Предварительное напряжение двутавровых балок

Так как отношение моментов сопротивления равно отношению площадей сечения в степени 3/г, то увеличение несущей способности балки, например, на 30% потребует увеличения площади сечения двутавра.

Расход проволоки около 4-5%, следовательно, от предварительного напряжения получается около 15% экономии в расходе металла при уменьшенной строительной высоте конструкции. Случай приложения предварительного напряжения ниже нижнего пояса. Значительно больший эффект получается при расположении троса вне плоскости нижнего пояса.

Уже при расположении троса на расстоянии от оси балки в 2-3 высоты увеличение несущей способности достигает 70-80%. Следуя приведенной выше методике, можно найти величины для различных расстояний троса от оси балок, при которых предварительное напряжение дает наибольший эффект, и величину этого эффекта.

Анализ показывает, что с удалением троса от оси балки наивыгоднейшая форма балки приближается к форме с равным распределением материала между стенкой и полками.

С увеличением расстояния затяжки от оси балки резко снижается площадь сечения затяжки, доходя до 1% и менее. В системах с затяжками при определении величины предварительного напряжения необходимо учитывать самонапряжение затяжки при появлении нагрузки. Конструктивное оформление систем балки-затяжки целесообразно в виде шпренгельной балки со стойками или решеткой.

Балочные предварительно напряженные конструкции нашли применение в мостостроении. Для моста через канал в Неккаре применено пролетное строение, из сплошных балок с тросом, идущим вдоль всего нижнего пояса. Пролет моста 34 м, площадь сечения тросов около 13% от площади сечения балок. Экономия металла по предварительным подсчетам составила 21%.

Мост у Монтабара в Германии имеет три пролета, перекрытых неразрезными сплошностенчатыми балками.