.2. Normalinio plyšių atsivėrimo plotis
Bendru atveju jis paskaičiuojamas pagal formulę:
31s
slk 1003,520
E
w ;
čia: – koeficientas, = 1,0, kai apskaičiuojami lenkiamieji ir ekscentriškai gniuždomieji
elementai;
l – koeficientas įvertinantis betono drėgnumą (žr. STR. 23 lent.):
l =1,60–151, sunkiajam natūralaus drėgnumo betonui, kai veikia nuolatinė apkrova;
l =1,0, sunkiajam natūralaus drėgnumo betonui, kai veikia laikina apkrova;
– koeficientas, = 1,2, kai rumbuotoji viela ir lynai;
s – tempiamosios armatūros kraštinės eilės strypų įtempiai (arba jų prieaugis, kai
armatūra iš anksto įtempta) nuo veikiančios išorinės apkrovos.
– armatūros skersmuo, =12 mm.
1 – elemento skerspjūvio armavimo koeficientas imamas lygus tempiamosios armatūros
skerspjūvio ploto ir elemento betoninio skerspjūvio ploto (naudingojo aukščio ribose ir
atmetus gniuždomųjų tėjinio skerspjūvio lentynų plotą) santykiui, bet imamas ne didesnis
kaip 0,02;
;02,01043,147,015,0
1001,1 34
0
1
hb
Asp
;0,10,1579,11043,1156,1 3
ll
23
1.11 pav. Įtempių būvis skaičiuojant plokštę plyšių atsivėrimui
1) Trumpalaikis plyšio plotis nuo suminės apkrovos
.0,1;0
;91,58
21
.
lss
iš
tr
AA
kNmM
Susirandami reikiami koeficientai plyšių pločiui apskaičiuoti:
;826,047,02
05,01872,0
2
'1
;872,047,015,0
05,015,038,12/''''
;089,02047,015,0
1091,582
3
2
.
d
h
db
Ahbb
fdb
M
f
ff
ssff
f
ck
iš
tr
s
Suminė išilginė jėga, įvertinus suminius įtempių nuostolius armatūroje ir 9,0sp :
;64,922 kNPN tot
Jos ekscentricitetas armatūros atžvilgiu:
;636,064,92
91,58.
, mN
Me
tot
iš
tr
tots
Gniuždomos zonos santykinis aukštis:
24
;106,047,0
05,0'
240,0
547,0
636,05,11
872,05,1
5,61043,110
826,0089,0518,1
1
55,11
5,1
10
51
1
3
,
1
d
h
d
e
f
tots
f
sp
fs
Vidinių jėgų petys:
;623,098,0438,0
240,0872,02
240,0872,047,0
05,0
147,02
'
1 ,
22
0
tots
f
f
f
emd
h
hz
Įtempių prieaugis tempiamoje armatūroje nuo suminės apkrovos, kai 0spe :
;92,413438,01001,1
0438,01064,921091,58)(
4
332.
MPazA
ezPM
sp
sp
iš
tr
s
Trumpalaikis plyšio plotis nuo suminės apkrovos:
;342,081043,11003,520413,92
2,10,10, 33-
1 mm
5101,95
w
2) Trumpalaikis plyšio plotis nuo nuolatinės ir ilgalaikės apkrovų
.0,1;0
;22,348
685,856,16,084,2
8
)(
21
22
2
lg
lss
kkiš
inlt
AA
kNmlpg
M
Susirandami reikiami koeficientai plyšių pločiui apskaičiuoti:
;872,0
;052,02047,015,0
1022,342
3
2
lg
f
cko
iš
inlt
sfhb
M
Suminė išilginė jėga, įvertinus suminius įtempių nuostolius armatūroje ir 9,0sp :
;71,832 kNPN tot
Jos ekscentricitetas armatūros atžvilgiu:
25
;409,071,83
22,34.
, mN
Me
tot
iš
tr
tots
Gniuždomos zonos santykinis aukštis:
;106,047,0
06,0'
278,0
547,0
409,05,11
872,05,1
5,61043,110
826,0052,0518,1
1
55,11
5,1
10
51
1
0
3
,
1
h
h
d
e
f
tots
f
sp
fs
Vidinių jėgų petys:
;401,0401,098,0435,0,0
278,0872,02
278,0872,047,0
05,0
147,02
'
1 ,
22
zemd
h
dz tots
f
f
f
Įtempių prieaugis tempiamoje armatūroje nuo suminės apkrovos, kai 0spe :
;106,16401,01001,1
0401,01071,831022,34)(
4
332.
MPazA
ezPM
sp
sp
iš
tr
s
Trumpalaikis plyšio plotis nuo suminės apkrovos:
;013,08101,431003,52016,106
2,10,10, 33-
2 mm
5101,95
w
3) Ilgalaikis plyšio plotis nuo nuolatinės ir ilgalaikės apkrovų
Kadangi ilgalaikiam plyšio skaičiavimui duomenys yra tokie patys kaip ir 2-uoju atveju
išskyrus dydį ;579,1l ,todėl:
mmmm 021,0013,0579,13 w
Trumpalaikis plyšių atsivėrimo plotis:
mmwmmwww 2,0353,0021,0013,0342,0 lim321crc1 w
26
Išvada: Trumpalaikis plyšių atsivėrimo plotis viršija leistinas reikšmes, todėl norint plyšio plotį
sumažinti yra didinamas plokštės aukštis.
1.4.5.3. Normalinio plyšio atsivėrimo plotis, kai plokštės aukštis 650 mm
Perskaičiuojami redukuoto skerspjūvio dydžiai, kai plokštės aukštis h=450 mm:
.109,0';053,0
;018,0;00855,0;1074,3
;438,0;071,0;162,0
3
,
3
,
43
32
mrmr
mWmWmI
mymSmA
tredbredred
credred
Panaudojus tą pačią metodiką, kaip ir 1.4.5.2. skyriuje rasti plyšių atsivėrimo pločiai, kurie yra
tokie:
1) Trumpalaikis plyšio plotis nuo suminės apkrovos
.147,0
;58,0;287,0;704,0;63,0;656,0;05,0
1
,
w
ze totsffl
2) Trumpalaikis plyšio plotis nuo nuolatinės ir ilgalaikės apkrovų
.014,0
;401,0401,098,0519,0
;616,0616,0871,0;409,0;63,0;656,0;029,0
2
,
lim,
w
zez
e
tots
totsffl
3) Ilgalaikis plyšio plotis nuo nuolatinės ir ilgalaikės apkrovų
Kadangi ilgalaikiam plyšio skaičiavimui duomenys yra tokie patys kaip ir 2-uoju atveju
išskyrus dydį ;579,1l ,todėl:
mmmm 022,0014,0579,13 w
Trumpalaikis plyšių atsivėrimo plotis:
mmwmmwww 2,0155,0022,0014,0147,0 lim321crc1 w
Išvada: Esant plokštės aukščiui h=650 mm, plyšių plotis neviršija leistinų normų.
1.4.6. Įstrižųjų pjūvių atsparumas plyšių atsiradimui
27
Įstrižųjų plyšių atsivėrimas skaičiuojamas darant prielaidą, kad normalinių plyšių
tikrinamoje zonoje nėra. Tikrinami plokštės išilginių briaunų įstrižieji pjūviai, esantys įtempimų
zonos perdavimo ilgyje lp (žr. 6.4 pav.): I-I (prie atramos krašto) ir II-II (atstume lp nuo galo).
Abiem atvejais tikrinami pjūviai skerpspjūvio svorio centro lygių (yred=0,327 m), imant
;13,27, kNV kEd
Įtempimų zonos perdavimo ilgis lp:
;656,0008,025
16
78,8281,1md
fl p
cp
spp
p
I-I pjūvis:
;68,14
656,0
115,071,8322 kN
l
lPP
p
xI
II-II pjūvis:
;71,83
656,0
656,071,8322 kN
l
lPP
p
xII
Normaliniai įtempiai skerspjūvio svorio centro lygiu ( y=0 ):
;517,0
162,0
1071,83
;091,0162,0
1068,14
3
2
3
2
MPaA
P
MPaA
P
red
IIII
x
red
II
x
Skerspjūvio ploto dalies, esančios viršum O-O ašies, statinis momentas tos pačios ašies atžvilgiu:
;01508,0)025,0438,065,0(
1057,17)2
438,065,0()438,065,0(15,0)025,05,0438,065,0(05,0)15,038,1(
3
4
m
Sred
Tangentiniai įtempiai:
;729,015,000374,0
01508,01013,27 3
MPabI
SV
red
redED
xy
Lokaliniai įtempiai, kai nėra iš anksto įtemptos armatūros:
;,
I
locy
I
y
čia: I
locy , - vietinio gniuždymo įtempiai veikiant atraminiai reakcijai;
I-I pjūviui:
28
;0575,02/115,02
;26,04,03437,0 ml
xhy x
red
;079,0438,0
0575,01
65,0
438,01
65,015,0
02713,0, MPaI
locy
II-II pjūviui:
;5985,02/115,0656,02
;26,04,0438,0 ml
lxhy x
pred
;033,0438,0
5985,01
65,0
438,01
65,015,0
02713,0, MPaII
locy
Svarbiausieji tempimo ir gniuždymo įtempiai:
I-I pjūviui:
;740,0729,02
079,0091,0
2
079,0091,0
22
2
2
2
2
MPaxyyxyxI
mt
;728,0729,02
079,0091,0
2
079,0091,0
22
2
2
2
2
MPaxyyxyxI
mc
II-II pjūviui:
;007,1729,02
079,0517,0
2
079,0517,0
22
2
2
2
2
MPaxyyxyxII
mt
;569,0729,02
079,0517,0
2
079,0517,0
22
2
2
2
2
MPaxyyxyxII
mc
Tikrinamas įstrižųjų pjūvių atsparumas plyšių atsiradimui:
I-I pjūviui:
;0,1;0,139,22001,02,0
16
728,01
2,0
1
44
I
c
cp
mc
I
c imamaC
f
;16728,0
;5,1740,0
4
4
MPafMPa
MPafMPa
ctk
I
c
I
mc
ctk
I
c
I
mt
Išvada: Ištrižieji plyšiai neatsivers.
29
II-II pjūviui:
;16569,0
;5,1007,1
4
4
MPafMPa
MPafMPa
ctk
I
c
I
mc
ctk
I
c
II
mt
Išvada: Ištrižieji plyšiai neatsivers.
1.4.7. Plokštės įlinkio skaičiavimas
Pramoninio pastato perdangų plokščių įlinkį neriboja estetiniai reikalavimai. Plokštės įlinkis
apskaičiuojamas pagal formulę:
;
12
totrlsf
čia: totr
1 - suminis kreivis;
s=5/48 – dviatramei konstrukcijai, kada veikia išskirsytas krūvis;
Kai konstrukcijoje atsiveria normaliai plyšiai, sumininis kreivis apskaičiuojamas pagal formule:
4321
11111
rrrrr tot
Kadangi tempiamoje zonoje atsiveria plyšiai, tuomet 1/r1 ir 1/r2 priimame lygius 0.
3
1
r - kreivis nuo ilgailaikio nuolatinių ir tariamai nuolatinių apkrovų poveikio:
;
1
113 ss
stot
cf
c
ss
s
AEd
N
EdbAEzd
M
r
čia: z – atstumas nuo tempiamos armatūros svorio centro iki gniuždomos zonos atstojamosios
centro. z=0,519 m;
M – momentas nuo išorinių apkrovų. M=34,22 kNm;
d – gniuždomos zonos aukštis, d=0,620 m;
c – koeficientas, kuris įvertina kraštinio gniuždomojo betono sluoksnio deformacijų
netolygumą ir yra lygus: sunkiojo, smulkiagrūdžio ir lengvojo betono aukštesnės nei
LC12/13 klasės – 0,9;
s – koeficientas, kuris įvertina tempiamojo betono darbą ruožuose su plyšiais ir
apskaičiuojamas pagal formulę:
30
;45,0
18,15,3
0,10,1*8,0
deψ
2
tots,m
2
mmlss
11,25
1,83,5
11,25
čia: ls – koeficientas, lemiantis ilgalaikių apkrovų veikimą. Ilgalaikėms apkrovos 0,8;
;0,10,179,10411,003422,0
00823,05,1
MM
Wf
m
rpr
plctk
m
;10,4103,0438,071,83)(M 2 kNmreP op rp
Tuomet:
;0014,01001,11095,1
45,0
62,0
08371,0
15,0100,362,015,0616,0656,0
9,0
1001,11095,1
45,0
519,062,0
05891,01
1
45
445
3
m
r
4
1
r - kreivis dėl elemento išlinkio, kurį sukelia betono susitraukimas ir valkšnumas nuo
išankstinio apspaudimo jėgos Pm,0, apskaičiuojamas pagal formulę:
dr
c2c1
4
1
;
čia: c2c1, – betono santykinės deformacijos, kurias sukelia betono susitraukimas ir
valkšnumas nuo išankstinio apspaudimo jėgos Pm,0 , ir apskaičiuojamos atitinkamai
išilginės tempiamosios armatūros masės centro lygyje ir kraštiniame gniuždomojo betono
sluoksnyje pagal formules:
;102,51095,1
45,484092,12 4
5
s
c1
c1
s
losloslos
E
E
0s
c2c2
E
, nes:
052,1018,0
438,0082371,0
162,0
082371,0
,
22c2
MPa
W
eP
A
P
tred
op
red
, įtempių nuostoliai
įtemptoje armatūroje (tarytum toje vietoje ji būtų) dėl betono susitraukimo ir valkšnumo lygūs 0.
Tuomet:
;100,862,0
102,51 44
c1
4
dr
31
Suminis briaunų kreivumas:
;1061,01080014,00011111 34
4321
rrrrr tot
Plokštės išilginių briaunų įlinkis:
;025,00048,01061,0685,848
51lim
422 mfmr
lsftot
2. Įtemptojo gelžbetonio dvišlaitės sijos projektavimas
Dvišlaitė sija projektuojama iš C30/37 stiprumo klasės betono. Jai naudojama iš anksto
įtempti lynai, kurių stiprumo klasė Y1860C.
2.1 lentelė. Stogo apkrovos
Apkrovų rūšys Charakteristinės
apkrovos, kN/m2
Dalinis
koeficientas
- γ
Skaičiuojamosios
apkrovos, kN/m2
2 sl. ritininės dangos 0.05 1.35 0.07
Betono išlyginamasis sl. , 40 mm 0.80 1.35 1.08
Br. Perdangos plokštė, 650 mm 4,32 1.35 5.83
Nuolatinė 5,17 1.35 6.96
Laikina 1.2 1.30 1.56
Suminė 6.37 8.54
32
B
A
3 4 5 6
2.1 pav. Apkrovos dalis, kuri tenka sijai
1540
1610 1610 1610 1610 1610 1610
790
19360
161016101610161016101610
B
B B
BB
B
B
A
19400
20
400
2.2 pav. Stogo konstrukcijos pjūvis
2.2. Preliminarių sijos matmenų parinkimas
33
Sijos maksimalus aukštis – hmax=1,20 m;
Sijos minimalus aukštis – hmin=0,65 m;
Sieneles storis vidurinėje dalyje – b=0,08 m;
Sienelės storis ties atramomis – b=0,120 m;
Viršutinės lentynos plotis – b„f =0,32 m;
Viršutinės lentynos aukštis – h„f =0,16 m;
Apatinės lentynos plotis – bf =0,27 m;
Apatinės lentynos aukštis - hf =0,18;
Sijos ilgis – l =14,16 m;
Betono tūris - Vc=2,87 m3;
Sijos svoris – p = 7,181 t;
2.3. Sijos medžiagų skaičiuojamosios charakteristikos ir kiti duomenys
Betonas C30/37, Ecm=32×103 MPa, jo stipris apspaudimo armatūra metu fcp=0,7x30=21
MPa. Armatūrinė viela iš plieno, kurio markė Y1860C, kurios fpk= 1860 MPa, fp0,1k = 1600 MPa,
fp0,1d = 1390 MPa, Es = 205×103 MPa, euk =3,5%.
Armatūra įtempiama į atramas mechaniniu būdu. Betonas kietinamas šutinant. Viela į
atramas inkaruojama inventoriniais inkarais.
2.4. Apkrovų skaičiavimas
2.4.1. Nuolatinės apkrovos
Nuolatines apkrovas sudaro sijos savasis svoris ir stogo konstrukcija. Briaunotųjų
plokščių ir dangos apkrovos imamos kaip koncetruotos jėgos.
Sijos savojo svorio apkrovos:
;/85,635,1
;/07,516,14
81,71
..
.
..
.
..
mkNgl
Gg
mkNl
Gg
kss
ks
dss
ks
kss
Koncentruotos stogo elementų apkrovos:
;22,8735,160,64
;60,648,842,117,5
..
..
kNGg
kNlbGg
Gkstdst
plkstkst
2.4.2. Laikinos apkrovos
Laikinąją apkrova sudaro sniego apkrova. Sniego apkrova sijai perduodama kaip
koncentruota apkrova:
34
;49,193,100,15
;00,158,842,12,1
..
..
kNQq
kNlbQq
Qksndsn
plksnksn
2.5. Įrąžų skaičiavimas
Sijos skaičiuojamoji schema pateikta 2.3 pav. Jos skaičiuojamojo tarpsnio ilgis imamas
lygus atstumui tarp inkarinių varžtų, t.y.:
;7,1315,04,022,14 mlsk
B
B B
B
B
B
AB
0 1 x 2
2.3 pav. Sijos skaičiuojamoji schema
Atstumas nuo sijos atramos iki jos pavojingojo normalinio pjūvio X-X (žr. 5.3 pav.) nustatomas
iš formulės:
;19,57,1359,0)159,0(59,0)1( 0 mlaaax
čia: ;59,065,02,1
65,05,05,0
minmax
min
hh
ha
2.2 lentelė. Lenkimo momentų ir skersinių jėgų skaičiavimo rezultatai
Būvis Momentų reikšmės, kNm Skersinių jėgų reikšmės, kN
0-0 1-1 2-2 x-x 0-0 1-1 2-2 x-x
Saugos 0 273,28 1893,40 1771,23 515,92 512,28 0 167,76
Tinkamumo 0 208,15 1442,30 1349,21 392,93 390,23 0 127,85
35
2.6. Išankstinis sijos išilginės armatūros parinkimas
Išilginė Asp armatūra apskaičiuojama pagal X-X pjūvyje veikiančias įrąžas (žr. 2.2 lent.).
Tikrasis sijos skerspjūvis pakeičiamas ekvivalentišku dvitėjiniu, kurio matmenys yra tokie:
b=0,08 m; b‘f =0,32 m; bf =0,27 m; h‘f =0,16 m; hf=0,18.
Sijos aukštis: ;068,1 mhx
2.4. pav. Sijos normalinio X-X pjūvio stiprumo apskaičiavimo schema.
a – ekvivalentinis skerspjūvis; b – pjūvio įtempimų būvio schema
Imama asp=0,10 m; a’s= 0,03 m. Tuomet dx= hx-asp=1,068-0,10=0,968 m;
Pradinius armatūros įtempius priimame:
;112016007,07,0 1,0 MPaf kpp
Tikrinamas ar teisingai užsiduotas išankstinis įtempimas:
;4801064561120;3,0
;16001176561120;
1,0 MPaMPafp
MPaMPafp
kpp
pkp
čia: ,05,0 pp kai armatūra įtempiama mechaniškai.
Įvertinamas armatūros išankstinio įtempimo tikslumo koeficientas sp:
1,1;0,11
0,9;0,1-1
Δ1
sp
sp
spsp
;
čia: spΔ - kai armatūra įtempiama mechaniniu būdu, p reikšmė laikoma lygi 0,1;
Minusas (-), nes išankstinis įtempimas konstrukcijai sukelia palankią įtaką;
36
Pliusas (+), nes išankstinis įtempimas konstrukcijai sukelia nepalankią įtaką (tikrinant
viršutinio krašto pleišėtumą gamybos stadijoje.
Tuomet:
;0,100811209,013029,0 MPap
Apytikriai įvertiname nusistovėjusius įtempius. Priimu, jog pirminiai ir antriniai armatūros
įtempimo nuostoliai lygūs 100 MPa. Tuomet:
;0,90810010081002 MPapp
Elemento gniuždomosios zonos santykinis ribinis aukštis lim :
;433,00,706
500
882
0,706
ω
σ
σ
ωξ
1,111
1,111
limsc,
lims,
lim
čia: – betono gniuždomosios zonos charakteristika, ;706,0f85,0ω cd0,008
s,lim – armatūros įtempiai, MPa, atsižvelgiant į armatūros takumo ribą:
,8829084001390σfσ MPa p2p0,1dlims, 400 kai naudojama stiprioji viela
arba lynai;
sc,lim – gniuždomosios zonos armatūros ribiniai įtempiai. Kai konstrukcijos gaminamos
iš sunkiojo, smulkiagrūdžio ir lengvojo betono – sc,lim = 500 MPa.
Priimame, kad gniuždoma zona bus lentynoje. Tuomet:
;328,0968,032,01018
23,1771232'
dbf
M
fcd
x
;161,40401,0968,0414,0
;01,11433,0
414,02)115,1(15,112)1(
;
;414,0328,0211211
'
0
lim
6
lim
cmhcmmhxf
s
Pastaba: Gniuždoma zona bus sienutėje.
37
;1003,9
10139001,1
101816,008,032,0968,008,0414,0''
24
3
3
1,06
0
m
f
fhbbhbA
dcs
cd
ffsp
Iš sortimento parenkama 8Ø15 mm Y1860S klasės armatūrinė viela, kurios Asp=11,33 cm2.
2.5. pav. Armatūros išdėstymas sijos apatinėje juostoje
Kita armatūra.
Viršutinėje juostoje numatyta neįtempta išilginė armatūra 4 Ø10 S400 klasės strypai, kurių
bendras plotas A„s=3,14 cm2. Apsauginis betono sluoksnis a‟s =0,03 m;
2.7. Sijos skerspjūvio geometrinės charakteristikos
2.3 lentelė. Sijos pjūvių geometrinės charakteristikos
Skaičiuojamieji
dydžiai Matavimo vnt.
Skaičiuojamųjų dydžių reikšmės sijos pjūviuose
0-0 1-1 2-2 X-X
0,25+x m 0,25 0,80 7,1 5,44
hx m 0,669 0,712 1,2 1,068
b m 0,27 0,12 0,08 0,08
b‘f m 0,32 0,32 0,32 0,32
h‘f m 0,17 0,16 0,16 0,16
bf m - 0,27 0,27 0,27
hf m - 0,18 0,18 0,18
Ared m2
0,2044 0,15341 0,1904 0,1670
38
Sred m3
0,07157 0,05868 0,1246 0,09299
yred m 0,350 0,383 0,655 0,557
hx-yred m 0,319 0,329 0,545 0,511
Ired m4
0,00827 0,00885 0,03667 0,02485
Wred m3
0,02362 0,02313 0,05601 0,04463
W‘red m3 0,02594 0,02686 0,06726 0,04861
r‘ m 0,127 0,175 0,353 0,291
r m 0,116 0,150 0,294 0,267
Wpl m3
0,03544 0,0347 0,08401 0,0669
W‘pl m3 0,03243 0,03357 0,08407 0,06076
2.8. Išankstiniai armatūros įtempimai ir jų nuostoliai
Armatūra įtempiama į atramas mechaniniu būdu. Betonas kietinamas šutinant. Armatūros
lynai į atramas inkaruojamos inventoriniais inkarais.
PJŪVIS X-X
Pirminiai nuostoliai
Armatūros išankstinių įtempių nuostoliai dėl relaksacijos bus:
;91,3810081,01600
100822,01,022,01 MPa
flos
p
p0,1k
p
Nuostoliai nuo temperatūrų skirtumo tarp atramų ir betono, kai Δt=65°C:
;0,65650,10,12 MPaTlos
Nuostoliai nuo tempimo įrenginių inkarų deformacijų:
;48,431005,216500
50,3 53 MPaEl
lslos
čia: lΔ - kadangi naudojami inventoriniai inkarai, tuomet
.50,31515,025,115,025,1Δ mmmml
l – įtempiamo strypo ilgis (atstumas tarp atsparų išorinių pusių), mm.
Kadangi įtemptoji armatūra neatlenkiama, nuostolių dėl trinties nebus, t. y. 04 los . Įtempių
nuostolių nebus ir dėl formų deformacijų, t. y. .05 los
Betono apspaudimo jėga po pirmųjų armatūros įtempių nuostolių iki ją atleidžiant bus:
;68,98348,430,6591,380,10081033,11 4
211 kNAP psp
3
Įtemptosios armatūros ekscentricitetas redukuoto skerspjūvio centro atžvilgiu:
39
;457,010,0557,0,0 maye spcp
fcp – charakteristinis kubinis betono stipris armatūros atleidimo metu. Priimame, kad
betono stipris atleidimo metu bus 0,8fck=0,80×30=24 MPa. Tokiu būdu,
Nuostoliai nuo greitai pasireiškiančio betono valkšnumo apskaičiuojami pagal STR. [9]
lentelės 6 p. Tuo tikslu apskaičiuojame įtempius betone nuo apspaudimo armatūra ir lenkimo
momento nuo savojo svorio X-X pjūvyje, kuris bus:
MNmlllgM xxssxxs 1120,019,57,1319,507,55,05,0 ,,
Įtempimai betone ties apatine iš anksto įtemptąja armatūra:
;10,1202485,0
457,0)1112,0457,01068,983(
167,0
1068,983)( 3
3
,,01
1
1, MPaI
ayMeP
A
P
red
spc
ssp
red
cp
Nuostoliai dėl greitai pasireiškiančio betono valkšnumo:
Kadangi ;8,0504,024
10,121
cp
cp
ftuomet ;504,0
;14,17504,04085,0401,6 MPa
fcp
cplos
čia: - koefincentas, įvertinantis betono kietėjimą. Kai betonas šildomas, .85,0
Tokiu būdu pirminiai įtempimo nuostoliai bus:
MPa
MPa
lospsp
los
47,84153,1661008
.53,16614,1948,430,6591,38
11
1
Betono apspaudimo jėga, atmetus visus pirminius armatūros įtempimo nuostolius:
;9534,047,8411033,11 4
11 MNAP spsp
Antriniai nuostoliai
Nuostoliai dėl sunkiojo C30/37 klasės betono susitraukimo, kai betonas šildomas esant
atmosferiniam slėgiui yra - ;508 MPalos
Antriniai nuostoliai dėl betono valkšnumo:
Apskaičiuojant armatūros įtempimo nuostolius dėl valkšnumo, reikia žinoti įtempius betone
ties Asp armatūra, atmetus nuostolius pagal STR. [9] lentelės 1–6 poz., t. y. pagal apspaudimo
40
jėgą Pm.I, apskaičiuojant panašiai kaip ir 1,cp .
Lenkimo momentas pjūvyje X-X, sukeltas sijos savojo svorio, kai sija sandėlyje (žr. 8.1 pav.):
;18,8419,58,07,1319,57,1307,55,0)(5,0' 22
,, kNmlllllgM xfxssxxs
B
B B
B
B
B
2.6 pav. Sijos skaičiuojamoji schema gamybos stadijoje
Išankstiniai įtempiai betone armatūros lygyje, sukelti apgniuždymo, įvertinus pirminius
nuostolius
;17,1202485,0
457,0)1018,84457,09534,0(
167,0
9534,0)( 3
,,01
1
2, MPaI
ayMeP
A
P
red
spc
ssp
red
cp
Tuome
t, nuostoliai dėl betono valkšnumo:
;67,6424
17,1285,0150150
2,9 MPafcp
cplos
Išankstiniai įtempiai armatūroje, įvertinus suminius nuostolius:
;80,72667,645053,16610082,12 MPalospsp
Apspaudimo jėga, atmetus visus armatūros išankstinio įtempimo nuostolius bus:
;8235,080,7261033,11 4
22 MNAP spsp
PJŪVIS 1-1
Pirminiai nuostoliai
Betono apspaudimo jėga po pirmųjų armatūros įtempių nuostolių iki ją atleidžiant bus:
;68,98348,430,6591,380,10081033,11 4
211 kNAP psp
3
41
Įtemptosios armatūros ekscentricitetas redukuoto skerspjūvio centro atžvilgiu:
;283,010,0383,0,0 maye spcp
Nuostoliai nuo greitai pasireiškiančio betono valkšnumo apskaičiuojami pagal STR. [9]
lentelės 6 p. Tuo tikslu apskaičiuojame įtempius betone nuo apspaudimo armatūra ir lenkimo
momento nuo savojo svorio 1-1 pjūvyje, kuris bus:
MNmlllgM xxssxxs 01833,055,07,1355,007,55,05,0 ,,
Įtempimai betone ties apatine iš anksto įtemptąja armatūra:
;73,1400885,0
283,0)01833,0283,01068,983(
15341,0
1068,983)( 3
3
,,01
1
1, MPaI
ayMeP
A
P
red
spc
ssp
red
cp
Nuostoliai dėl greitai pasireiškiančio betono valkšnumo:
Kadangi ;8,0614,024
73,141
cp
cp
f
;87,20614,04085,0401,6 MPa
fcp
cplos
čia: - koefincentas, įvertinantis betono kietėjimą. Kai betonas šildomas, .85,0
Tokiu būdu pirminiai įtempimo nuostoliai bus:
MPa
MPa
lospsp
los
74,83926,1681008
.26,16887,2048,430,6591,38
11
1
Betono apspaudimo jėga, atmetus visus pirminius armatūros įtempimo nuostolius:
;9514,074,8391033,11 4
11 MNAP spsp
Antriniai nuostoliai
;508 MPalos
Antriniai nuostoliai dėl betono valkšnumo:
Apskaičiuojant armatūros įtempimo nuostolius dėl valkšnumo, reikia žinoti įtempius betone
ties Asp armatūra, atmetus nuostolius pagal STR. [9] lentelės 1–6 poz., t. y. pagal apspaudimo
jėgą Pm.I, apskaičiuojant panašiai kaip ir 1,cp .
Lenkimo momentas pjūvyje 1-1, sukeltas sijos savojo svorio, kai sija sandėlyje (žr. 8.1 pav.):
42
;45,955,08,07,1355,07,1307,55,0)(5,0' 22
,, kNmlllllgM xfxssxxs
Išankstiniai įtempiai betone armatūros lygyje, sukelti apgniuždymo, įvertinus pirminius
nuostolius
;11,1500885,0
283,0)1045,9283,09514,0(
15341,0
9514,0)( 3
,,01
1
2, MPaI
ayMeP
A
P
red
spc
ssp
red
cp
Tuomet
, nuostoliai dėl betono valkšnumo:
;29,8024
11,1585,0150150
2,9 MPafcp
cplos
Išankstiniai įtempiai armatūroje, įvertinus suminius nuostolius:
;45,70929,805026,16810082,12 MPalospsp
Apspaudimo jėga, atmetus visus armatūros išankstinio įtempimo nuostolius bus:
;8038,045,7091033,11 4
22 MNAP spsp
PJŪVIS 0-0
Pirminiai nuostoliai
Betono apspaudimo jėga po pirmųjų armatūros įtempių nuostolių iki ją atleidžiant bus:
;68,98348,430,6591,380,10081033,11 4
211 kNAP psp
3
Įtemptosios armatūros ekscentricitetas redukuoto skerspjūvio centro atžvilgiu:
;250,010,0350,0,0 maye spcp
Nuostoliai nuo greitai pasireiškiančio betono valkšnumo apskaičiuojami pagal STR. [9]
lentelės 6 p. Tuo tikslu apskaičiuojame įtempius betone nuo apspaudimo armatūra ir lenkimo
momento nuo savojo svorio 0-0 pjūvyje, kuris bus:
MNmM xxs 0,
Įtempimai betone ties apatine iš anksto įtemptąja armatūra:
;25,1200885,0
250,0)0250,01068,983(
15341,0
1068,983)( 3
3
,,01
1
1, MPaI
ayMeP
A
P
red
spc
ssp
red
cp
Nuostoliai dėl greitai pasireiškiančio betono valkšnumo:
43
Kadangi ;8,051,024
25,121
cp
cp
f
;36,1751,04085,0401,6 MPa
fcp
cplos
čia: - koefincentas, įvertinantis betono kietėjimą. Kai betonas šildomas, .85,0
Tokiu būdu pirminiai įtempimo nuostoliai bus:
MPa
MPa
lospsp
los
25,84375,1641008
.75,16436,1748,430,6591,38
11
1
Betono apspaudimo jėga, atmetus visus pirminius armatūros įtempimo nuostolius:
;9554,025,8431033,11 4
11 MNAP spsp
Antriniai nuostoliai
;508 MPalos
Antriniai nuostoliai dėl betono valkšnumo:
Apskaičiuojant armatūros įtempimo nuostolius dėl valkšnumo, reikia žinoti įtempius betone
ties Asp armatūra, atmetus nuostolius pagal STR. [9] lentelės 1–6 poz., t. y. pagal apspaudimo
jėgą Pm.I, apskaičiuojant panašiai kaip ir 1,cp .
Lenkimo momentas pjūvyje 1-1, sukeltas sijos savojo svorio, kai sija sandėlyje (žr. 8.1 pav.):
;78,2708,07,1307,1307,55,0)(5,0' 22
,, kNmlllllgM xfxssxxs
Išankstiniai įtempiai betone armatūros lygyje, sukelti apgniuždymo, įvertinus pirminius
nuostolius
;09,1300827,0
25,0)1078,2725,0984,0(
2044,0
984,0)( 3
,,01
1
2, MPaI
ayMeP
A
P
red
spc
ssp
red
cp
Tuomet,
nuostoliai dėl betono valkšnumo:
;52,6924
09,1385,0150150
2,9 MPafcp
cplos
Išankstiniai įtempiai armatūroje, įvertinus suminius nuostolius:
;73,72852,695075,16410082,12 MPalospsp
44
Apspaudimo jėga, atmetus visus armatūros išankstinio įtempimo nuostolius bus:
;8257,073,7281033,11 4
22 MNAP spsp
2.9. Sijos skaičiavimas ikieksploatinėje stadijoje
2.9.1. Viršutinės zonos atsparumas pleišėjimui
Skaičiuojama pagal sijos sandėliavimo schema (žr. 2.7 pav.).
2.7 pav. Įtempių būvis plyštant S„ kraštui. a – X-X ; b – 1-1 pjūvyje
X-X pjūvis.
Apgniuždymo jėga, kai γsp=1,1>1:
;049,19534,01,11, MNAP ppspspIm
Įtempiai betone ties sijos apatiniu kraštu:
;51,1404463,0
11196,0457,0049,1
167,0
049,1,11,1,MPa
W
MeP
A
P
red
xxsopm
red
m
c
čia: ctkf - charakteristinis betono stipris tempiant ;
xxsM , - Lenkimo momentas pjūvyje X-X, sukeltas sijos savojo svorio, kai sija sandėlyje.
Tuomet:
995,0;1995,024
51,146,16,1
priimu
fck
c
Kadangi
;12152,006076,02
08863,01096,111267,0995,0457,0049,1)( 3
,11,
MNmWf
MreP
plctk
xxsopm
45
todėl viršutiniame sijos krašte plyšiai neatsivers.
1-1 pjūvis.
Lenkimo momentas pjūvyje 1-1, sukeltas sijos savojo svorio, kai sija sandėlyje.
;62,1
2
8,007,5
2
22
1,
11, kNmlg
Mss
s
Kadangi pjūvis yra įtempimų perdavimo zonoje, tai imama:
;6690,079,5361033,111,1 4
2,1, kNAP spspspIm
čia:
;79,536
901,0
225,08,047,841
1
111
2,1 MPal
ll
p
psp
sp
;225,025,0
;901,0015,02524
47,8411
11
1
mll
mdf
l
pp
p
cp
spp
p
Įtempiai betone ties sijos apatiniu kraštu:
;62,1202313,0
1062,1283,0669,0
15341,0
669,0 3,11,1,
MPaW
MeP
A
P
red
xxsopm
red
m
c
Kai 8,0526,024
62,12
cp
cp
f nuostoliai ;87,17526,04085,06 MPalos
;92,51887,1779,536' 2,1 MPasp
Tuomet:
;6467,092,5181033,111,1 4
2,1, MNAP spspspIm
Įtempiai betone ties sijos apatiniu kraštu:
;20,1202313,0
1062,1283,06467,0
15341,0
6467,0 3,11,1,
MPaW
MeP
A
P
red
xxsopm
red
m
c
1;19,0,128
20,126,16,1
priimu
fck
c
Kadangi
;067,003357,02
0876,01062,1150,01283,06467,0)( 3
,11,
MNmWf
MreP
plctk
xxsopm
46
todėl viršutiniame sijos krašte plyšiai atsivers. Jie mažina priešingo krašto atsparuma pleišėjimui.
Tai įvertina λ:
;03,0939,01912,0
9,05,11
9,05,1
m
čia: 4,1912,01033,111014,3
1033,11
329,0
383,044
4
2
sps
sp
red
red
AA
A
yh
y
0,1
45,0939,0
1062,1)175,0283,0(6467,0
03357,02
)'(
'3
11,11, sopm
plctp
mMreP
Wf
2.10. Sijos stiprumo apskaičiavimas eksploatacijos stadijoje
2.10.1. Stiprumas įstrižuose pjūviuose
2.10.1.1. Stiprumas skersinei jėgai
Skaičiuojamas įstrižasis pjūvis, kurio pradžia tempiamoje zonoje sutampa su 1-1
normaliniu pjūviu, t.y. su staigaus sienelės plonėjimo vieta (žr. 2.8 pav.). Čia b=0,12 m. Toliau
sienelė suplonėja iki 0,08 m.
B
B
2.8 pav. Įstrižųjų pjūvių stiprumo skaičiuojamoji schema
Pjūvio a-a pradžioje skersinė jėga Ved=512,28 kN. Betono tempiamasis stipris fctd=1,2 MPa;
Pavojingajame įstrižame 1-1 pjūvyje apgniuždymo jėga, kai
;3373,077,3301033,119,09,0 4
2,12 MNAP spspsp
čia:
;77,330
244,1
311,08,047,841
2
211
2,1 MPal
ll
p
psp
sp
47
;311,025,0
;244,1015,02524
13901
22
1,0
2
mll
mdf
fl
pp
p
cp
dpp
p
;5,0;5,0574,0612,008,02,1
3373,01,01,0 2
n
ctd
n priimamedbf
P
Apskaičiuojamas koeficientas įvertinantis gniuždomos lentynos įtaką:
,;56,016,0308,0'332,0' tuometmhbb ff
.5,1;5,10,25,05,011
;5,0,5,0588,0612,008,0
186,008,032,075,0
''75,0
imamaTuomet
imamahb
hbb
fn
f
o
f
ff
Įstrižojo pjūvio pabaiga yra ties koncentruotos jėgos VEd pridėties vieta, t.y. cL=1,17-0,55=0,60
m. Nustatoma, ar skersinę armatūra reikia skaičiuoti.
;0529,0612,008,02,1)5,01(6,01
135,060,0
612,008,02,15,015,11
3
22
4,
dbf
c
dbfV
ctdnc
L
ctdncctRd
Kadangi ;5123,0135,0, MNVMNV EdctRd reikalinga skersinė armatūra.
Įstrižojo pjūvio horizontalios projekcijos ilgis, įvertinus tgβ=0,0775,
;60,075,2
0775,05,125,16,0
5,12612,0
1 23
2
L
cnc
c
b ctg
dc
Imama cb=cL=0,80m ,ir tuomet randama,kad
;1896,02081,0 02
2
0
2, MNtgchbfc
tgchbfV bctdc
b
b
ctdccRd
Imama cRdV , 0,2081 MN.
Reikiamas skersinio armavimo intensyvumas:
;/0432,0
2741,0
60,02081,0
2081,05123,03
2
,
2
,mMN
bf
cV
VVctdc
bcRd
cRdEd
sw
Apskaičiuojamas pavojingojo pjūvio horizontaliosio projekcijos ilgis:
48
;/108,0
;/0273,02
;/739,0
;/288,0
2
1
1
2
1
2
mMNdkc
mMNtgdkb
mMNtgka
mMNbfk
sw
ctdc
;401,0;414,10775,021612,02
212401,0739,0
108,0739,02
0273,0
2
0273,0
22
1
2
1
11
2
11
1
mcimamam
tgdma
cabb
c
o
o
Patikslinamas ;/759,0401,0
2081,05123,0
1
,mMN
c
VV
o
cRdEd
sw
Sienutę numatoma armuoti dviem tinklais, kurių vertikalioji Ø12 S400 armatūra yra skersinė, o
išilginė Ø5 S240 – pagalbinė. Taigi dw=12 mm, n=2.
Skersinių strypų žingsnis:
;086,0759,0
1026,2290 4
mAf
ssw
swswd
;158,075,0
2
2max mV
dbfs
Ed
ctdc
Pagal konstravimo reikalavimus sijų galiniams ruožams (iki pirmojo sutelktojo krūvio, bet ne
mažiau kaip 1/4 tarpatramio ilgio), kai sijos h > 450 mm, sankabų žingsnis turi būti ne didesnis
nei h/3 ir 300 mm; viduriniuose sijų ruožuose sw turi būti ne didesnis nei 0,75h ir 500 mm. h/3 =
869/3 = 290 mm < 300 mm ir sw,max =0,158<0,50 m, todėl sw,max =0,158 m.
Taigi, imami 2Ø10 S400 kl. strypai žingsniu s=0,08 m (Asw=1,57 cm2) sijos kraštiniuose
ketvirtadaliuose. Likusios sijos tarpatramio dalyje imama 2Ø12 S400 kl. žingsniu s=0,15 m
Armatūros intensyvumas ;/437,015,0
1026,2290 4
mMNs
Af
sw
swswd
sw
Tikrinamas b-b įtrižojo pjūvio, kuris prasideda už 2,95 m nuo sijos galo (žr. 10.1 pav.),
stiprumas. Skerspjūvio darbo aukštis db=0,780 m. Skersinė jėga, veikianti pjūvio pradžioje
VEd,b=287,45 kN.
Čia, kaip ir a-a pjūvyje, imama 5,11 fn . Apgniuždymo jėga:
49
;741,08,7261033,119,09,0 4
22 MNAP spspspsp
Pavojingojo b-b įstrižojo pjūvio horinzontali projekcija:
;60,1
;56,12
;633,0437,0
78,008,02,15,12
0
20
22
2
0
mcc
mdc
mdbf
csw
bctdc
Tikrinama sąlyga:
;553,0633,0
78,008,02,15,12633,0437,0287,0
22
20, MNc
dbfcV b
ctdcswbEd
Iš sąlygos pjūvio stiprumas pakankamas.
Tikrinama sąlyga a-a pjūvyje:
;3,0 011, hbfV cdcwbEd
čia 1w įvertina teigiamą skersinės armatūros įtaką sienelės stiprumui:
;3,1707,00202,0751511 ww
čia ;0202,015,008,0
1023,2 4
w
sw
wsb
A .7
;82,01801,0111 cdc f
.612,0 md
Sijos sienelė nesuirs, nes ;92,1612,01882,0707,03,0287,0 max, MNmVV RdEd
2.10.1.2. Stiprumas lenkimo momentui
Elementų stiprumas lenkimo momentui įstrižajame pjūvyje yra pakankamas, jeigu
armatūros įtempimų perdavimo zonos gale esantis c-c pjūvis yra atsparus pleišėjimui. Čia
veikiantis lenkimo momentas, sukelta visų apkrovų, ir laikant, kad ruože lp nėra išorinių apkrovų.
;4517,0)25,0225,0901,0(5159,010, MNmellVM ppEd
Tikrinama c-c pjūvio atsparumo pleišėjimui sąlyga:
1)'(2 rePWfMM opplctdcrc
50
Šio pjūvio geometrinės charakteristikos atitinka 1-1 pjūvio reikšmes. Apgniuždymo jėga
.68,98351
1MPaP Įtempiai betone ties armatūra:
;84,1400885,0
283,09534,0
15341,0
9534,0 225151
111 MPa
I
eP
A
P
red
op
red
cp
Nuostoliai dėl greitai pasireiškiančio betono valkšnumo:
Kadangi ;8,0618,024
84,141
cp
cp
f
;03,21618,04085,0401,
6 MPafcp
cp
Tokiu būdu pirminiai įtempimo nuostoliai bus:
.42,16803,2148,430,6591,381 MPap
Betono apspaudimo jėga, atmetus visus pirminius armatūros įtempimo nuostolius:
;9512,054,18810081033,11 4
1
61
1 MNAP ppsp
Kai ;75,0593,024
22,141
cp
cp
f
,nuostoliai dėl betono valkšnumo:
;56,75593,085,0150'
1501,
9 MPafcp
cp
Išankstiniai įtempiai armatūroje, įvertinus suminius nuostolius:
;02,76498,2431008,2 MPacompspsp
Apspaudimo jėga, atmetus visus armatūros išankstinio įtempimo nuostolius bus:
;8656,002,7641033,11 4
22 MNAP spsp
Įtempiai betone ties armatūros viršutiniu kraštu:
;76,1402686,0
283,08656,0502,0
15341,0
8656,0
'
22 MPaW
ePM
A
P
red
op
red
c
.178,0
18
76,146,16,1
cd
c
f
Kadangi sijos viršutiniame krašte atsiveria normaliniai plyšiai, todėl juos įvertiname koef.
.03,0 Įstrižojo pjūvio stiprumas lenkimo momentui nepakankamas, nes:
.393,003,01)175,078,0286,0(8656,00347,022,14517,0 MNmMM crc
todėl būtina iš anksto įtemptą armatūra inkaruoti ne į betoną, o inkarus, esančius sijos gale.
51
2.11. Sijos apskaičiavimas eksploatacijos stadijoje tinkamumo ribiniam būviui
2.11.1. Atsparumas normaliniams plyšiams
Normaliniai plyšiai sijos apatiniame krašte neatsiras, jei bus tenkima sąlyga:
.1)'( 22 rePWfMM opplctkcrc
2.9 pav. Įtempimų būvis skaičiuojant normalinių plyšių atsivėtimą X-X pjūvyje
X-X pjūvis. Čia 304861,0' mW red
Apgniuždymo jėga:
;823,022 MNAP spspsp
Įtempiai betone ties sijos apatiniu kraštu:
;95,2404861,0
457,0823,01021,1349
167,0
823,0
'
3222 MPa
W
ePM
A
P
red
op
red
c
Tuomet:
;1561,030
95,246,16,1
ck
c
f
Kadangi
;052,2.03,01)291,0561,0457,0(823,00667,0241021,1349 3 MNmMM crc
todėl normaliniai plyšiai sijos krašte atsivers.
Kadangi sijai keliami 3-iosios pleišėtumo kategorijos reikalavimai, tai plyšių atsiradimas
leidžiamas. Tačiau jų plotis yra ribojamas, kurį reikia apskaičiuoti.
52
1-1 pjūvis.
Kadangi pjūvis yra įtempimų perdavimo zonoje, tai apgniuždymo jėga:
;917,047,7461033,111 4
22 MNAP spspsp
Įtempiai betone ties sijos apatiniu kraštu:
;06,402686,0
283,0917,01015,208
15341,0
917,0
'
3222 MPa
W
ePM
A
P
red
op
red
c
Tuomet:
0,1;143,130
06,46,16,1
priimu
fck
c
Kadangi
;22,1.03,01)175,01283,0(917,00347,024208,0 MNmMM crc todėl
normaliniai plyšiai sijos krašte neatsivers.
2.11.2. Sijos įlinkio skaičiavimas
Kreivumo skaičiavimas
Sijos įlinkis nustatomas pagal jos ašies kreivumus (1/r), apskaičiuotus naudojantis statybinės
mechanikos formulėmis.
Kai konstrukcijoje atsiveria normaliai plyšiai, sumininis kreivis apskaičiuojamas pagal formule:
4321
11111
rrrrr tot
Pjūvis X-X
Kadangi tempiamoje zonoje atsiveria plyšiai, tuomet 1/r1 ir 1/r2 priimame lygius 0.
3
1
r - kreivis nuo ilgailaikio nuolatinių ir tariamai nuolatinių apkrovų poveikio:
;
1
1013 ss
stot
cf
c
ss
s
AEd
N
EhbAEzd
M
r
čia: z – atstumas nuo tempiamos armatūros svorio centro iki gniuždomos zonos atstojamosios
centro. z=0,838 m;
M – momentas nuo išorinių apkrovų. M=1,349 MNm;
53
d – gniuždomos zonos aukštis, d=0,968 m;
c – koeficientas, kuris įvertina kraštinio gniuždomojo betono sluoksnio deformacijų
netolygumą ir yra lygus: sunkiojo, smulkiagrūdžio ir lengvojo betono aukštesnės nei
LC12/13 klasės – 0,9;
s – koeficientas, kuris įvertina tempiamojo betono darbą ruožuose su plyšiais ir
apskaičiuojamas pagal formulę:
852,0
968,0/327,1
218,0218,08,0
heψ
0
0,2181,83,5
11,25
1,83,5
11,25
2
tots,m
2
mmlss
čia: ls – koeficientas, lemiantis ilgalaikių apkrovų veikimą. Ilgalaikėms apkrovos 0,8;
;0,1218,0736,0349,1
0669,02
MM
Wf
rpr
plctk
m
Tuomet:
;0063,01033,111005,2
852,0
968,0
017,1
15,0102,3968,008,0414,0590,0
9,0
1033,111005,2
852,0
838,0968,0
349,11
1
45
445
3
m
r
4
1
r - kreivis dėl elemento išlinkio, kurį sukelia betono susitraukimas ir valkšnumas nuo
išankstinio apspaudimo jėgos P2, apskaičiuojamas pagal formulę:
dr
c2c1
4
1
;
čia: c2c1, – betono santykinės deformacijos, kurias sukelia betono susitraukimas ir
valkšnumas nuo išankstinio apspaudimo jėgos P2 , ir apskaičiuojamos atitinkamai
išilginės tempiamosios armatūros masės centro lygyje ir kraštiniame gniuždomojo betono
sluoksnyje pagal formules:
;00065,01005,2
67,645094,175
s
c1
c1
s
losloslos
E
E
0s
c2c2
E
, nes:
54
032,404463,0
457,0049,1
167,0
049,1
,
22c2
MPa
W
eP
A
P
tred
op
red
, įtempių nuostoliai
įtemptoje armatūroje (tarytum toje vietoje ji būtų) dėl betono susitraukimo ir valkšnumo lygūs 0.
Tuomet:
;107,6968,0
00065,01 14c1
4
m
dr
Suminis briaunų kreivumas:
;106,5107,60063,00011111 34
4321
rrrrr tot
Pjūvis 2-2
Kadangi tempiamoje zonoje atsiveria plyšiai, tuomet 1/r1 ir 1/r2 priimame lygius 0.
;
1
1013 ss
stot
cf
c
ss
s
AEd
N
EhbAEzd
M
r
;814,0
1,1/375,1
238,0238,08,0
heψ
0
0,2381,83,5
11,25
1,83,5
11,25
2
tots,m
2
mmlss
;0,1238,0736,0442,1
08401,02
MM
Wf
rpr
plctk
m
Tuomet:
;0043,01033,111005,2
814,0
1,1
049,1,0
15,0102,31,108,0414,0520,0
9,0
1033,111005,2
814,0
995,01,1
442,11
1
45
445
3
m
r
4
1
r - kreivis dėl elemento išlinkio, kurį sukelia betono susitraukimas ir valkšnumas nuo
išankstinio apspaudimo jėgos P2, apskaičiuojamas pagal formulę:
dr
c2c1
4
1
;
čia: c2c1, – betono santykinės deformacijos, kurias sukelia betono susitraukimas ir
valkšnumas nuo išankstinio apspaudimo jėgos P2 , ir apskaičiuojamos atitinkamai
55
išilginės tempiamosios armatūros masės centro lygyje ir kraštiniame gniuždomojo betono
sluoksnyje pagal formules:
;00065,0s
c1
c1
s
losloslos
E
E
0s
c2c2
E
;
;00059,01,1
00065,01 1c1
4
m
dr
Suminis pjūvio 2-2 kreivumas:
;107,3109,50043,00011111 34
4321
rrrrr tot
Pjūvis 1-1
Pjūvyje 1-1 neatsiveria normaliniai plyšiai, todėl kreivio skaičiavimo metodika skiriasi nuo
anksčiau nagrinėtų pjūvių skaičiavimo. Suminis kreivis:
4321
11111
rrrrr tot
;
čia: 1
1
r – kreivis nuo kintamųjų poveikių (trumpalaikės dalies), apskaičiuojamas pagal
kintamąją apkrovą, padaugintą iš 0,3;
2
1
r – kreivis nuo nuolatinių ir tariamai nuolatinių poveikių pagal 6.10b [9.5] derinį,
neįvertinant išankstinio apspaudimo armatūra.
;1086,000885,0103285,0
20815,01 13
3
effeffc11
m
IE
M
r
;1073,100885,03200085,0
220815,01 13
effeffc1
c2
2
m
IE
M
r
;1094,000885,0103285,0
283,08038,01 13
3
effeffc1
0p22
3
m
IE
eP
r
;1061,2283,0
10737,01 133
c2c1
4
m
dr
56
;10737,0205000
29,805087,20 13
s
c1
c1
mE
.1096,01061,294,073,186,011111 133
4321
m
rrrrr tot
Pjūvis 0-0
Pjūvyje 0-0 neatsiveria normaliniai plyšiai. Suminis kreivis:
4321
11111
rrrrr tot
;
Kadangi pjūvyje 0-0 M=0, todėl 21
11
rir
rlygūs 0.
čia:
;1092,000827,0103285,0
25,08257,01 13
3
effeffc1
0p22
3
m
IE
eP
r
;1057,21 13c2c1
4
m
dr
.1049,31057,292,00011111 133
4321
m
rrrrr tot
B
B B
B
B
B
B B
B B
B B
B
B
B
B
BB
B B
2.10 pav. Kintamo skerspjūvio sijos kreivumo diagrama
57
Sijos įlinkis
Kintamo skerspjūvio sijos įlinkis apskaičiuojamas pagal formulę:
.060,0235
2,14
235
0228,0107,3273)1096,0(21006,526)1018,1(2712
7,13
123
116
11
12
lim
3333
2
2
1
1 ,,,0,0
2
2 2
ml
fm
rn
rri
rrn
lf
mi lirilr
n
Įlinkis neviršija leistinojo. Sija tenkina tinkamumo ribiniam būviui keliamus reikalavimus.
58
LITERATŪRA:
1. STR 2.05.04:2003 „Poveikiai ir apkrovos“.
2. STR 2.05.05:2005 „Betoninių ir gelžbetoninių konstrukcijų projektavimas“.
3. Valikonis, V. Venckevičius. Gelžbetoninių konstrukcijų projektavimas. Metodiniai
nurodymai. Kaunas, 1987.
4. V. Venckevičius. Įtemptojo gelžbetonio sijų projektavimas. Metodiniai nurodymai.
Kaunas, „KTU”, 1990.
5. Stogo dangų konstrukcija. – [žiūrėta 2010-10-20]. Prieiga per internetą:
http://www.paroc.lt