|
курсовая работа. КП МЭИ. Курсовой проект по дисциплине Строительные конструкции Тема Проектирование несущих железобетонных конструкций многоэтажного каркасного здания из сборного железобетона
Расчет по раскрытию трещин, нормальных к продольной оси
Расчет по раскрытию трещин производят из условия (8.118[2]):
≤
где — ширина раскрытия трещины от действия внешней нагрузки;
— предельно допустимая ширина раскрытия трещин (п. 8.2.6[4], прил. 2).
Для арматуры классов А240-А600, В500C величина составляет:
0,3 мм — при продолжительном раскрытии трещин;
0,4 мм — при непродолжительном раскрытии трещин.
Ширину раскрытия нормальных трещин определяют по формуле:
где — напряжение в продольной растянутой арматуре в нормальном сечении с трещиной от соответствующей внешней нагрузки;
— базовое расстояние между смежными нормальными трещинами;
ψs — коэффициент, учитывающий неравномерное распределение относительных деформаций растянутой арматуры между трещинами; допускается принимать ψs =1, если при этом условие не удовлетворяется, значение ψs следует определять по формуле;
— коэффициент, учитывающий продолжительность действия нагрузки, принимаемый равным:
1,0 — при непродолжительном действии нагрузки;
1,4 — при продолжительном действии нагрузки;
— коэффициент, учитывающий профиль продольной арматуры и равный 0,5 — для арматуры периодического профиля и канатной;
— коэффициент, учитывающий вид напряженного состояния и для изгибаемых элементов; = 1,0. Для прямоугольных, тавровых и двутавровых сечений значение допускается определять по формуле:
18
где z — плечо внутренней пары сил, равное z = h0, а коэффициент определяется по табл. 4.2 [5] или по прил. 18, в зависимости от следующих параметров:
Ms =Mn =46,02 кН м = 4602 кН см; — усилие предварительного обжатия с учетом полных потерь; = 215,08 кН. Производя вычисления, получаем
Коэффициент для всех видов арматуры, кроме канатной, можно принимать равным , где
Тогда
По табл. 4.2 [6] или по прил. 18 определяем:
С целью недопущения чрезмерных пластических деформаций в продольной рабочей арматуре напряжения в ней (а точнее, их приращение под действием внешней нагрузки) не должны превышать предварительного напряжения арматуры с учетом полных потерь, т.е.
Как видим, полученное значение удовлетворяет установленному ограничению. В противном случае следует увеличить площадь продольной рабочей арматуры.
19 Значение базового расстояния между трещинами определяют по формуле
и принимают не менее 10 d и 10 см и не более 40 d и 40 см;
– площадь сечения растянутого бетона;
– площадь сечения растянутой арматуры.
Ширину раскрытия трещин принимают:
- при продолжительном раскрытии:
- при непродолжительном раскрытии:
где – ширина раскрытия трещин от продолжительного действия постоянных и временных длительных нагрузок;
– ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоянных и временных (длительных и кратковременных) нагрузок;
Базовое расстояние между смежными нормальными трещинами определяется по формуле:
Здесь – площадь сечения растянутого бетона, равная:
где – высота растянутой зоны, которую для прямоугольных, тавровых и двутавровых сечений допускается принимать по формуле:
Поправочный коэффициент k учитывает неупругие деформации растянутого бетона и для двутавровых сечений принимается равным 0,95. Значение – есть высота растянутой зоны бетона, определяемая как для упругого материала по приведенному сечению по формуле:
Определяем
20
Значение принимается равным площади сечения при ее высоте в пределах не менее 2a и не более 0,5h, т.е. не менее
следовательно, принимаем
Принимается не более 40 d и не более 40 см. Окончательно принимается 40 см.
Поскольку изгибающий момент от постоянной и временной длительной нормативной нагрузок меньше момента образования трещин , то приращение напряжений в продольной рабочей арматуре от внешней нагрузки будет меньше нуля. В этом случае следует считать = = 0 и определять только ширину раскрытия трещин acrc,2 от непродолжительного действия постоянных, длительных и кратковременных нагрузок при φl = 1,0:
Это значение необходимо сопоставить с предельно допустимой шириной раскрытия трещин acrc,ult, принимаемой из условия обеспечения сохранности арматуры при непродолжительном раскрытии: acrc,2 < acrc,ult = 0,4 мм — условие удовлетворяется (см. (8.2.6[2]) или прил. 2). Расчет прогиба плиты
Расчет изгибаемых элементов по прогибам производят из условия:
,
где – прогиб элемента от действия внешней нагрузки;
– значение предельно допустимого прогиба.
Полная кривизна для участков с трещинами определяется по формуле без учета кривизны от непродолжительного действия усилия обжатия и кривизны вследствие усадки и ползучести бетона.
,
21 где – кривизна от непродолжительного действия всех нагрузок;
– кривизна от непродолжительного действия постоянных и временных нагрузок;
– кривизна от продолжительного действия постоянных и временных длительных нагрузок.
Так как прогиб плиты ограничивается эстетикопсихологическими требованиями,
Таким образом, кривизна в середине пролета определяется только от продолжительного действия постоянных и длительных нагрузок, т.е. при действии изгибающего момента Мnl = кН·м. Для элементов прямоугольного и таврового сечений при hc f ≤0,3h0 кривизну допускается определять по формуле:
где — коэффициент, определяемый по табл. 4.5[5] или по прил. 15 в зависимости от параметров:
При определении допускается принимать ψ=1. Если при этом условие f fult не удовлетворяется, то расчет производят с учетом коэффициента ψs, определяемого по формуле:
где — приращение напряжений в растянутой арматуре в сечении с трещиной сразу после образования нормальных трещин при М = Мcrc;
— то же, при действии рассматриваемой нагрузки
22
z — расстояние от центра тяжести арматуры, расположенной в растянутой зоне сечения до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне элемента;
Eb,red — приведенный модуль деформации сжатого бетона, принимаемый равным:
где = 28 10 - 4 при продолжительном действии нагрузки при относительной влажности воздуха окружающей среды 75 % ≥ W ≥ 40 % (табл. 6.10[2]):
,
здесь — усилие предварительного обжатия с учетом всех потерь, = 215,08 кН.
Определяем величины, необходимые для нахождения :
Коэффициент приведения арматуры к бетону:
Приведенный модуль деформаций сжатого бетона:
;
Теперь по табл. 4.5[5] или по табл. прил. 15 путем интерполяции находим с = 0,71. Определяем кривизну, имея все данные:
23
Условие удовлетворяется, т.е. жесткость плиты достаточна.
Расчет и конструирование однопролетного ригеля
Для опирания пустотных панелей принимается сечение ригеля высотой или , для опирания ребристых панелей принимается сечение ригеля высотой . Ригели могут выполняться обычными или предварительно напряженными. Высота сечения обычного ригеля .
Исходные данные
Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м2 перекрытия принимаются те же, что и при расчете панели перекрытия. Ригель шарнирно оперт на консоли колонны, . Расчетный пролет (рис. 5):
,
где – пролет ригеля в осях;
– размер колонны;
20 – зазор между колонной и торцом ригеля;
130 – размер площадки опирания.
Расчетная нагрузка на 1 м длины ригеля определяется с грузовой полосы, равной шагу рам, в данном случае шаг рам 6,3 м.
Постоянная (g):
– от перекрытия с учетом коэффициента надежности по ответственности здания :
,
где – шаг рам.
Рис. 5 Расчетный пролет ригеля
24
– от веса ригеля:
,
где 2500 кг/м3 – плотность железобетона. С учетом коэффициента надежности по нагрузке и по ответственности здания ,
.
Итого постоянная нагрузка погонная, т.е. с грузовой полосы, равной шагу рам:
.
Временная нагрузка (V) с учетом коэффициента надежности по ответственности здания и коэффициент сочетания:
,
где для помещений, указанных в поз. 1,2,12 [1];
– грузовая площадь ригеля; ;
На коэффициент сочетания умножается нагрузка без учета перегородок:
.
Полная погонная нагрузка:
|
|
|