Неразрезные балки, предварительно-напряженные затяжками
|
Затяжки в неразрезных балках размещают в зонах растягивающих напряжений: в пролетах вдоль нижних поясов, на опорах вдоль верхних поясов (рис. 6.1,а). Затяжки могут быть непрерывными, переходя от нижнего пояса к верхнему (рис. 6.1,б). Однако такое устройство затяжек усложняет конструкцию и натяжение затяжки, поэтому чаще ставят отдельные, прямолинейные затяжки. Рассмотрим для примера двухпролетную балку с равными пролетами, предварительно-напрягаемую тремя затяжками: двумя в пролетах и одной затяжкой над средней опорой (рис. 6.2,а). Нагрузка на балку распределяется равномерно.   Рассчитывая балку обычным способом без учета работы затяжек, получаем эпюру моментов от нагрузки (рис. 6.2,б). Далее рассчитываем двухпролетную балку на действие усилий предварительного напряжения в затяжках в пролете Xп и на опоре Xо. Получаем соответствующие эпюры моментов и нормальных сил (рис. 6.2,в). Предположим, что затяжки натягиваются одновременно усилиями Xп и Xо до приложения нагрузки. В первом приближении усилиями Xп и Xо можно задаться так, чтобы изгибающие моменты, вызываемые ими в местах анкеровки затяжек, составляли: в пролете 25—30% максимально изгибающего момента от нагрузки в пролете, 40—50% —на опоре:  Далее определяются усилия самонапряжения в затяжках от действия нагрузки Р. За основную систему принимается неразрезная балка с двумя неизвестными усилиями в затяжках Xп1 и Xо1 (рис. 6.2 г, д). Канонические уравнения имеют вид:  Перемещения δik вычисляются перемножением эпюр, изображенных на рис. 6,2, г, д, перемещения δiР — перемножением эпюр на рис. 6.1,б и на рис. 6.2, г и д. Расчетные изгибающие моменты складываются из моментов от нагрузки Mp, усилий предварительного напряжения Хп и Xо и усилий При подборе сечений учитываются в затяжках. Длина затяжек устанавливается по эпюре моментов от нагрузки так, чтобы в месте обрыва затяжки сечение балки без затяжки могло воспринимать действующий момент. В двухпролетных балках можно получить наибольший эффект от предварительного напряжения постановкой одной прямолинейной затяжки над опорой. Однако в балках постоянного сечения выравнять напряжения в пролетных и в опорном сечениях натяжением затяжки невозможно. Решающим всегда будет напряжение в нижнем поясе опорного сечения. Экономия металла может составить 5—6%.  Значительную экономию металла (до 33%) можно получить при проектировании двухпролетной балки с одной затяжкой над опорой и с разными сечениями в пролете и над опорой: симметричное сечение в пролете (с моментом инерции Iпр) и несимметричное над опорой (с моментом инерции Iоп) в пределах длины затяжки (рис. 6.3). Проверка. Напряжения в экстремальных сечениях балки проверяют по формулам:   Из расчета двухпролетной балки переменного сечения найдены формулы для определения усилий самонапряжения в затяжке при разных загружениях, а из условия равенства максимальных напряжений в пролете и на опоре получены оптимальные усилия предварительного напряжения в затяжке. |
