Развивающееся в них усилие, сжимает стержень до напряжения с В дальнейшем такой комбинированный элемент можно загружать силой, дающей напряжение, равное сумме напряжения предварительного сжатия с и расчетного напряжения растяжения. Это и определяет размер экономии стали.
Площадь комбинированного предварительно напряженного элемента и меньше площади элемента из обычной стали. Равенство показывает, что площадь сечения комбинированного предварительно напряженного стержня меньше площади ненапряженного стержня.
Полученная экономия в площади сечения не зависит от р., т. е. от допускаемого напряжения на проволоку т. Величина возможного для проволоки напряжения влияет лишь на процентное отношение площади проволоки к площади предварительно напряженного стержня.
Стоимость 1 г высокопрочной проволоки около 2 000 руб.- примерно в 3 раза выше стоимости обычного проката. Принимая отношение стоимости проволоки проката равным 3 : 1, получим стоимость предварительно напряженного комбинированного элемента. Если в качестве напрягающего элемента принимается трос, то необходимо учитывать разницу в величинах модулей упругости.
За рубежом и в нашей стране появились мосты с пролетными строениями в виде стальных предварительно напряженных сплошностенчатых балок.
Представляет интерес анализ экономических возможностей применения предварительного напряжения в двутавровых балках. Рассмотрим два таких случая.
Случаи приложения напряжения в плоскости нижнего пояса. Рассмотрим сначала как более простой случай расположения троса в плоскости нижнего пояса. Если сила тяжения троса, приложенная к нижнему поясу, то сила эта сжимает все сечение балки и одновременно выгибает ее вверх.
Повышение несущей способности балки достигается за счет затраты металла на проволоку. Но повышение несущей способности еще не вполне определяет получаемую экономию. То же повышение несущей способности балки можно получить путем увеличения размеров балки.