Проектирование несущих конструкций гражданских зданий. 1Пояснилка записка КП ЖБКК. Исходные данные Размеры здания в плане (расстояние между крайними осями, м)
 Скачать 0.57 Mb.
|
|
Определение усилий в ригеле Расчетная схема ригеля – однопролетная шарнирно опертая балка пролетом  . Вычисляем значение максимального изгибающего момента М и максимальной поперечной силы Q от полной расчетной нагрузки:   Характеристики прочности бетона и арматуры: - Бетон тяжелый B25:   ; ;  ; (табл. 5.2 [3], приложение 4), γb1 = 0,9 (табл. 5.1.10 [3]);- Арматура: - продольная напрягаемая класса А400С диаметром 10-40мм:  - поперечная ненапрягаемая класса А400 диаметром 6-8мм:  ;Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента Определяем высоту сжатой зоны       Граница сжатой зоны проходит в узкой части сечения ригеля, следовательно, расчет ведем как для прямоугольного сечения. Расчет по прочности нормальных сечений производится в зависимости от соотношения относительной высоты сжатой зоны бетона и граничной относительной высоты ξR, при которой предельное состояние элемента наступает по сжатой зоне бетона одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения, равного расчетному сопротивлению Rs Значение ξR определяется по формуле:  где,  относительная деформация растянутой арматуры при напряжениях, равных Rs;  относительная деформация сжатого бетона при напряжениях равных Rb, принимаемая равной 0,0035 (п. 6.2.7 [3]):   значение ξR можно определить по табл. 3.2 [5] или по Приложению 11. Т.к. ξ=0,51 < ξR=0,528, площадь сечения растянутой арматуры определяется по формуле:  По найденной площади сечения растянутой арматуры по сортаменту (Приложение 12) подбираем 4Ø28 А400С  Определим процент армирования поперечного сечения ригеля:  Расчет ригеля по прочности при действии поперечных сил Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил производится на основе модели наклонных сечений [3]. Ригель опирается на колонну с помощью консолей, скрытых в его подрезке, т.е. имеет место резко изменяющаяся высота сечения ригеля на опоре. При расчёте по модели наклонных сечений должны быть обеспечены прочность ригеля по бетонной полосе между наклонными сечениями, по наклонному сечению на действие поперечной силы и изгибающего момента. Для ригелей с подрезками на опорах производится расчёт по поперечной силе для наклонных сечений, проходящих у опоры консоли, образованной подрезкой. При этом в расчётные формулы вводится рабочая высота h01короткой консоли ригеля. Таким образом, в качестве расчётного принимаем прямоугольное сечение с размерами b × h1= 20×45 см, в котором действует поперечная сила Q=178,6 кН от полной расчётной нагрузки. Рабочая высота сечения ригеля в подрезке составляет  вне подрезки  в средней части пролета 55 смПри диаметре нижних стержней продольной рабочей арматуры ригеля ds=22 мм с учётом требований п.8.3.10 [3] назначаем поперечные стержни (хомуты) Ø10 А400. Их шаг на приопорном участке предварительно принимаем по конструктивным соображениям sw1=10 см, что в соответствии с п.8.3.11[3] не превышает 0,5h01=21 см и 30 см. Значения прочностных характеристик бетона класса В25, входящие в расчётные зависимости, принимаем с учётом коэффициента условий работы  .Расчёт ригеля по бетонной полосе между наклонными трещинами производится из условия:   т.е. принятые размеры сечения ригеля в подрезке достаточны. Проверяем, требуется ли поперечная арматура по расчёту, из условия:  Т.е.  Нет необходимости в расчете поперечной арматуры. Принимаем конструктивно поперечную арматуру 2Ø10 А400С с шагом  Находим погонное усилие в хомутах для принятых выше параметров поперечного армирования Asw=1,56 см2 (2Ø10 А400) , Rsw=300 МПа, sw1= 10 см:  Расчёт ригеля с рабочей поперечной арматурой по наклонному сечению производится из условия:   где с − длина проекции наклонного сечения на продольную ось элемента,  − коэффициент, принимаемый равным 1,5 (п. 6.2.34 [3]).Наиболее опасная длина проекции наклонного сечения:  которая должна быть не более 2h01= 84 см. С учётом этой величины условие ( ) преобразуем к виду:  т.е. условие прочности ригеля по наклонному сечению в подрезке при действии поперечной силы соблюдается. Необходимо также убедиться в том, что принятый шаг хомутов не превышает максимального шага хомутов, при котором ещё обеспечивается прочность ригеля по наклонному сечению между двумя соседними хомутами, т.е.  Выясним теперь, на каком расстоянии от опор в соответствии с характером эпюры поперечных сил в ригеле шаг поперечной арматуры может быть увеличен. Примем, согласно п.8.3.11 [3], шаг хомутов в средней части пролёта равным  , что не превышает 500 мм. Погонное усилие в хомутах для этого участка составляет:  что не меньше минимальной интенсивности этого усилия, при которой поперечная арматура учитывается в расчёте:  При действии на ригель равномерно распределённой нагрузки q=g1+v1длина участка с интенсивностью усилия в хомутах qsw,1 принимается не менее значения l1, определяемого по формуле:    Поскольку  , то принимаем    В ригелях с подрезками у концов последних устанавливаются дополнительные хомуты и отгибы для предотвращения горизонтальных трещин отрыва у входящего угла подрезки. Эти хомуты и отгибы должны удовлетворять условию:  Для рассматриваемого примера со сравнительно небольшим значением поперечной силы примем дополнительные хомуты у конца подрезки в количестве 2Ø10 А400С с площадью сечения Asw 1=1,56 см2отгибы использовать не будем. Тогда проверка условия даёт:  т.е. установленных дополнительных хомутов достаточно для предотвращения горизонтальных трещин отрыва у входящего угла подрезки. Расчет и конструирование однопролетного ригеля. Продольная рабочая арматура в пролете 4Ø28 А400. Площадь этой арматуры Аs 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. Если продольная рабочая арматура разного диаметра, то до опор доводятся два стержня большего диаметра. Определяем изгибающий момент, воспринимаемый сечением ригеля с полной запроектированной арматурой 4Ø28 А400  .   Изгибающий момент, воспринимаемый сечением ригеля, определяется из условия равновесия:    то есть больше действующего изгибающего момента от полной нагрузки, это значит, что прочность сечения обеспечена.Изгибающий момент в любом сечении ригеля определяется по формуле   При   При   При    Рис. 9. Эпюра материалов в ригеле Длина анкеровки обрываемых стержней определяется по следующей зависимости:  Поперечная сила Q определяется графически в месте теоретического обрыва, Q = 100,4 кН. Поперечные стержни Ø8 А400 Rsw= 285 МПа с Аsw= 1,01 см2 в месте теоретического обрыва имеют шаг 10 см;   Место теоретического обрыва арматуры можно определить аналитически. Для этого общее выражение для изгибающего момента нужно приравнять моменту, воспринимаемому сечением ригеля с арматурой 2Ø20 А600.      Это точки теоретического обрыва арматуры. Длина обрываемого стержня будет равна:  Определяем аналитически величину поперечной силы в месте теоретического обрыва арматуры при   Это значение приблизительно совпадает с графически определенным  .Расчет и конструирование колонны Для проектируемого 5-этажного здания принята сборная железобетонная колонна сечением 40×40 см. Для колонн применяется тяжелый бетон классов по прочности на сжатие не ниже В15, а для сильно загруженных – не ниже В25. Армируются колонны продольными стержнями диаметром 16 …40 мм из горячекатаной стали А400, А500С и поперечными стержнями преимущественно из горячекатаной стали класса А240. Исходные данные. Таблица 2. Нормативные и расчетные нагрузки на ригель
Материалы для колонны: Характеристики прочности бетона и арматуры: - Бетон тяжелый B25: ; ; ; ; (табл. 5.2 [3], приложение 4).- Арматура: - продольная рабочая класса А400 (  :  ;- поперечная класса А240:  ; |
