ПЗ. Пояснилка конструкции Андрюшина. Курсовой проект

• Название: Курсовой проект
• Дата: 23.02.2020
• Размер: 355.95 Kb.
• Имя файла: Пояснилка конструкции Андрюшина.docx
• Тип: Курсовой проект; #109522
• страница: 4 из 4

Расчёт сборного железобетонного ригеля

Исходные данные:

Длина ригеля – 5560 мм

b = 200 мм, b_f = 400 мм, h = 450 мм

Бетон класса В₃₀(R_b=17 МПа, R_bt=1,15 при γ_b=0,9)

Рабочая арматура класса А400 (R_s=365 МПа, R_sw=290 МПа, R_sс = 350 МПа)

1. Статический расчёт ригеля

Расчётный пролёт l₀= 5660 – 100 = 5560 мм.

Погонная нагрузка от собственного веса ригеля (при объёмном весе железобетона 25 кН/м³):

Нормативная - q_pⁿ= (0,25x0,4+0,2x0,2) x25=3,5 кН/м

Расчётная – q_p = 3,5x1,1 = 3,85 кН/м

(где γ_f =1,1 – коэффициент надёжности по нагрузке)

Полная расчётная нагрузка определяется с учётом шага ригелей 6 м и номинальной длины панели 6м.

Полная погонная нагрузка на ригель:

-от веса междуэтажного перекрытия 10,33 х6= 61,98 кН/м;

-от веса ригеля 3,85 кН/м;

Итого: q=65,83 кН/м;

С учётом коэффициента надёжности по назначению γ_n=0,95, расчётная нагрузка: q=65,83x0,95=62,54 кН/м.

Расчётная схема ригеля



Изгибающий момент в середине пролёта

= = 241,67 кНм

Поперечная сила на опоре

= = 173,86 кН

2. Расчёт прочности нормальных сечений



Задаёмся защитным слоем бетона а_з.с.б.= 30 мм.

Тогда +d/2=30+30/2=45 мм.

h₀=450-45=405 мм.

Поскольку полка находится в растянутой зоне, сечение рассматриваем как прямоугольное шириной b=200 мм. Несущая способность сечения на изгиб M_u складывается из моментов относительно арматуры A_s: воспринимаемых сжатым бетоном M_b и сжатой арматурой M_s’. Условие прочности имеет вид: M ≤ M_u = M_b + M_s’

Вычисляем M_b, задавшись граничной высотой сжатой зоны

=193,59 мм,

Где ξ_R находим по таблице 1 с учётом γ_b2 = 0,9,

тогда M_b=R_b x b x x (h₀ – 0,5 x ) = 17000 x 0,2 x 0,194 x (0,405 – 0,5 x 0,194) = 203,15 кНм

M_b = 203,15 кНм < 241,67 кНм

Прочность недостаточна, требуется арматура A_s’.

Граничная относительная высота сжатой зоны = 0,564

Эпюра материалов



Определяем, какую часть изгибающего момента М должна воспринимать арматура A_s’: M_s’ = 241,67 – 203,15 = 38,52 кНм

Поскольку M_s’ = R_sc x A_s’ x (h₀ – a’), требуемая площадь сжатой арматуры

A_s’ = == 2,934 см²

Из суммы проекций сил на горизонтальную ось N_s – N_b – N_s’ = 0 , находим площадь растянутой арматуры:

A_s = = = 28,23 см²

Принимаем по сортаменту 2 Ø 32 мм А 400 + 2 Ø 28 мм А 400, A_s = 16,08 + 12,32 = 28,40см²

Монтажная арматура принимается из условия A_s’ = 0,1 х A_s = 28,4 х 0,1 = 2,84 см².

Принимаем по сортаменту 2 Ø 14 мм А 400, A_s’= 3,08 см².

Проверяем прочность сечения:

X = = = 27,32 см

X = 27,32 см > X_R = 19,36 см

Прочность достаточна

Приведённый порядок расчёта изменится незначительно, если окажется, что M_b > M, т.е. сжатая арматура по расчёту не потребуется. В этом случае нужно задаться арматурой As’ из конструктивных соображений (для пространственного каркаса ригеля она должна быть не менее 2 Ø 10 мм А 400 – при меньших диаметрах каркас в момент подъёма деформируется).

Зная As’, находим M_s’ = R_s x A_s’ x (h₀ – 0,5 x ) , а затем M_b = M – M_s’

Тогда из условия M_b = R_b x b x x (h₀ – 0,5 x ) определим высоту сжатой зоны = h₀ - ,

А из условия N_s – N_b – N_s’ = 0 определим A_s = (R_b x b x + R_sc x A_s’) x R_s

В целях экономии стали часть продольной арматуры (2 Ø 28 мм А 400, т.е. не более половины A_s) обрываем в пролёте. Для нахождения точек теоритического обрыва приравниваем внешний момент М_ul с оставшейся арматурой A_s1 2 Ø 32 мм А 400.

X₁ = ==18,69 см.

M_ul = R_b’ x b x (h₀ – 0,5 x ) + R_sc x A_s’ (h₀ – a’) = 17000 x 0,2 x 0,187 x (0,405 – 0,08) + 350 x 0,402 x ( 0,405 – 0,03) = 308,97 кНм.

M_ul = M₁ = q x l x – q x m², откуда m = 0,5 l - = 0,5 x 5,56 - = 0,42

Подытоживая результаты расчёта нормальных сечений, отметим, что, если для растянутой арматуры потребуется больше 4 Ø 32 мм А 400, а для сжатой – больше 2 Ø 20 мм А 400, необходимо увеличить высоту сечения ригеля, иначе не обеспечивается требуемая жёсткость конструкции. Увеличение класса бетона не даст нужного прироста жёсткости. Опасные наклонные сечения начинаются там, где резко меняются размеры сечения ригеля, т.е. в углу подрезки. Высота сечения здесь h₀₁ – 300 мм, ширина b = 200 мм. Продольная растянутая арматура A_s1 , подобранная расчётом прочности нормальных сечений, до опор не доходит, поэтому в опорных участках устанавливают дополнительную продольную арматуру A_s2, диаметр которой определяют расчётом наклонных сечений на изгиб. Для надёжного заанкеривания её приваривают к опорной закладной пластине толщиной 10 мм. С учётом этого принимаем а = 20 мм, h₀₁ = 280 мм.

Не приступая к расчётам, определим минимальное поперечное армирование по конструктивным требованиям. При h₁ < 450 мм шаг S_w поперечных стержней (хомутов) на длине, равной ¼ пролёта, должен быть не менее 150 мм и не более S_w = == 150 мм.

Проверяем отношение = = 0,37 –– это значение не должно быть больше = = 0,54

Т.к. 0,37 < 0,54 – условие выполняется, принятый шаг поперечных стержней достаточен.

Определяем диаметр поперечных стержней:

d_sw = 0,25 x d_s = 0,25 x 32 = 8 мм, где d_s – максимальный диаметр пересекающихся свариваемых стержней. Принимаем поперечные стержни с учётом свариваемости Ø 8 мм А 400, так как ширина b = 200 мм, принимаем 2 каркаса. Следовательно, A_sw = 1,01 см².

Выполняем расчёт прочности по полосе между наклонными сечениями.

Проверяем выполнение условия:

Q = Q_max ≤ 0,3 x R_b x b x h₀ = 0,3 x 1,7 x 20 x 40,5 = 413,1 кН

173,86 ≤ 413,1 – условие выполняется, прочность сжатой полосы между наклонными сечениями обеспечена.

Назначаем шаг поперечных стержней на приопорных участках длиной равной ¼ пролёта: ¼ l = 5,66 / 4 = 1,415 м.

Проводим расчёт прочности наклонных сечений по условию Q_max ≤ Q_b + Q_sw

Проверяем выполнение условия:

Q_max = 173,86 ≤ Q_b = 0,5 x R_bt x b x h₀ = 0,5 x 0,115 x 20 x 40,5 = 46,58 кН – условие не выполняется, это означает, что прочности бетона Q_b не хватает для восприятия поперечной силы. Необходим расчёт поперечной арматуры.

Задаёмся величиной проекции наклонной трещины:

C ≤ = = 1,35 м

Определяем погонное усилие, воспринимаемое поперечными стержнями:

q_sw = = = 195,27 кН/м

Невыгодная проекция наклонной трещины

C₀ = h₀ x = 0,5 x = 0,77 м

Принимаем C_sw = 0,77 м (минимальное из трёх значений: C = 1,35 м, С₀ = 0,77м, 2 х h₀ = 2 x 0,405 = 0,81 м)

Проверяем прочность наклонных сечений

Прочность обеспечена, если Q ≤ Q_b + Q_sw ,

где Q_b – сила, воспринимаемая бетоном;

Q_sw – сила, воспринимаемая хомутами.

Q_b = = = 97,99 кН

Q_sw = q_sw x C_sw = 195,27 x 0,77 = 150,36 кН

Q = 173,86 ≤ 97,99 + 150,36 кН = 248,35 кН

Условие выполняется => прочность наклонных сечений обеспечена.

В средней части пролёта шаг хомутов S_w принимаем не более 0,75 х h₀ , но не более 500 мм.

S_w = 0,75 x 405 = 303,75. Округляем и принимаем S_w = 300 мм.



Литература

1. Сетков В.И., Сербин Е.П. Строительные конструкции. Расчет и проектирование: Учебник.-3-е изд., доп.и испр.-М.:ИНФРА-М,2019.

2. Долгун А.И., Меленцова Т.Б. Строительные конструкции: учебник для студентов учреждений среднего профессионального образования - М.: Издательский центр “Академия”,2012.

3. СП 20.13330.2012. Свод правил по проектированию и строительству. Нагрузки и воздействия (актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*).

4. СП 22.13330.2011. Свод правил по проектированию и строительству. Основания зданий и сооружений (актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*).

5. СП 63.13330.2012 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003

6. СП 52-101-2003. Свод правил по проектированию и строительству. Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры.

7. ГОСТ 21.1101-2009. СПДС. Основные требования к проектной и рабочей документации.

8. Типовые серии 1.041-1; 1.020-1/83 вып.1-1,2-1,2-2,2-15; 1.141-1.

9. ГОСТ 13580-85 Плиты железобетонные фундаментов.