нес. конст.. ПС. 1. Расчет и конструирование многопустотной предварительнонапряженной плиты перекрытия при временной нагрузке 5 кНм
 Скачать 0.93 Mb.
|
|
1.3. Расчет и конструирование однопролетного ригеля. Для опирания пустотных панелей принимается сечение ригеля высотой hb = [1/15…1/10]lb. Ригели могут выполняться обычными или предварительно напряженными. 1.3.1. Исходные данные. Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м2 перекрытия принимаются те же, что и при расчете панели перекрытия. Ригель шарнирно оперт на консоли колонн, hb =45см. Расчетный пролет:  lo =lb – b – 2 * 20 – 140 = 6200 – 400 – 40 – 140 = 5620 мм =5,62 м гдеlb– пролет ригеля в осях; b – размер колонны; 20 – зазор между колонной и торцом ригеля; 140 – размер площадки опирания. Расчетная нагрузка на 1м длины ригеля определяется с грузовой полосы, равной шагу рам (5,4 м). Постоянная (g): - от перекрытия с учетом коэффициента надежности по назначению здания n=0,95  - от веса ригеля:  где 2500 кг/м3 – плотность железобетона. С учетом коэффициентов надежности по нагрузке γf = 1,1 и по назначению здания γn=0,95  Итого:  Временная нагрузка (  ) с учетом коэффициента надежности по назначению зданияγn=0,95 и коэффициента снижения временной нагрузки в зависимости от грузовой площади  где А1=8,4 м2, А=33,48м2 – грузовая площадь.  Полная нагрузка  1.3.2. Определение усилий в ригеле. Расчетная схема ригеля - однопролетная шарнирно опертая балка пролетомlo. Вычисляем значения максимального изгибающего момента М и максимальной поперечной силы Q от полной расчетной нагрузки:   Характеристики прочности бетона и арматуры: Бетон - тяжелый класса В25, расчетное сопротивление при сжатии Rb = 14,5 МПа, при растяжении Rbt = 1,05 МПа; коэффициент условий работы бетона b2 = 0,9; Арматура - продольная рабочая класса A-III диаметром 10-40 мм, расчетное сопротивление Rs=365 МПа и поперечная рабочая класса A-III диаметром 6-8 мм, Rsw=285 МПа. 1.3.3. Расчет прочности ригеля по сечению, нормальному к продольной оси. Определяем высоту сжатой зоны  ,где ho - рабочая высота сечения ригеля, - относительная высота сжатой зоны, определяемая по m ho=(hb- 5)см = 45 – 5 = 40 см.  Где M=138,2кН*м; Rb=14,5МПа; b – ширина сечения ригеля, b = 20 см. По m=0,33определяем =0,417 и =0,792. Высота сжатой зоны =  Граница сжатой зоны проходит в узкой части сечения ригеля, следовательно, расчет ведется как для прямоугольного сечения. Граничная относительная высота сжатой зоны определяется по формуле.  где ω – характеристика сжатой зоны бетона  для тяжелого бетона α=0,85  Так как =0,417 <R=0,604, то площадь сечения растянутой арматуры можно определить по формуле:  Принимаем 420 A-III. Общая площадь принятой арматуры As = 12,56см2 1.3.4. Расчет прочности ригеля по сечению, наклонному к продольной оси. Расчет прочности ригеля по сечению, наклонному к продольной оси, выполняется согласно п.п.3.29…3.33./4/. Расчет производится рядом с подрезкой в месте изменения сечения ригеля. Поперечная сила на грани подрезки на расстояниии 10 см от торца площадки опирания.  Проверяем условие обеспечения прочности по наклонной полосе между наклонными трещинами по формуле:  Коэффициент, учитывающий влияние хомутов.  где   - коэффициент поперечного армирования.Ориентировочно принимаем μw = 0,001 Тогда  Коэффициент   Следовательно, условие прочности удовлетворяется. Проверяем необходимость постановки расчетной поперечной арматуры из условия:  Для тяжелого бетона φbt = 0,6. φf = φn = 0, так как рассчитывается ригель прямоугольного сечения без предварительного напряжения арматуры. Так как  , поперечная арматура необходима по расчету.Расчет для обеспечения прочности по наклонной трещине производится по наиболее опасному наклонному сечению из условия:  Поперечное сечение, воспринимаемое бетоном:  Для тяжелого бетона φb2 = 2,0. Определяем максимальную длину проекции опасного наклонного сечения на продольную ось ригеля cmax.  Поперечное усилие, воспринимаемое хомутами:  Приняв c0 = cmax, усилия в хомутах на единицу длины ригеля:  При этом должно выполняться условие:  Так как qsw = 371,64 Н/см < 567 Н/см, принимаем qsw = 567 Н/см. Определяем длину проекции опасной наклонной трещины на продольную ось ригеля.  Поскольку 2h0 = 2 * 40 = 80 см < 103,3 см Уточняем величину  При этом  Окончательно принимаем qsw = 608,13 Н/см  Из условия сварки с продольной арматурой (dmax = 20 мм) принимаем поперечную арматуру 6 A – III.(  При двух каркасах Asw = 2 * 0,283 = 0,57 см2. Шаг поперечных стержней на приопорных участках:  Из условия обеспечения прочности наклонного сечения в пределах участка между хомутами максимально возможный шаг поперечных стержней:  Кроме того, по конструктивным требованиям согласно п.5.27./ 4 / поперечная арматура устанавливается: - на приопорных участках, равных ¼ пролета, при h 45 см с шагом: s ≤ h/2 = 45/2 = 22,5 см; s ≤ 15 см; - на остальной части пролета при 30 см с шагом: s ≤(¾)h = (3*45)/4 = 34 см s ≤50 см Окончательно шаг поперечных стржней принимаем: - на приопорных участках длиной 1,5 м s = 15 см; - на приопорных участках в подрезке s = 7,5 см; - на остальной части пролета s = 30 см. 1.3.5. Построение эпюры материалов. Продольная рабочая арматура в пролете 4 20 A-III. Площадь этой арматуры As определена из расчета на действие максимального изгибающего момента в середине пролета. В целях экономии арматуры по мере уменьшения изгибающего момента к опорам два стержня обрываются в пролете, а два других доводятся до опор. Площадь рабочей арматуры As(420) = 12,56 см2 As(218) = 5,09 см2 Определяем изгибающий момент, воспринимаемый ригелем с полной запроектированной арматурой 2 20 A-III (As=12,56 см2),    Из условия равновесия  , где х =*ho; по прил.10 определяем =0,781; M(420) = 365 * 100 * 12,56* 0,781 * 40 = 14321665,6 Н*см = 143,2 кН*м. Изгибающий момент, воспринимаемый сечением, больше изгибающего момента, действующего в сечении: 143,2 кН*м >138,2 кН*м. До опоры доводятся 220 A-III As(220)=6,28 см2. Вычисляем изгибающий момент, воспринимаемый сечением ригеля, заармированным 220 A-III:  h01=45-3=42 см;   ;по =0,209 определяем =0,895; M(220)=365 * 100 * 6,28 * 0,895 * 42 = 8616379,8 Н*см = 86,2 кН*м. Графически по эпюре моментов определяем место теоретического обрыва стержней 220 A-III. Эпюра моментов для этого должна быть построена точно с определением значении изгибающих моментов в 1/8, 2/8 и в 3/8 пролета. Изгибающий момент в 1/8 пролета.  Изгибающий момент в 1 /4 пролета  Изгибающий момент в 3/8 продета  Изгибающий момент в 1 /2 пролета  Откладываем на этой эпюре M(220)=86,2 кН*м в масштабе. Точка пересечения прямой с эпюрой называются местом теоретического обрыва арматуры.  Момент, воспринимаемый сечением ригеля с арматурой 420A-III, также откладывается в масштабе на эпюре М. Длина анкеровки обрываемых стержней определяется по следующей зависимости:  Поперечная сила Q определяется графически в месте теоретического обрыва, в данном случае Q = 54 кН Поперечные стержни 6 А III с Аsw=2*0,283=0,57 см2 в месте теоретического обрыва имеют шаг 15 см.    20 * d = 36 см Принимаем w = 36 см. Место теоретического обрыва арматуры можно определить аналитически. Для этого общее выражение для изгибающего момента нужно приравнять моменту, воспринимаемому сечением ригеля с арматурой 220 A-III M(220) = 86,2 кН*м.   Получаем уравнение:     ,  Длина обрываемого стержня будет равна: 4,57 - 1,05 + 2*0,36 = 4,18 ≈ 4,2 м 1.4. Расчет и конструирование колонны. Для колонн применяют бетон классов по прочности на сжатие не ниже В15, для сильно загруженных не ниже В25. Колонны армируют продольными стержнями диаметром 12 … 40 мм, преимущественно из горячекатаной стали класса A-III и поперечными стержнями из горячекатаной стали классов А–III, A–II, A–I. Насыщение поперечного сечения продольной арматурой оценивается коэффициентом  или процентом армирования *100, где Аs —суммарная площадь сечения всех продольных стержней.Если общее количество арматуры более 3%, то поперечные стержни необходимо устанавливать на расстоянии не более 10*d и не более 300 мм. При расчете по прочности бетонных и железобетонных элементов на действие сжимающей продольной силы должен приниматься во внимание случайный эксцентриситет ea, обусловленный неучтенными в расчете факторами. Эксцентриситет ea в любом случае принимается не менее 1/600 длины элемента или расстояния между его сечениями, закрепленными от смещения, 1/30 высоты сечения и 1 см для сборных конструкций. 1.4.1. Исходные данные. Нагрузка на 1м2 перекрытая принимается такой же, как и в предыдущих расчетах; нагрузка на 1м2 покрытия приводится в таблице.
|