курсовая работа. КП МЭИ. Курсовой проект по дисциплине Строительные конструкции Тема Проектирование несущих железобетонных конструкций многоэтажного каркасного здания из сборного железобетона
![]()
|
Определение усилий в ригеле Расчетная схема ригеля – однопролетная шарнирно опертая балка пролетом ![]() ![]() ![]() Характеристики прочности бетона и арматуры: ![]() 25 – бетон тяжелый класса B30, расчетное сопротивление при сжатии ![]() ![]() ![]() – арматура продольная рабочая класса А500С диаметром 10 – 40 мм, расчетное сопротивление ![]() ![]() 3.3. Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента Определяем высоту сжатой зоны: х = ξ·h0, где h0 — рабочая высота сечения ригеля (рис. 6); ![]() ![]() Рис. 6 Расчетное сечение ригеля ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Rb = 17 МПа = 1,7 кН/см2 b — ширина сечения ригеля; b = 20 см; ![]() ![]() Высота сжатой зоны х = ![]() Граница сжатой зоны проходит в узкой части сечения ригеля, следовательно, расчет ведем как для прямоугольного сечения. Расчет по прочности нормальных сечений ![]() ![]() 26 производится в зависимости от соотношения относительной высоты сжатой зоны бетона и граничной относительной высоты ![]() ![]() ![]() Где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() значение ![]() ![]() ![]() ![]() Если ![]() ![]() Если ![]() ![]() сжатой зоны всегда проходит в узкой части сечения ригеля. По найденной площади сечения растянутой арматуры по сортаменту подбираем 4Ø18 А500С ![]() ![]() Площадь подобранной арматуры должна быть больше требуемой по расчету площади или равна ей. Можно подобрать стержни одинакового диаметра, так чтобы площадь подобранной арматуры отличалась бы от площади требуемой арматуры незначительно. ![]() Расчет ригеля по прочности при действии поперечных сил производится на основе модели наклонных сечений. Ригель опирается на колонну с помощью консолей, скрытых в его подрезке (рис. 7), т.е. имеет место резко изменяющаяся высота сечения ригеля на опоре. При расчете 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 расчет по поперечной силе для наклонных сечений, проходящих у опоры консоли, образованной подрезкой. При этом в расчетные формулы вводится рабочая высота ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Рис.7 – Наклонное сечение на приопорном участке ригеля с подрезкой: 1 – при расчете по поперечной силе; 2 – горизонтальная трещина отрыва у входящего угла подрезки При диаметре нижних стержней продольной рабочей арматуры ригеля ![]() ![]() ![]() ![]() Расчет ригеля по бетонной полосе между наклонными трещинами производится из условия: ![]() где ![]() Проверка этого условия дает: ![]() т.е. принятые размеры сечения ригеля в подрезке достаточны. Проверяем, требуется ли поперечная арматура по расчету из условия: ![]() т.е. ![]() Находим погонное усилие в хомутах для принятых выше параметров поперечного армирования ![]() ![]() ![]() ![]() Расчет ригеля с рабочей поперечной арматурой по наклонному сечению производится из условия: ![]() где ![]() ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() которая должна быть не более ![]() ![]() ![]() ![]() т.е. условие прочности ригеля по наклонному сечению в подрезке при действии поперечной силы соблюдается. Необходимо также убедиться в том, что принятый шаг хомутов ![]() ![]() ![]() Выясним теперь, на каком расстоянии от опор в соответствии с характером эпюры поперечных сил в ригеле шаг поперечной арматуры может быть увеличен. Примем шаг хомутов в средней части пролета равным ![]() ![]() что не меньше минимальной интенсивности этого усилия, при которой поперечная арматура учитывается в расчете: ![]() Очевидно, что условие ![]() При действии на ригель равномерно распределенной нагрузки ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() с заменой в ней ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Тогда имеем: ![]() ![]() Поскольку ![]() ![]() ![]() ![]() В ригелях с подрезками у концов последних устанавливаются дополнительные хомуты и отгибы для предотвращения горизонтальных трещин отрыва у входящего угла подрезки (рис. 8). Эти хомуты и отгибы должны удовлетворять условию прочности: ![]() где ![]() Для рассматриваемого примера со сравнительно небольшим значением поперечной силы примем дополнительные хомуты у конца подрезки в количестве 2Ø12 А500С с площадью сечения ![]() ![]() т.е. установленных дополнительных хомутов достаточно для предотвращения горизонтальных трещин отрыва у входящего угла подрезки. Расчет по прочности наклонного сечения, проходящего через входящий угол подрезки, на действие изгибающего момента производится из условия: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() В рамках курсового проекта этот расчет не выполняется. Построение эпюры материалов Продольная рабочая арматура в полете 4Ø18 А500С. Площадь этой арматуры ![]() Площадь рабочей арматуры ![]() ![]() Из условия равновесия: ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Изгибающий момент, воспринимаемый сечением ригеля, определяется из условия равновесия: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Определяем изгибающий момент, воспринимаемый сечением ригеля с рабочей арматурой в виде двух стержней, доводимых до опоры: ![]() ![]() ![]() Рис.8 – Расчетное сечение ригеля в месте обрыва арматуры Откладываем в масштабе на эпюре моментов полученные значения изгибающих моментов ![]() ![]() ![]() Эпюра моментов для этого должна быть построена точно с определением значений изгибающих моментов в ![]() ![]() ![]() Изгибающий момент в любом сечении ригеля определяется по формуле: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() При ![]() При ![]() При ![]() Длина анкеровки обрываемых стержней определяется по следующей зависимости: ![]() где ![]() Поперечная сила ![]() ![]() Поперечные стержни Ø8 А400 ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Принимаем ![]() Место теоретического обрыва арматуры можно определить аналитически. Для этого общее выражения для изгибающего момента нужно приравнять моменту воспринимаемому сечением ригеля с арматурой 2Ø18 А500: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Это точки теоретического обрыва арматуры. Длина обрываемого стержня будет равна ![]() Принимаем длину обрываемого стержня 3,6 м. Определяем аналитически величину поперечной силы в месте теоретического обрыва арматуры: ![]() ![]() Графически поперечная сила была принята 69,26 кН с достаточной степенью точности. 4.Расчет и конструирование колонны Для проектируемого 8-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. 4.1Исходные данные Нагрузка на 1 м2 перекрытия принимается такой же, как и в предыдущих расчетах (см. табл. 2). Материалы для колонны: Бетон – тяжелый класса по прочности на сжатие В25, расчетное сопротивление при сжатии ![]() Арматура: – продольная рабочая класса А500С (диаметр 16…40 мм), расчетное сопротивление ![]() – поперечная – класса А240. ![]() |