Курсовой проект 2 Проектирование одноэтажного промышленного здания с мостовыми кранами
 Скачать 2.46 Mb.
|
Расчет балки по I группе предельных состояний по нормальному сечениюТаблица 1- Сбор нагрузок на балку
Погонная нагрузка: Нормативная – 534,25*6 = 3205,5 кг/м.п Расчетная – 653,2*6 = 3919,2 кг/м.п. Рис.7.1 – Эпюры M и Q в двускатной балке Рис.7.2– Конструктивное и расчетное сечения балки Определяем положение нейтральной оси: Определяем площадь свесов полок: конструктивно устанавливаем в сжатой зоне бетона арматуру As в виде 212 класса А400 с площадью As 2,26 см2 Определяем коэффициент : Принимаем 622 класса А800; Условие прочности: Условие прочности выполнено. 7.2 Определение потерь предварительного напряжения арматурыРасчет потерь предварительного напряжения арматуры производим по приведенным геометрическим характеристикам сечения. Сечение приведено в середине пролета. Рисунок 8.4 – Расчетное сечение для определения потерь предварительного напряжения Определяем геометрические характеристики приведенного сечения, принимая коэффициент: Площадь приведенного сечения: Статический момент сечения бетона относительно нижней грани бетонного сечения: Расстояние от центра тяжести приведенного сечения до нижней грани балки: Момент инерции приведенного сечения относительно центра тяжести растянутой арматуры: где: уsp=y-a=69,76-8=61,76 см Момент инерции бетонного сечения: При натяжении арматуры на бетон следует учитывать: - первые потери - от деформации анкеров, трения арматуры о стенки каналов или поверхность конструкции: - вторые потери - от релаксации в арматуре, усадки и ползучести бетона: Предварительные напряжения арматуры σsp принимают не более 0,9Rs,n для горячекатаной и горячекатаной упрочненной арматуры = 0,9Rs,n=0,9*800 Мпа=720 МПа=7341,96 кгс/см2 - Потери от деформации анкеров натяжных устройств при натяжении арматуры на упоры. Эти потери возникают вследствие обжатия шайб, смятия высаженных головок, смешения стержней в зажимах или захватах при механическом способе натяжения на упоры. При отсутствии данных допускается принимать обжатие анкеров или смещение стержня в зажимах анкеров Δl=2 мм. - Потери от трения о стенки каналов или поверхность конструкции при натяжении арматуры на бетон. Определяются по п. 9.1.7. СП 63.13330.2018. Где: е - основание натуральных логарифмов; - коэффициенты, определяемые по таблице 9.1; х - длина участка от натяжного устройства до расчетного сечения, м; - суммарный угол поворота оси арматуры, рад; - Потери от релаксации напряжений арматуры. Релаксация арматуры – это самопроизвольное уменьшение напряжений в интенсивно натянутой арматуре при фиксированной ее длине с течением времени. Релаксация вызывается перестройкой кристаллической структуры металла при достаточно длительном действии нагрузки. Релаксация протекает при отсутствии деформаций арматуры, закрепленной в неподвижных упорах стенда. Релаксация особенно интенсивно развивается в течение первых часов после окончания натяжения. Наименьшей релаксацией обладает низколегированная горячекатаная арматура, наибольшей — упрочненная вытяжкой проволока и термически упрочненная арматура. Зависят от класса арматуры и способа натяжения. Если вычисленные значения потерь окажутся отрицательными, их следует принимать равными нулю. Определяются по п. 9.1.3. СП 63.13330.2018. - Потери от усадки бетона при натяжении арматуры на упоры. Эти потери связаны со свойством бетона уменьшаться в размерах при твердении в обычной воздушной среде, что приводит к укорочению железобетонного элемента. Усадка бетона – это уменьшение линейных размеров элемента, а так как заключенная в элементе арматура деформируется (т.е. уменьшается в размерах) совместно с бетоном, то в элементах без предварительного напряжения усадка приводит к появлению сжимающих напряжений в арматуре без внешней нагрузки, а в предварительно напряженных элементах - к уменьшению предварительного напряжения. Зависят от класса бетона и модуля упругости арматуры. При тепловой обработке потери умножают на коэффициент 0,85. При натяжении арматуры на бетон независимо от условий твердения бетона умножают на коэффициент 0,75. Определяются по п. 9.1.8. СП 63.13330.2018. Допускается потери от усадки бетона определять более точными методами. Где: - деформации усадки бетона, значения которых можно приближенно принимать в зависимости от класса бетона равными: 0,0002 – для бетона классов В35 и ниже; 0,85 – коэффициент, учитывающий тепловую обработку арматуры. - Потери от ползучести бетона. Для процесса ползучести бетона характерно нарастание неупругих деформаций при длительном действии сжимающей силы, при этом происходит уменьшение длины арматурного элемента и предварительные напряжения в арматуре снижаются. Потери от ползучести бетона проявляются в течение всего срока эксплуатации, как следствие соответствующего укорочения элемента от пластических деформаций, и зависят от вида бетона, условий твердения, уровня напряжений. При тепловой обработке потери умножают на коэффициент 0,85. Определяются по п. 9.1.9. СП 63.13330.2018. Где: - коэффициент ползучести бетона; - напряжения в бетоне на уровне центра тяжести рассматриваемой группы стержней напрягаемой арматуры; =2211300 кгс/см2 – момент от собственного веса балки; - расстояние между центрами тяжести сечения рассматриваемой группы стержней напрягаемой арматуры и приведенного поперечного сечения элемента (определено графически); - коэффициент армирования, равный , где и - площади сечения бетона арматуры и бетона соответственно. Определим усилие обжатия с учетом всех потерь P и его эксцентриситет e0p: 7.3 Расчет по I группе предельных состояний по наклонному сечению Расчетные наклонные сечения при расчете на поперечную силу находится в следующих местах: 1 – В месте действия максимальной поперечной силы, где поперечное сечение имеет уширение стенки; 2 – в месте начала уширения стенки; Сечение 1-1: Определим коэффициент: Где: P – усилия обжатия в бетоне от напрягаемой арматуры; A1 - площадь бетонного сечения без учета свесов сжатой полки. Задаемся диаметром и шагом поперечных стержней: - шаг поперечных стержней Sw на приопорном участке назначаем минимальным из двух значений 300 мм и 0,5h0; в середине пролета Sw1 - 500 мм и 0,75 h0; [8] Так как в балке присутствует изменение сечения стенки по ширине, с минимальным значением 8 см, в балку будет устанавливаться не более двух плоских каркасов. [8] Изначально примем ASW=3,142 см2 Усилие Qsw определим по формуле: Где: с=2h0; - усилие в хомутах на единицу длины элемента (2ø16 А-400), равное: Определяем Qb: Условие выполнено. Сечение 2-2: Определим коэффициент: Где: P – усилия обжатия в бетоне от напрягаемой арматуры (см. расчет потерь предварительно напряжения арматуры); A1 - площадь бетонного сечения без учета свесов сжатой полки. Задаемся диаметром и шагом поперечных стержней: - шаг поперечных стержней Sw на приопорном участке назначаем минимальным из двух значений 300 мм и 0,5h0; в середине пролета Sw1 - 500 мм и 0,75 h0; [8] Так как в балке присутствует изменение сечения стенки по ширине, с минимальным значением 8 см, в балку будет устанавливаться один поперечный каркас. [8] Проведя предварительный расчет, был сделан вывод о необходимости увеличении диаметра: Изначально примем ASW=3,142 см2 Усилие Qsw определим по формуле: Где: с=2h0; - усилие в хомутах на единицу длины элемента(2ø16 А-400), равное: Определяем Qb: Условие выполнено. Окончательно принимаем 2ø16 А-400 с шагом 300мм. 7.4 Расчет балки по образованию трещинМомент образования трещин: Где: - расстояние от центра тяжести приведенного сечения до ядровой точки; Определим момент от внешней нормативной нагрузки: Следовательно, трещины не образуются. 7.5 Расчет балки по деформациям.Расчет предварительно напряженных элементов по деформациям производят с учетом эксплуатационных требований, предъявляемых к конструкциям. Расчет по деформациям следует производить на действие: - постоянных, временных длительных и кратковременных нагрузок при ограничении деформаций технологическими или конструктивными требованиями; постоянных и временных длительных нагрузок при ограничении деформаций эстетико-психологическими требованиями. 7.6 Кривизна изгибаемого предварительно напряженного элемента на участке без трещин в растянутой зонеКривизну элемента на участке без трещин определяют по формуле: Где: M - изгибающий момент от внешней нагрузки; Ired - момент инерции приведенного сечения относительно его центра тяжести, определяемый как для сплошного тела по общим правилам сопротивления упругих материалов с учетом всей площади бетона и площадей сечения арматуры с коэффициентом приведения арматуры к бетону, равном Es/Eb1=6,82; Es/Eb1=17,97 Eb1 - модуль деформации сжатого бетона, принимаемый равным: - при непродолжительном действии нагрузки 0,85Eb1=29325 МПа= кгс/см2; - при продолжительном действии нагрузки 113484,52 кгс/см2 Определяем кривизну элемента: - от непродолжительного действия кратковременных нагрузок: - от продолжительного действия постоянных и длительных нагрузок - от непродолжительного действия усилия предварительного обжатия: - от выгиба элемента вследствие ползучести и усадки бетона на стадии изготовления по формуле: Полный прогиб изгибаемых элементов определяют: - для участков без трещин в растянутой зоне по формуле: см < 7,2 см. Итоговый прогиб не превышает допустимые значения. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫСвод правил СП 63.13330.2018 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения». Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003 (утв. приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства РФ от 19 декабря 2018 г. N 832/пр), введен в действие с 20.06.2019 г.). Текст: электронный // МИНСТРОЙ РОССИИ[сайт]. – URL: https://www.minstroyrf.gov.ru/docs/18227/ (дата обращения: 03.03.2022). – Режим доступа: свободный. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 52-10102003). ЦНИИПромзданий, НИИЖБ. – М.: ОАО «ЦНИИПромзданий, 200. – 2014 с. - URL: https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4293851/4293851498.pdf (дата обращения 15.04.2022). – Режим доступа: свободный. Свод правил СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия». Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия" , утв. приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства РФ от 3 декабря 2016 г. N 891/пр и введен в действие с 04.06.2017 г. Текст: электронный // МИНСТРОЙ РОССИИ[сайт]. – URL: https://mintest.pro/downloads/document_folders/49/ (дата обращения: 03.03.2022). – Режим доступа: свободный. Бай, В. Ф. Железобетонные конструкции одноэтажного промышленного здания: учебно-методическое пособие / В. Ф. Бай, В. А. Демин. – Тюмень: ТИУ, 2019. – 97 с. Ротштейн Д.М. Методические указания по проектированию Сборной железобетонной двухшарнирной стропильной арки с предварительно напряженной затяжкой для обучающихся направления подготовки 08.03.01 «Строительство». «Железобетонные и каменные конструкции. Проектирование железобетонной двухшарнирной арки с предварительно напряженной затяжкой», ТИУ, 2020 В.Н.Байков, Э.Е. Сигалов Учебное пособие для вузов, «Железобетонные конструкции, общий курс», Москва-Стройдизайн, 1991г. «Расчет жб двухветвевой колонны прямоугольного сечения.» Методические указания к курсовому и дипломному проектированию для студентов. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||