Шпаргалка по ЖБК. 1. Основы расчета и конструирования монолитной балочной плиты ребристого перекрытия
 Скачать 3.06 Mb.
|
|
1. Основы расчета и конструирования монолитной балочной плиты ребристого перекрытия. 2. Основы расчета и конструирования арматуры второстепенной балки. 3. Основы расчета и конструирования арматуры неразрезного ригеля. 4. Сборное перекрытие. Основы расчета и конструирования ребристой панели. 5. Основы расчета и конструирования контурных плит. 6. Безбалочные перекрытия. Основные положения расчета 7. Центрально нагруженный фундамент (2 варианта) 8. Внецентренно нагруженный фундамент 9. Материалы для каменной кладки 10. Основные факторы, влияющие на прочность кладки при сжатии. 11. Четыре стадии работы центрально-сжатой кладки. 12. Прочность кладки при растяжении, изгибе, срезе. Упруго-пластические свойства кладки. Модули упругости и деформации. Упругая характеристика кладки. 13. Расчет центрально сжатых каменных элементов по несущей способности. 14. Расчет внецентренно сжатых каменных элементов по несущей способности. 15. Расчет кладки на срез, изгиб, местное действие нагрузки. 16. Расчет кладки по 2ой группе предельных состояний. 17. Армирование каменной кладки. Элементы с сетчатым армированием. Элементы с продольным армированием конструктивные особенности. 18. Расчет по несущей способности элементов с сетчатыми армированием и продольным армировании. 19. Конструктивные схемы кирпичных зданий. Жесткая и упругая конструктивные схемы кирпичных зданий. 20. Сущность, достоинства и недостатки ПНЖБК. Способы создания ПНЖБК 21. Материалы, Особенности конструирования. Анкеровка арматуры в ПНЖБК. 22. Потери напряжений в ПНЖБК. 23. Геометрические характеристики приведенного сечения. Определение напряжений при обжатии 24. Расчет прочности ПНЖБК в стадии предварительного обжатия. 25. Расчет ПНЖБК на действие изгибающих моментов в стадии эксплуатации. 26. Расчет изгибаемых ПНЖБК по образованию и раскрытию трещин. 27. Последовательность изменения предварительного напряжения в центрально растянутых и изгибаемых элементах 28. Расчет и конструирования преднапряженной фермы покрытия 29. Расчет и конструирования сплошной двускатной балки покрытия 30. Многоэтажные железобетонные здания. Классификация по конструктивным схемам. 31. Основы расчета многоэтажных железобетонных зданий рамной системы. 1. Основы расчета и конструирования монолитной балочной плиты ребристого перекрытия 1. Характеристика материалов: принимаем класс бетона и арматуры (Например В25, А500с). Проверяем соотношение усилий от постоянных и длительных нагрузок к усилию от полных нагрузок, определяем коэф. усл. раб. бет 𝛾 𝑏𝑙 2. Сбор нагрузок, статический расчет: определение расчетных пролетов, определение расчетной схемы плиты, сбор нагрузок на 1 п.м. плиты, определение расчетных нагрузок на 1 п.м. плиты, определение расчетных изгиб. моментов, построение эпюры моментов. 3. Определение толщины плиты: определяем относит. высоту сжатой зоны 𝜉 = = 𝜇 и относит-ю несущую способность арматуры 𝛼 = 𝜉(1 − 0,5𝜉) для каждого варианта армирования, находим рабочую высоту сечения общую для двух вариантов армирования ℎ = ,определяем защитный слой бетона (не менее 20 мм), определяем полную высоту сечения плиты (не менее 80 мм) ℎ = ℎ + 𝑎 , 𝑎 = 20 + . 4. Расчет продольной арматуры в плите: Армирование осуществляется в основном сетками (рулонными, либо плоскими), иногда отдельными стержнями. 1. Непрерывное армирование: осущ. сварными рулонными сетками; d стержней от 4-5 мм. Рулонные сетки раскатываются вдоль главных балок, поперек второстепенных. Рабочая арматура в сетках в продольном направлении. 2. Раздельное армирование: осущ. сварными плоскими сетками; d стержней от 6-10 мм. Плоские сетки укладываются вдоль второстепенных балок. В них рабочая арматура расположена в поперечном направлении. Рабочая арматура в сетках балочных плит расположена в одном направлении, в другом – распределительная арматура. Распределительную арматуру устанавливают для: - обеспечения проектного положения стержней; - уменьш. усадочных и тем. деформаций; - распределения местного воздействия сосредоточенных нагрузок на большую площадь .Треб. площадь рабочей арматуры в сетке опр-т по формуле ∙ ∙ ∙ 2. Основы расчета и конструирования арматуры второстепенной балки. Характеристика материалов: принимаем класс бетона и арматуры (Например: бетон В25, вязаный каркас: рабочая арматура А500с, поперечная и монтажная – А240.) Проверяем соотношение усилий от постоянных и длительных нагрузок к усилию от полных нагрузок, определяем 𝛾 𝑏𝑙 Сбор нагрузок, статический расчет: определение расчетных пролетов, сбор нагрузок на 1 м2 второстепенной балки, опред. расчетных нагрузок на 1 п.м. для более нагруженной балки, опред. расчетных изгибающих моментов, построение огибающей эпюры моментов по двум схемам загружения равномерно распределенной нагрузкой (четный/нечетный пролет, приведенная постоянная/полная нагрузки), построение эпюры поперечных сил. Определение высоты сечения: определение относит. несущ. способности 𝛼 = 𝜉(1 − 0,5𝜉) при 𝜉 = 0,3 , находим рабочую высоту сечения общую для двух вариантов армирования ℎ = , определяем защ. слой бетона, опред. полную высоту сечения плиты ℎ = ℎ + 𝑎 , 𝑎 = 35 + . Расчет продольной рабочей арматуры: определение ширины полки, опред. границу сжатой зоны бетона (полка/ребро) из условия М ≤ М ,М = 𝛾 ∙ 𝑟 ∙ ℎ ∙ 𝑏 ℎ − , аналогично при действии положительных изгиб. моментов, определение относит. несущ. способности сечения 𝛼 = и требуемой площади рабочей арматуры 𝐴 = Расчет по прочности при действии поперечных сил: необходимо произвести расчет на прочность по полосе между наклонными сечениями, по наклонному сечению на действие поперечных сил и момента. 3. Основы расчета и конструирования арматуры неразрезного ригеля. Характеристика материалов: класс бетона рекомендуется принимать не ниже В20, для ригелей без предварительного напряжения арматуры – не ниже В15. Назначаем рабочую и поперечную арматуру (В курсовом А500С). Сбор нагрузок, статический расчет: Нагрузка на ригель от сборных плит передается продольными ребрами сосредоточенно. Сбор нагрузок включает: вес пола из цементного раствора с затиркой, вес ж/б плиты, вес поперечных и продольных ребер, вес ригеля. Определение размеров поперечного сечения: За расчетное в опорном сечении ригеля принимается сечение по грани колонны. Необход. расчетн. высоту сечения ригеля опред. по макс. перераспределенному изгиб. моменту у граней колонн. Определяем изгиб. моменты в расчет. сечениях. Затем определяем расчет. высоту ригеля: ℎ = гр ∙ ∙ ∙ ; 𝐴 = -треб. S рабочей арматуры. Мин. знач. толщины защ. слоя бетона следует принимать: - не менее 15 мм, для сборных железобетонных конструкций, эксплуатируемых в закрытых помещениях при норм. и пониж. влажности; -не менее d стержня ; -не менее 10 мм. Полн. высота ригеля ℎ = ℎ + 𝑎 ,где 𝑎 = 28 + . (округляем в больш. сторону кратно 50 мм). В пролетах для нижней арматуры, располож. в 2 ряда по высоте ригеля ℎ = ℎ − 𝑎, где 𝑎 = 28 + 28 + На опорах и в пролетах для верхней арматуры, располож. в 1 ряд по высоте ригеля ℎ = ℎ − 𝑎. Далее производят подбор продольной рабочей арматуры в ригеле. Расчет по прочности ригеля при действии поперечных сил: для опор В и С производят расчет ригеля по: полосе между наклонными сечениями, по наклонным сечениям на действие поперечных сил. У опоры А добавляется расчет по наклон. сечениям на действие моментов. Далее определяется шаг поперечной арматуры в средней части крайнего и среднего пролета. Шаг определяем по наиб. значению поперечной силы 𝑄 на расстоянии пролета от оси опоры. Затем опред. места обрыва стрежней продольной арматуры. Для проверки экономичности армирования ригеля и прочности всех его сечений строят эпюру материалов. Если значительно отходит от эпюры М, – избыточный запас прочности, в местах, где ступенчатая линия эпюры рассчитываемой арматуры пересекает эпюру М, прочность недостаточна. 4. Сборное перекрытие. Основы расчета и конструирования ребристой панели. 1. Назначение классов бетона и арматуры: перекрытия рекомендуется проектировать из тяжелого или легкого бетона не ниже В20. В качестве рабочей арматуры полки плиты используем арматуру класса В500С (в курсаче) 2. Расчет полки плиты: производим сбор нагрузок (от веса пола и ж/б плиты) и статический расчет полки плиты. Опред. коэфф. условий работы бетона γ b1, который зависит от соотнош. усилий (изгиб. момента) от постоян. и длит. нагрузок к усилию от полных нагрузок. Опред. высоту сечения ℎ = . Рассчитываем треб. площадь сечения арматуры 𝐴 = ∙ ∙ ∙ . Подбираем рулонную сетку с продольной и поперечной рабочей арматурой. На опорах также устанавл. сетка с рабочей арматурой, которая заводится в продольные ребра на длину анкеровки. Мин. толщина защитного слоя:-не менее 15 мм, для конструкций, эксплуатируемых в закрытых помещениях при норм. и пониж. влажности; - не менее d стержня; - не менее 10 мм. 3. Расчет промежуточного поперечного ребра: сбор нагрузок и статический расчет поперечного ребра. Складывается из полной нагрузки на полку плиты и равномерно распределенной нагрузки от собственного веса поперечного ребра. Расчет рабочей продольной арматуры поперечного ребра. При расчете поперечного ребра за расчетное принимаем тавровое сечение с полкой в сжатой зоне. Определяем необходимое кол-во продольной арматуры 𝐴 = ∙ ∙ ∙ . Расчет по прочности поперечного ребра при действии поперечных сил (𝑄 > 0,5𝛾 ∙ 𝑅 ∙ 𝑏 р ∙ ℎ ). Расчет по полосе между наклонным сечениями (𝑄 < 0,3𝛾 ∙ 𝑅 ∙ 𝑏 ∙ ℎ ). Расчет по наклонным сечениям на действие поперечных сил (𝑄 + 𝑄 > 𝑄). 4. Расчет продольного ребра: Сбор нагрузок и статический расчет. (вес пола, полки ж/б питы, поперечных и продольных ребер). Расчет продольной рабочей арматуры продольных ребер (Определяем, где проходит граница сжатой зоны бетона, затем находим относит. несущую способность сечения; определяем граничную относит. высоту сжатой зоны бетона и граничную относит. несущую способность для арматуры; определяем требуемое кол-во продольной арматуры); Расчет по прочности продольных ребер при действии поперечных сил (𝑄 > 0,5𝛾 ∙ 𝑅 ∙ 𝑏 ∙ ℎ ). По наклонным сечениям 𝑄 ≤ 𝑄 + 𝑄 . По полосе между наклонными сечениями 𝑄 ≤ 0,3𝛾 ∙ 𝑅 ∙ 𝑏 ∙ ℎ 5. Расчет ребристой плиты по предельным состояниям второй группы: расчет по образованию трещин из условия 𝑀 > 𝑀 , где 𝑀 – изгиб. момент от внешней нагрузки;𝑀 – изгиб. момент, воспринимаемый нормальным сечением элемента при образовании трещин; расчет по раскрытию трещин из условия 𝑎 ≤ 𝑎 , , где 𝑎 – ширина раскрытия трещин от действия внешней нагрузки; 𝑎 , – предельно допустимая ширина раскрытия трещин.; расчет по деформациям из условия 𝑓 ≤ 𝑓 , где 𝑓 – прогиб элемента от действия внешней нагрузки; 𝑓 – значение предельно допустимого прогиба. 5. Основы расчета и конструирования контурных плит. Плиты в составе конструктивных элементов перекрытия (имеющие опоры по 4 сторонам) в зависимости от отнош. сторон опорного контура делятся: ≤ 2 – контурные плиты, работающие в двух направлениях (квадрат) (Хегай сказал, что может быть и 3) > 2 – балочные плиты, работающие в коротком направлении (прямоугольник) Расчет по упругой стадии: q – нагрузка на м 2 𝑞 = 𝑞 1 + 𝑞 2 ; 𝑓 1 = 𝑓 2 . Прогиб в упругой стадии: 𝑓 1 = 5 384 ∙ 1 1 4 и 𝑓 2 = 5 384 ∙ 2 2 4 , где В – жесткость. Прогибы между собой равны 𝑞 1 𝑙 1 4 = 𝑞 2 𝑙 2 4 → 1 2 = 2 1 4 = λ 4 → 𝑞 1 = 𝑞 2 λ 4 ; 𝑞 2 = 1 λ4 ; 1 = λ4 1 λ4 Полоски не только изгибаются, но и скручиваются. Расчет на скручивание сложен, поэтому есть таблицы, по которым, в зависимости от условий опирания, определяются моменты опорный и пролетный (𝑀 пр = 𝑎𝑞 , 𝑀 оп = 𝛽𝑞) Армирование: (а- нижняя зона, б – верхняя). Плиты, опертые по контуру (работающие в 2-х направлениях), рассчитывают кинематическим способом: метод предельного равновесия. В основе расчета: равенство работ внешн. нагрузки и внутр. усилий 𝑊 = 𝑊 , где 𝑊 - работа нагрузки на соответствующие перемещения и 𝑊 - работа изгиб. момента на углы поворота. Если плита имеет свободные опоры, то соответств. моменты равны нулю. В контурных плитах, окаймленных по всему контуру монолитно связанными балками, в предельном равновесии возникают распоры, повыш. их несущ. способность. При подборе арматуры моменты можно уменьш. на 10-20%. 6.Безбалочные перекрытия. Основные положения расчета. Безбалочные сборные состоят из системы, надколонной панели и пролетной панели. Конструкция рассматривается как система рам с жесткими узлами, располож. в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Необходимо учитывать невыгодные сочетания нагрузок. Нагружение сплошной нагрузкой или полосовой через пролет. Расчет : Надколонная панель опирается на капители и работает как широкая неразрезная балка, после сварки закладных деталей. В поперечном направлении обладает небольш. деформативностью, рабочую продольную арматуру располагают равномерно по всему сечению. Моменты определяют с учетом перераспределения М оп = М пр = ^ 16 Пролетная панель опирается по 4 сторонам на полки надколонных панелей и работает на изгиб в двух направлениях, как плита опертая по контру. С учетом свободного опирания (опорные моменты равны 0) пролетные моменты в обоих направлениях: М пр = . Безбалочные монолитные состоят из сплошной плиты, опирающейся на колонны с капителями. Толщину монолитной плиты принимают из условия жесткости ℎ = ÷ 𝑙 . Ее проверяют из условия продавливания грузом, сосредоточенным на небольшой площади.Расчет безбалочных перекрытий производится по методу предельного равновесия. Наиболее опасными являются загружения: полосовой нагрузки через пролет и сплошной нагрузкой. Загружение полосовой нагрузки через пролет. Расчет ведут из условия, что сумма опорного и пролетного моментов воспринимаемых сечением плиты в пластических шарнирах равны балочному моменту плиты шириной равной 𝑙 и пролетом 𝑙 − 2с . 𝑞𝑙 (𝑙 − 2𝑐 ) 8 ≤ 𝑅 𝐴 ,пр ∙ 𝑧 пр + 𝐴 ,оп ∙ 𝑧 оп 𝐴 = 𝐴 ,пр + 𝐴 ,оп ; 𝑄 оп = ,оп ; 𝑄 пр = ,пр 𝑞𝑙 (𝑙 − 2𝑐 ) 8 ≤ 𝑅 𝐴 𝑧 пр 𝑄 оп 𝑧 оп 𝑧 пр + 𝑄 пр 𝑄 оп = (0,5 ÷ 0,67) ; 𝑄 пр = (0,5 ÷ 0,33) – установлены опытным путем с 𝑙 = с 𝑙 = (0,08 ÷ 0,12) Загружение сплошной нагрузкой: Расчет выполняют из условия равновесия моментов всех сил одной четверти. 𝑞𝑙 𝑙 8 𝑙 + 𝑙 2 − 2𝑐 + 4 3 𝑐 𝑙 𝑙 ≤ 𝑅 2 𝐴 𝑧 пр 𝑄 оп 𝑧 оп 𝑧 пр + 𝑄 пр 𝑙 = 𝑙 ; 𝐴 = 𝐴 ,пр = 𝐴 ,оп 7.1 Центрально нагруженный фундамент. Сбор нагрузок, определение подошвы фундамента: Нормативная нагрузка от собственного веса колонны 𝐺 = 𝛾 ∙ 𝛾 ∙ 𝑏 ∙ ℎ (ℎ эт 𝑛 + 0,75), где 𝛾 – коэфф. надежности по ответственности сооруж., 𝛾 = 1,0 для расчетов по предельным сост. 2 группы; 𝛾 – удельный вес; 𝑏 и ℎ – размеры сечения колонны; n – число перекрытий, с которых нагрузка передается на колонну. Определяем нагрузку на фундамент при расчете по предельным состояниям второй группы. 𝑁 = 𝑞 ∙ 𝑙 риг ∙ 𝑛 + 𝐺 , где 𝑞 – полная нормативная нагрузка на 1 пог. м. ригеля; 𝑙 риг =𝑙 ср – средний расчетный пролет неразрезного ригеля. Необход. площадь подошвы фундамента под колонну находится из нормативных нагрузок, так как определение площади фундамента связано с их осадками, что относится к предельным сост. 2 группы 𝐴 = , где 𝑅 – расчетное сопротивл. грунта основание. Реактивное давление грунта на подошву фундамента от расчетных нагрузок, если принять распределение его по подошве равномерным, будет 𝑝 = < 𝑅 Определение высоты фундамента: Расчетная высота сечения фундамента из условия обеспеч. его прочности против продавливания колонной определяется из формулы: 𝑁 ≤ 𝛾 ∙ 𝑅 ∙ 𝑢 ∙ ℎ , где 𝑢 – периметр контура расчетного поперечного сечения, располож. на расстоянии 0,5ℎ от границы площади приложения сосредоточенной силы N (колонны) с рабочей высотой сечения ℎ . Полная высота фундамента ℎ ф ≥ ℎ + 40 + 1,5𝑑, где 1,5d учитывает расположение рабочей арматуры в сетке в двух направлениях, таким образом, рабочая высота принимается от центра тяжести верхней арматуры сетки до обреза фундамента. Необходимая высота фундамента из условия обеспечения заделки колонны в стакане ℎ ф ≥ ℎ + 250 мм, где 250 мм – толщина дна стакана фундамента. Расчетная высота фундамента ℎ = ℎ ф − 40 − 1,5𝑑; ℎ = ℎ − 40 − 1,5 ∙ 𝑑. Проверка прочности нижней ступени против продавливания: Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание производится из условия 𝐹 н ≤ 𝐹 , где F н – сосредоточ. сила от внешней нагрузки; F ult – предельное усилие, воспринимаемое бетоном. Расчет плиты фундамента на изгиб: Рассчитываем изгиб. Моменты от реактивного давления грунта в сечениях по граням колонны и уступов фундамента. Затем определяем необход. площадь продольной арматуры подошвы фундамента в продольном и поперечном направлениях. И определяем процент армирования 𝜇 , который должен быть больше 0,1% для изгибаемых элементов рисунки к 7.2 7.2 Центрально нагруженный фундамент. I. Определение прочности и деформаций грунта основания. В результате определяется 𝐴 ф II. Определение высоты фундамента ℎ ф и армирования 𝐴𝑠 Определение 𝐴 ф : ∑ 𝑦 = 𝑁 + 𝛾 𝐻 3 𝐴 ф = 𝑅 0 𝐴 ф ; Отсюда: 𝐴 ф = 0 𝑁 – нормативная нагрузка на фундамент (2 ГПС). 𝛾 – усредненный объемный вес грунта и фундамента. 𝑅 0 – расчетное сопротивление грунта. Определение ℎ ф Расчет ℎ ф ведется из условия на продавливание колонной после замоноличивания (верхняя пунктирная линия). Продавливание колонной дна стакана обеспечивается из условия:𝑚 = (200 + 50)мм Продавливающая сила: {𝐹 = 𝑁 − 𝑝 гр (ℎ к + 2ℎ 0 ) 2 ; 𝐹 = 𝑅𝑏𝑡(ℎ к |