Сбор временных нагрузок на помещение. Задание на проектирование 3

• Название: Задание на проектирование 3
• Дата: 22.05.2023
• Размер: 1.02 Mb.
• Имя файла: Сбор временных нагрузок на помещение.docx
• Тип: Реферат; #1150114
• страница: 5 из 7

Расчёт ригеля на прочность по сечениям, наклонным к продольной оси

На этом этапе необходимо выполнить расчёт ригеля по полосе между наклонными трещинами, подбор поперечной арматуры для ригеля крайнего пролёта второго этажа. Все необходимые усилия для расчёта были получены на этапе 2.

Расчёт монолитного ригеля по полосе между наклонными трещинами выполняем согласно п. 3.30 [3].

1. 
   Геометрические параметры поперечного сечения ригеля:
   

, , Рабочая высота сечения бетона:

2. Характеристики бетона:

Расчётная перерезывающая сила согласно результатам расчётов по этапу 2 -

3. Определяем предельную поперечную силу в сечении, нормальном к продольной оси ригеля:

4. Проверяем условие :

Прочность элемента по полосе между наклонными трещинами обеспечена.

Требуется произвести расчёт по прочности на действие поперечной силы по наклонному сечению.
Проверку прочности ригеля по сечениям, наклонным к продольной оси, на действие поперечной силы выполняем согласно п. 3.31 – 3.42 [3].

1. Геометрические параметры поперечного сечения ригеля – см. расчёт по полосе между наклонными сечениями.

2. Характеристики бетона: . По табл. 2.2 [3] определяем расчётное сопротивление бетона по прочности на растяжение:

Т. к. диаметр продольной растянутой арматуры каркаса КР-1 составляет 22мм, наименьший допустимый диаметр стержней поперечного направления из условия свариваемости составляет 5мм. Класс поперечной арматуры назначаем B500, – по табл. 16,5 [1].
Количество поперечных стержней принимаем равным количеству продольных – 7шт. Тогда площадь сечения стержней поперечной арматуры диаметром 4мм составит 137,5

Шаг поперечных стержней на опоре, согласно п. 5.21 [3], назначается из условий:

, ;

Принимаем шаг поперечных стержней на опоре – кратно

Шаг поперечных стержней в пролёте, согласно п. 5.21 [3], назначается из условий:

, ;

Принимаем шаг поперечных стержней в пролёте – кратно .

Расчётная перерезывающая сила согласно результатам расчётов по этапу 2 - значение полной расчётной нагрузки на ригеля от перекрытия с учётом его собственного веса равно:

(см. результаты расчёта этапа 1).

3. Определяем значение :

4. Интенсивность установки поперечных стержней на опоре ( ) и в пролёте ( ) составляет:

5. Находим длину проекции наклонного сечения:

6. Проверяем условия , :

– условия не выполняются, и, согласно п. 3.32 [3], значение не корректируем.

7. Проверяем условие :

1221,19мм условие выполняется.

8. Значение принимаем

9. Длину проекции наклонной трещины принимаем равной :

10. Проверяем условие :

- условие выполняется.

11. Значение принимаем равным

12. Поперечная сила, воспринимаемая хомутами в наклонном сечении:

13. Поперечная сила, воспринимаемая бетоном в наклонном сечении:

14. Поперечная сила в наклонном сечении с длиной проекции от внешних сил принимается в сечении, нормальном к продольной оси элемента, проходящем на расстоянии от опоры, и определяется по формуле:

15. Проверяем условие :

– условие выполняется, прочность элемента по сечениям, наклонным к продольной оси обеспечена.

При уменьшении интенсивности хомутов от опоры – к пролёту с до , вызванном увеличением шага поперечных стержней, длину участка с интенсивностью хомутов следует принимать не менее пролёта монолитного ригеля и не менее значения , определяемого в зависимости от :

Т. к. согласно п. 3.34 [3], значение определяем по формуле:

;

где

Проверяем условие :

– условие выполняется, следовательно, значение и не корректируем:

С учётом ширины площадки опирания ригеля на наружные кирпичные стены ( – см. общие сведения о сборно-монолитном перекрытии, этап 1), значение составит: Значение необходимо принимать не менее пролёта ригеля, что составляет

Окончательно длину участка с интенсивностью хомутов назначаем кратно шагу поперечных стержней на опоре: , кратно .

Конструирование монолитного ригеля показано в графической части.

4. Расчёт монолитного железобетонного ригеля по предельным состояниям второй группы

На этом этапе необходимо выполнить расчёт ригеля крайнего пролёта второго этажа по предельным состояниям второй группы: определить момент трещинообразования, вычислить ширину продолжительного и непродолжительного раскрытия трещин, нормальных к продольной оси ригеля, выполнить расчёт по деформациям. Все необходимые усилия были получены на этапе 2.

В случае, если трещины не образуются, расчёт по раскрытию трещин выполнять не следует.
Момент образования трещин с учётом упругих деформаций определяем согласно п. 4.4 – 4.8 [3].

1. Геометрические параметры поперечного сечения ригеля: , 2 где 20мм – минимальная толщина защитного слоя бетона, 4мм – диаметр сжатой арматуры в пролетном сечении.

2. Характеристики бетона и арматуры для расчёта ригеля по предельным состояниям второй группы: бетон тяжёлый, класс бетона B30, по табл. 2.1 [3] расчётное сопротивление бетона по прочности на сжатие Значение начального модуля упругости бетона принимаем по табл. 2.4 [3]:

Продольная рабочая арматура по заданию – класса A300, значение модуля упругости арматуры принимаем равным (см. п. 2.20 [3]). Площадь фактически установленной продольной растянутой арматуры в пролётном сечении составляет (6∅22 и 1∅20), продольной сжатой: (76).

За расчётный диаметр стержней растянутой арматуры принимаем наибольший диаметр – 22 .

Изгибающий момент ригеля в пролётном сечении в крайнем пролёте от действия полной нормативной нагрузки равен в т. ч. изгибающий момент в пролётном сечении в крайнем пролёте от действия нормативной длительной нагрузки

3. Площадь поперечного сечения ригеля в пролётном сечении:

см. этап 1.

4. Определяем коэффициент приведения арматуры к бетону:

.

5. Площадь приведённого сечения ригеля:

6. Статический момент полного приведённого сечения относительно растянутой грани:

;

где статический момент стенки монолитного ригеля относительно растянутой грани;

статический момент полки ригеля относительно растянутой грани;

статический момент сжатой и растянутой арматуры относительно растянутой грани.

7. Расстояние от наиболее растянутого волокна бетона до центра тяжести приведённого сечения ригеля:

62639401,83/336539,87=

Расстояние от наиболее сжатого волокна бетона до центра тяжести приведенного сечения монолитного ригеля будет равно:

8. Момент инерции приведённого сечения относительно его центра тяжести:

;

где

момент инерции поперечного сечения бетона ригеля относительно центра тяжести приведённого сечения;

момент инерции растянутой арматуры относительно центра тяжести приведённого сечения;

момент инерции сжатой арматуры относительно центра тяжести приведённого сечения;

9. Момент сопротивления :

10. Согласно п. 4.8 [3], для тавровых сечений при определении момента образования трещин с учётом неупругих деформаций растянутого бетона допускается заменять значение на , где – коэффициент, зависящий от формы поперечного сечения элемента, определяемый по табл. 4.1 [3]. Для элемента таврового профиля коэффициент .

11. Момент образования трещин с учётом неупругих деформаций бетона:

12. Проверяем условие :

условие выполняется, трещины образуются, требуется расчёт по раскрытию трещин.

Ширину раскрытия трещин, нормальных к продольной оси ригеля, определяем согласно п. 4.4 – 4.8 [3].

1. Исходные данные см. расчёт по определению момента трещинообразования.

2. коэффициент приведения арматуры к бетону:

3. Напряжения в растянутой арматуре монолитного ригеля определяют по формуле:

-момент инерции приведенного поперечного сечения монолитного ригеля, определяемого с учетом площади сечения только сжатой зоны бетона, площадей сечения растянутой и сжатой арматуры, принимая в соответствующих формулах значения коэффициента приведения арматуры к бетону .

Для определения высоты сжатой зоны бетона вычисляем коэффициенты армирования:

, , ,

где - площадь сжатых свесов полок.

, ,

Высоту сжатой зоны определяем по формуле 4.44 [3]:

Принимая , находим :


Момент инерции приведенного сечения относительно его центра тяжести с учетом площади сечения только сжатой зоны бетона, площадей сечения растянутой и сжатой арматуры определяем по формуле:

, где

момент инерции приведенного сечения относительно его центра тяжести с учетом площади сечения только сжатой зоны;

момент инерции растянутой арматуры относительно центра тяжести приведенного сечения;

момент инерции сжатой арматуры относительно центра тяжести приведенного сечения.

Принимая , находим :

6. Определяем высоту растянутой зоны бетона:

;

где – поправочный коэффициент, равный для элементов таврового сечения с полкой в сжатой зоне;

7. При определении площади сечения растянутого бетона высота растянутой зоны бетона принимается не менее и не более :

условие не выполняется, принимаем .

8. Площадь сечения растянутого бетона:

9. Базовое расстояние между трещинами :

.

где см. исходные данные определения момента трещинообразования.

10. Значение принимают не менее и :

условие выполняется, значение не корректируем.

11. Значение принимают не более и :

окончательно принимаем .

17. Значение напряжения в растянутой арматуре монолитного ригеля определяем по формуле:

где – к определению ширины раскрытия трещин при действии полной нормативной нагрузки;

– к определению ширины раскрытия трещин при действии нормативной длительной нагрузки.

напряжение в растянутой арматуре при действии полной нормативной нагрузки;

напряжение в растянутой арматуре при действии нормативной длительной нагрузки.

18. Значение коэффициента , учитывающего неравномерное распределение относительных деформаций растянутой арматуры между трещинами:

;

при действии полной нормативной нагрузки;

при действии нормативной длительной нагрузки.

19. Значения коэффициентов согласно п. 4.10 [3]:

– учитывает продолжительность действия нагрузки, равный при непродолжительном действии нагрузки; равный – при продолжительном.

– учитывает профиль продольной арматуры, равный для арматуры класса A300;

– учитывает характер нагружения, равный для изгибаемых элементов.

20. Ширина раскрытия трещин:

;

при продолжительном действии длительных нагрузок:

;

при непродолжительном действии полной нагрузки:

;

при непродолжительном действии длительных нагрузок:

.

Согласно п. 4.14 [3], ширина продолжительного раскрытия трещин:

.

Ширина непродолжительного раскрытия трещин:

.

16. Проверяем условие ;

где – предельно допустимая ширина раскрытия трещин, равная:

– при продолжительном раскрытии трещин;

– при непродолжительном раскрытии трещин.

– условие выполняется;

– условие выполняется.

Следовательно, требования к монолитному ригелю по трещиностойкости удовлетворяются.