Проектирование конструкций железобетонных многоэтажных промышленных зданий

ЖБК.dwg

Сетка арматурная С-1
Сетка арматурная С-2
Канат арматурный 9К7-1500
Сетка арматурная С-1.2
Бетонная плитка - 30 мм
Цементно-песчаный раствор - 15мм
Цементно-песчаная стяжка - 30 мм
Схема расположения элементов сборного перекрытия
Схема расположения монолитного перекрытия ПМ-1
Второстепенные балки
Сборная жб плита перекрытия - 400 мм
Второстепенная балка
План нижних сеток плиты
План верхних сеток плиты
Сетка арматурная С-1.1
Сетка арматурная С-2.1
Каркас пространственный КП-1
Конструкция сборной плиты перекрытия П-1
Схема армирования ригеля
Изделие закладное Мн-1
Схема устройства стыка ригеля с колонной
Контактная сварка ГОСТ 14098-91-С2-Кн
Сетка арматурная С-2.2
*армирование главной балки условно не показано
Сетка арматурная С-3.1
Сетка арматурная С-3.2
Железобетонные и каменные конструкции 2
Спецификация элементов на плиту П-1
Поперечный разрез здания
конструкция ригеля дальнего пролета с каркасами.
Схема расположения монолитного перекрытия ПМ-1. Разрез 1-1. Спецификация элементов на перекрытие ПМ-1.

ЖБК.docx

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
«Тольяттинский государственный университет»
Центр архитектурных конструктивных решений и организации строительства
по учебному курсу «Железобетонные и каменные конструкции 2»
(наименование центра полностью)
на выполнение курсового проекта
Студент Смородина Е.О.
Тема: «Проектирование конструкций железобетонных многоэтажных промышленных зданий»
Срок сдачи студентом законченного курсового проекта «16» 10 2021 г.
Исходные данные к курсовому проекту:
Пролет рамы l1 м - 615
Количество этажей n эт. - 5
Величина временной нагрузки кПа - 105
Величина кратковременной нагрузки she кПа - 25
Класс напрягаемой арматуры - А1000
Класс бетона для пред напряжённых конструкций - В30
Класс арматуры для ненапряженных конструкций - А400
Класс бетона для ненапряженных конструкций - В20
Конструкция пола: бетонная плитка = 30 мм на цементно-песчаном растворе = 15 мм; цементно-песчаная стяжка = 30 мм.
Содержание пояснительной записки курсового проекта (перечень подлежащих разработке вопросов разделов): Введение. Компоновка конструктивной схемы перекрытия в сборном варианте. Расчет ребристой предварительно напряженной плиты перекрытия по предельным состояниям первой и второй групп. Статический расчет рамы с определением расчетных усилий в характерных сечениях ригеля и колонн с перераспределением усилий в опорных сечениях ригеля допуская образование пластических шарниров в стыке ригелей с колоннами. Расчет и конструирование ригеля крайнего пролета по предельному состоянию первой группы. Компоновка конструктивной схемы перекрытия в монолитном варианте. Расчет и конструирование плиты и второстепенной балки монолитного балочного ребристого перекрытия по предельным состояниям первой группы. Заключение. Список используемой литературы и (или) источников. Приложение(я) (если необходимо).
Ориентировочный перечень графического и иллюстративного материала (с точным указанием чертежей и форматов их представления):1 формата А1 включает совмещенную схему расположения элементов сборного перекрытия; поперечный разрез здания; конструкцию сборной плиты перекрытия с каркасами и спецификацией; конструкцию ригеля крайнего пролета с каркасами и спецификацией.2 формата А1 содержит схему расположения элементов монолитного перекрытия; конструкцию плиты и второстепенной балки монолитного ребристого перекрытия с сетками каркасами и спецификацией.
Рекомендуемые учебно-методические материалы: Проектирование конструкций железобетонных многоэтажных зданий [Электронный ресурс]: электрон. учеб.-метод. пособие В. А. Филиппов; ТГУ; архитектурно-строит. ин-т; каф. «Городское стр-во и хоз-во». - Тольятти: ТГУ 2015. - 140 с. : ил. - Библиогр.: с. 129-130. - Прил.: с. 131-140. - ISBN 978-5-8259-0825-0: 1-00.
Руководитель курсового проекта
Задание принял к исполнению
Компоновка конструктивной схемы сборного перекрытия6
Проектирование ребристой плиты перекрытия7
1.Конструкция типовой ребристой плиты7
2.Расчетный пролет нагрузки и усилия в плите8
3.Характеристики прочности бетона и арматуры9
4.Расчет ребристой плиты перекрытия по первой группе предельных состояний10
5.Расчет ребристой панели перекрытия по 2-й группе предельных состояний17
Проектирование ригеля23
1.Расчетная схема и нагрузки23
2.Вычисление изгибающих моментов в расчетных сечениях ригеля23
3.Расчет прочности ригеля по сечениям нормальным к продольной оси29
4.Расчет прочности ригеля по сечениям наклонным к продольной оси31
5.Конструирование арматуры крайнего ригеля32
Проектирование ребристого монолитного перекрытия с балочными плитами37
1.Компоновка конструктивной схемы ребристого монолитного перекрытия с балочными плитами37
2.Расчет монолитной плиты перекрытия38
3.Расчет плиты по первой группе предельных состояний39
4.Расчет второстепенной неразрезной балки41
Список используемой литературы50
Существует несколько видов железобетонных каркасов зданий.
Первый - в монолитном исполнении. Монолитная конструкция выполняется путем заливки бетона в опалубку. Монолитные изделия бывают абсолютно любых размеров типов и так видов. Они обладают высокой прочностью и могут распределять нагрузки приходящиеся на балки и плиты. Это позволяет частично сохранить необходимые при строительстве материалы.
Следующий вид каркасов - сборный. Его можно использовать как для строительства промышленных зданий так и для строительства индивидуальных построек. Сборные железобетонные каркасы можно возводить при низких температурах. Основные компоненты каркаса - колонны ригели (балки) и плиты - изготавливаются непосредственно на заводе но собираются непосредственно на строительной площадке.
Третий тип конструкции – сборно-монолитный каркас. С помощью этих конструкций возводится основные виды здания которая состоит из сборных железобетонных элементов (например колонн пустотелые плиты ригели) изготовленных на заводе затем заливаются бетонные блоки и секции. Это дает возможность собирать каркас здания с многократно большим расстоянием между несущими частями каркаса. Жесткость и устойчивость конструкции достигается узлами ригелей и колонн. Бетонные стыки между плитами для создания жесткого диска для пола.
В курсовом проекте конструкцией каркаса здания являются колонны которые жестко прикреплены к фундаменту ригели перекрытия и покрытия опирающиеся на несущие колонны и непосредственно плиты перекрытия и покрытия. Их общая работа придает зданию необходимую жесткость.
КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
Восприятие ветровой нагрузки здания заранее предусмотрено так что она воспринимаются продольными и поперечными стенами здания поэтому перекрытие непосредственно рассчитывается только исключительно на вертикальные нагрузки.
Изначально плиты перекрытия для дальнейших расчётов принимаем предварительно напряженными ребристыми. Номинальная ширина плит перекрытия составляет:
Все плиты размещаются вдоль ряда колонн с поперечным сечением 400 × 400 мм а дополнительные пристанные плиты опираются на наружные стены и ригели с поперечным сечением 300 × 800 мм.
Поперечные ригели рамы - трехпролетные с жестким соединением с колонной.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ РЕБРИСТОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ
Ребристая плита является составной частью здания. Зачастую её изготавливают из тяжелых илилегких бетонов. Бетон имеет достаточно высокую марку для воспринятия сжимающих нагрузок. Для воспринития растягивающих усилий применяется арматура которая устанавливается в теле конструкции. Так же применяются специальные химические добавки в цементно-бетонную смесь. Применения их обусловлены усилением прочности материала.Стальная арматура позволяет уменьшить сечение готового изделия что в свою очередь позволяет сэкономить на бетоне.
Из всего этого можно сделать главный вывод что ребристая плита — это цельная плита с усиливающими продольными и поперечными элементами. Для удобства применения изделия изготавливаются в сборном виде. Это дает возможность использовать их на различных строящихся объектах.
1.КОНСТРУКЦИЯ ТИПОВОЙ РЕБРИСТОЙ ПЛИТЫ
высота сечения ребристой плиты – 400 мм;
ребристая плита имеет конструктивную ширину – 1530 мм;
понизу продольные ребра ребристой плиты имеют ширину– 85 мм поверху размер составляет – 100 мм;
определим ширину верхней полки входящей в ребристую плиту = 1530 – 2 · 20 = 1490 мм;
толщина полки составляет – 50 мм.
Для проведения расчета по предельным состояниям первой группы необходимо примести плиту перекрытия к тавровому сечению. Определим ширина ребра которая составляет:
Рис. 1. Конструкция ребристой плиты перекрытия.
Отношение следовательно делаем вывод что в расчет принимаем ширина полки равная = 1495 – ширина всей плиты
Определим рабочую высоту сечения по формуле h0 = h – ap = 400 – 40 = 360 мм
2.РАСЧЕТНЫЙ ПРОЛЕТ НАГРУЗКИ И УСИЛИЯ В ПЛИТЕ
Выполним сбор нагрузок приходящихся на 1 м2 перекрытия и приведем в его полный состав в табл. 1.
Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м2 перекрытия
Нормативные нагрузки кНм2
Коэффициент надежности по нагрузке
Собственный вес железобетонных плит перекрытия с учетов заливки швов
Бетонная плитка на цементно-песчаном растворе = 30 мм 24 × 0030 × 1 = 072
Цементно-песчаный раствор = 15 мм 20 × 0015 × 1 = 03
Футеровка цементно-песчаная = 30 мм 20 × 003 × 1 = 06
Так же кратковременная временная
Так же постоянная и временная длительная нагрузка
Определяем что коэффициенты имеют следующие величины:
- коэффициент надежности по ответственности здания γп =10
Определим нагрузку приходящуюся непосредственно на 1 м.п. плиты учитывая что её ширина составляет 1497 м:
полная нагрузка принимаемая далее в расчёте как расчётная составляет величину:
полная нагрузка принимаемая в расчёте далее как нормативная составляет величину:
постоянная и временная длительная нормативные нагрузки составляет величину:
Усилия от расчетных и нормативных нагрузок.
Конструктивная длина плиты составляет 605 м. Следовательно необходимо вычислить расчетный пролет. Вычисляем его по следующей формуле:
Необходимо далее определить усилия получаемые от полной расчетной нагрузки.
Так максимальный изгибающий момент (в середине пролёта):
максимальная поперечная сила (на опорах):
Усилия от полной нормативной нагрузки:
постоянной и временной длительной нормативной нагрузки:
3.ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОЧНОСТИ БЕТОНА И АРМАТУРЫ
Ребристая плита — это предварительно напряженная конструкия с устройством армирования в ребре плиты из стержневой арматуры класса A1000. Напряжение арматуры внутри конструкции достигается за счёт его предварительного натяжения на борта формы до бетонирования. По справочным данным определяем нормативное сопротивление арматуры. Оно составляет Rsn =1000 Мпа. Следовательно расчетное сопротивление будет иметь значение равное Rs = 830 Мпа. А модуль упругости по этим же документам будет составлять Es = 2105 МПа;
Исходя из задания определим величину предварительного напряжения арматуры. Определяем величину согласно следующей формуле sp = 07Rsn = 07 ·1000 = 700 МПа.
Для поперечной арматуры принимаем арматуру классом А400. Дана арматура имеет следующие характеристики расчетного сопротивления: Rsw = 285 Мпа.
В свою очередь согласно заданию принимаем класс бетона В30. Его характеристики согласно нормативным документам: расчетное сопротивление - Rb=1700 МПа; Rbt=115 Мпа (для первой группы предельных состояний) Rbser=2200 МПа; Rbtser=175 МПа (для второй группы предельных состояний) начальный модуль упругости равен Еb =32510-3 МПа.
4.РАСЧЕТ РЕБРИСТОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ ПО ПЕРВОЙ ГРУППЕ ПРЕДЕЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ
Расчет плиты по первой группе предельных состояний включает в себя расчет нормальных сечений продольной оси элемента и расчет наклонных сечений на продольной оси элемента
Расчет поперечных сечений продольной оси элемента является расчетной частью в которой необходимо определить достаточна ли несущая способность плиты для восприятия воздействующего изгибающего момента. Проверяется сочетание следующих 2 факторов: поперечный размер плиты перекрытия и площадь продольной арматуры расположенной непосредственно в теле плиты. Если произведенный расчёт докажет что изгибающий воздеюствующий момент ниже максимально допустимого то условия прочности выполняется.
Рачёт по наклонным сечениям представляет собой расчёт на действие поперечной силы. Для проверки необходимо определить поперечные размеры плиты перекрытия и площадь поперечной арматуры расположенной в теле плиты. Как и на предыдущем этапе расчета если действующая поперечная сила меньше максимально допустимой прочность элемента считается обеспеченной.
На участок плиты который используется для расчета воздействет изгибающий момент составляющий 13491 КН*м. Сечение плиты имеет Т-образную форму с полкой расположенной в сжатой зоне. Предположим что нейтральная ось проходит через полку. Примем данный факт в первом приближении. Это позволит нам выполнять расчёт как для прямоугольного сечения. Ширина прямоугольника равняется равна ширине полки. Рассчитаем коэффициент αm по формуле:
Относительная высота зоны сжатого бетона рассчитывается по формуле:
Высота сжатой зоны бетона составляет:
Поскольку полученные значения указывают на x h'f можно сделать вывод что нейтральная ось проходит на полке. Поэтому предельная высота сечения уплотненного бетона рассчитывается следующим образом:
Так как R сделан вывод что устанавливать арматуру в зоне сжатия не нужно.
Площадь продольного рабочего ребра жесткости рассчитывается по формуле:
В зависимости от состояния принимается значение коэффициента γs = 11.:
Окончательно в работу принимаем 216 A1000 Аsр= 4.02 см2
Расчет армирования полки ребристой плиты
Рабочая арматура - это стержни предназначены для восприятие внутренних сил возникающие в элементах железобетонной конструкции под воздействуюзей нагрузкой. Aрматура расположена в основном в растянутой зоне железобетонного элемента. Необходимое количество арматуры определяется на основе расчета прочности конструкции
При проектировании плиты мы предполагаем что она имеет поперечные ребра. Отношении пролетов полки между ребрами составляет l2 l1 = 12701267 = 1039 2. Мы заключаем что полка принимается в расчёте как плита защемленная по контуру.
Нагрузка приходящаяся на 1 м2 ребристой плиты перекрытия необходимая для дальнейших расчётов вычисляется по следующей формуле:
(g + v) ·γn = (486 + 126) ·1=1746
Принимая для дальнейших расчётов что длины l1 =l2 = 128 м а моменты Ml Msup = 1 формула определения уравнения моментов в защемленной плите принимает вид:
Армирование плит в продольном направлении выполнены сварочной сеткой с рабочей арматурой в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Рабочая арматура имеет класс А400. По продольному ребру опорный изгибающий момент который воспринимается сеткой имеющей поперечную рабочую арматуру А400. Расчетное сопротивление арматуры Rs = 355 МПа
Сечение непосредственно полки плиты выполнено прямоугольным рабочая же высота сечения определяется по формуле
h0 = h – a = 50 – 15 = 35 мм;
Поскольку R делаем вывод что в зоне сжатия нет необходимости устанавливать ребра жесткости.
Площадь продольного рабочего ребра жесткости составляет: мм2
Принимаем в дальнейшем сетки имеющие шаг арматуры 200 мм ∅4 мм с As = 63 мм2
Геометрические характеристики приведенного сечения.
Для определения напряжения между участками предварительно напряженных железобетонных элементов на этапе до образования трещин считается уменьшенным определенный участок в котором площадь с которой заменяется арматура заменяется участком эквивалентным определенной площади. Исходя из равности деформаций бетонна и арматуры уменьшение производится на отношение коэффициента упругости двух материалов.
Вычислим коэффициент приведения. Его значение рассчитывается по формуле:
У бетонного сечения элемента есть определенная площадь. Поэтому выполним расчёт площади этого бетонного сечения. Для выполнения этой задачи выполним разделение элемента на две части. 1 элементов будет ребро а вторым элементом свесы полок плиты:
Рис. 2. Схема сечения для определения геометрических характеристик приведенного сечения
Вычислим площадь уже уменьшенного сечения для дальнейших расчётов. Определяется по формуле:
Определим статический момент в указанной выше области приведенного сечения. Определяется по формуле:
где AI - площадь первой части этой части а yi - расстояние от нижнего края первой части до центра тяжести.
Используйте следующую формулу для расчета расстояния от нижнего края увеличенной части до центра.
Далее вычислим момент инерции приведенного сечения:
где Ii – собственный момент инерции i-го участка сечения.
Первые потери предварительного напряжения в арматуре:
Так как напряжение генерируется электротермическим методом рассчитаем потери при падении напряжения.
Здесь Мпа – предварительное напряжение арматуры без учета потерь;
Определяет усиление тяги и потери между точками остановки при разнице температур.
потери между натянутой арматурой и упорами в случае температурного перепада:
Усилия обжатия с учетом первых потерь:
Рассчитаем эксцентриситет с учетом отсутствия напряженной арматуры в зоне уплотненного бетона:
Мы рассчитываем максимальное сжимающее напряжение бетона при сжатии с учетом первой потери. Р(1):
Условие bp ≤ 09Rbp = 09·21=189 МПа выполняется где Rbp = 07В = 07·30 = 21 МПа.
Вторые потери предварительного напряжения в арматуре:
потери в случае усадки:
потери в случае ползучести:
φbcr – коэффициент ползучести бетона
Рассчитаем напряжение бетона на уровне арматуры с учетом фактического веса плиты.
где: Mg – момент от собственного веса плиты установленной на деревянные прокладки:
где: qw = 2.5·1470·11=4.04 кНм – линейная нагрузка за счет веса плиты
I - расстояние между проставками в валу.
Итого прочие потери:
Сумма 1-х и 2-х потерь предварительного напряжения:
Учитывая все потери рассчитаем предварительные напряжения:
Рассчитайте прочность бетона на сжатие с учетом всех потерь.
Расчет прочности ребристой плиты по сечению наклонному к продольной оси. Расчет по бетонной полосе между трещинами
Расчет железобетонных элементов по прочности наклонных сечений производят: по наклонному сечению на действие поперечной силы по наклонному сечению на действие изгибающего момента и по полосе между наклонными сечениями на действие поперечной силы.
При расчете железобетонного элемента по прочности наклонного сечения на действие поперечной силы предельную поперечную силу которая может быть воспринята элементом в наклонном сечении следует определять как сумму предельных поперечных сил воспринимаемых бетоном в наклонном сечении и поперечной арматурой пересекающей наклонное сечение.
При расчете железобетонного элемента по прочности наклонного сечения на действие изгибающего момента предельный момент который может быть воспринят элементом в наклонном сечении следует определять как сумму предельных моментов воспринимаемых пересекающей наклонное сечение продольной и поперечной арматурой относительно оси проходящей через точку приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне.
При расчете железобетонного элемента по полосе между наклонными сечениями на действие поперечной силы предельную поперечную силу которая может быть воспринята элементом следует определять исходя из прочности наклонной бетонной полосы находящейся под воздействием сжимающих усилий вдоль полосы и растягивающих усилий от поперечной арматуры пересекающей наклонную полосу.
Прочность бетонной полосы между наклонными трещинами из условия
Где Прочность на сдвиг нормального сечения достигается на расстоянии не менее h0 от основания.
Прочность бетонной полосы гарантирована.
Расчет прочности по наклонным к продольной оси сечениям.
В продольных ребрах устанавливаем поперечный армирующий каркас по всей длине ребра.
При использовании A400 площадь поперечного сечения составляет 6 мм при общей площади поперечного сечения Asw = 57 мм2. Максимальное расстояние между поперечной арматуры согласно проектным требованиям sw ≤ h0 2 = 3602 = 180 мм. sw = 150 м
Для расчета используем следующие условия:
где: Q - поперечная сила в конце наклонного участка.
Qb - сила сдвига которую бетон поглощает.
Qsw - поперечная сила воспринимаемая поперечной арматурой.
Усилие в хомутах на единицу длины элемента:
Определяем коэффициент φn учитывающий влияние усилия предварительного обжатия на несущую способность наклонного сечения
Армирующий хомут является важным элементом при армировании. Применяется для укрепления монолитных конструкций а так же сборных. Его главная задача – распределить усилия по толще конструкции. Кроме того монтажный хомут равномерно распределяет нагрузку на монтажную раму и принимает на себя часть общего давления по всей конструкции элемента.
Хомуты учитываются в расчёте при соблюдении следующих условий:
Условие выполняется.
Поперечная сила воспринимаемая бетоном наклонного сечения:
Если нагрузка включает эквивалентную временную нагрузку то ее расчётное значение равно:
в соответствии с нашими требованиями к конструкции: мм.:
Условия выполняются.
Сила сдвига в конце наклонного участка
Рассчитаем максимально допустимый шаг хомутов:
Допустимый шаг хомутов соответствует требованиям к максимально допустимому шагу. Принятый шаг хомутов sw1 устанавливается на опорной части ребра имеющей длину 11 в районе максимального значения поперечной силы; с уменьшением перерезывающей силы шаг хомутов может увеличиваться до sw2 = 075h0 = 075 360 = 270 мм.
Мы принимаем шаг sw2 = 250 мм при этом усилие в хомутах на единицу длины элемента будет равно:
Длина участка с сопротивлением вывода qsw1 принята как:
- для Δqsw> q1 8664> 2239 Нмм
5.РАСЧЕТ РЕБРИСТОЙ ПАНЕЛИ ПЕРЕКРЫТИЯ ПО 2-Й ГРУППЕ ПРЕДЕЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ
Расчет плиты перекрытия по 2 группе предельных состояний состоит в расчете плиты на образование трещин открытых трещин определении апргибв плиты.
Расчет плиты на образование трещин — это первый этап на котором мы выясняем образуются ли трещины в нашем элементе при воздействии на него действующих сил. Трещины не образуются если наш максимальный момент МРТ меньше момента Mcrc при котором происходит к образованию трещин.
Расчет плиты по раскрытиям трещин является следующим этапом на котором мы проверяем размер трещины в конструкции и сравниваем его с допустимыми размерами.
Определение прогибов является заключительным этапом расчета для железобетонных элементов по второй группе предельных состояний.
Расчет по образованию трещин нормальных к продольной оси
Данный расчет выполняется на усилия с учетом значений коэффициента надежности по нагрузке ;.
Если условие выполнено расчет не производится.
Для находящихся в эксплуатации предварительно напряженных элементов момент растрескивания определяется по формуле:
где: γ = 125 – коэффициент учитывающий неупругие деформации бетона.
Т.к. – В области растяжения возникают трещины. Поэтому для открытых трещин требуются расчеты.
Определение ширины раскрытия трещин.
Расчет железобетонных элементов производят по раскрытию различного вида трещин в тех случаях когда расчетная проверка на образование трещин показывает что трещины образуются.
Ширину раскрытия нормальных трещин определяют как произведение средних относительных деформаций арматуры на участке между трещинами и длины этого участка. Средние относительные деформации арматуры между трещинами определяют с учетом работы растянутого бетона между трещинами. Относительные деформации арматуры в трещине определяют из условно упругого расчета железобетонного элемента с трещинами с применением приведенного модуля деформации сжатого бетона установленного с учетом влияния неупругих деформаций бетона сжатой зоны или по нелинейной деформационной модели. Расстояние между трещинами определяют из условия по которому разность усилий в продольной арматуре в сечении с трещиной и между трещинами должна быть воспринята усилиями сцепления арматуры с бетоном на длине этого участка.
Ширину раскрытия нормальных трещин следует определять с учетом характера действия нагрузки (повторяемости длительности и т.п.) и вида профиля арматуры.
Беря в расчет Учитывая отсутствие предварительно напряженных ребер жесткости в верхней части ребристой плиты мы ищем увеличение напряжения ребра жесткости из-за воздействия нагрузки.
Аналогично определим значение при действии момента
При моменте от всех нагрузок значение равно:
Проверим условие принимая
Если условия не соблюдены определяется кратковременное раскрытие трещины.
Определяем коэффициент принимая :
Определение расстояния между трещинами.
Рассчитываем высоту железобетонного сечения для упругого материала следующим образом:
а с учетом неупругих деформаций растянутого бетона:
yt = k·y0 = 095·4595= 4369 мм.
Т.к. площадь поперечного сечения железобетона составляет:
и расстояние между трещинами равно:
Поскольку ls >400 мм и ls > 40d = 40·20 = 800 мм то ls = 400 мм.
Вычислим учитывая что
Найдем непродолжительное раскрытие трещин:
Если полученный показатель меньше допустимого значения например 03 мм прочность плиты на разрыв гарантируется.
Расчет прогиба плиты.
Прогибы или перемещения железобетонных конструкций определяют по общим правилам строительной механики в зависимости от изгибных сдвиговых и осевых деформационных характеристик железобетонного элемента в сечениях по его длине (кривизна углы сдвига и т.д.).
В случаях когда прогибы железобетонных элементов в основном зависят от изгибных деформаций значения прогибов определяют по кривизнам элементов или по жесткостным характеристикам.
Кривизну железобетонного элемента определяют как частное деления изгибающего момента на жесткость железобетонного сечения при изгибе.
Жесткость рассматриваемого сечения железобетонного элемента определяют по общим правилам сопротивления материалов: для сечения без трещин - как для условно упругого сплошного элемента а для сечения с трещинами - как для условно упругого элемента с трещинами (принимая линейную зависимость между напряжениями и деформациями). Влияние неупругих деформаций бетона учитывают с помощью приведенного модуля деформаций бетона а влияние работы растянутого бетона между трещинами - с помощью приведенного модуля деформаций арматуры.
Расчет деформаций железобетонных конструкций с учетом трещин производят в тех случаях когда расчетная проверка на образование трещин показывает что трещины образуются. В противном случае производят расчет деформаций как для железобетонного элемента без трещин.
Кривизну и продольные деформации железобетонного элемента также определяют по нелинейной деформационной модели исходя из уравнений равновесия внешних и внутренних усилий действующих в нормальном сечении элемента гипотезы плоских сечений диаграмм состояния бетона и арматуры и средних деформаций арматуры между трещинами.
Расчет деформаций железобетонных элементов следует производить с учетом длительности действия нагрузок.
При вычислении прогибов жесткость участков элемента следует определять с учетом наличия или отсутствия нормальных к продольной оси элемента трещин в растянутой зоне его поперечного сечения.
Определяем прогиб в центре пролета из-за длительного воздействия постоянных и длительных нагрузок. В ~ М = Ml = 96.38 кН·м.
При длительной нагрузке и нормальной влажности можно получить следующие результаты:
при влажности окружающей среды равной
φf = 0577 esh0 = 0947 и αs2 = 0264 находим φc = 0400 тогда кривизна равна:
С учетом этого находим значение кривизны образованной оставшимися кривыми.
Таким образом общая кривизна в середине пролета с учетом воздействия постоянной растянутой нагрузки составляет:
Прогиб плиты определяем принимая
Согласно СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия» при прогиб плиты равен Это означает что жесткость плиты достаточна поскольку она превышает определенное нами значение.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ РИГЕЛЯ
Ригель представляет собой железобетонное изделие которое служит горизонтальным соединителем для вертикальных конструкций (колонн опор стен) и передает на них нагрузку от перекрытия.
По своей прочности бетоны применяемые в данной конструкции имеют класс на сжатие от В225 до В60. Армирование изделия осуществляется термомеханический закаленной и горячекатаной металлической стержневой арматурой периодического профиля а также армированием стальными канатами армированной сталью определенных марок и проволокой различной прочности.
Ригели гарантируют геометрическую неизменяемость конструкции в целом за счет переноса веса с горизонтальных конструкций на "каркас" вертикального опорного здания. Пояса таких изделий позволяет поднимать перекрытия над землей на нужную высоту укреплять и разгружать перекрытия.
Эти элементы спроектированы так чтобы выдерживать значительные нагрузки когда они размещаются как балки балок. Железобетонные ригеля в многоэтажных зданиях могут быть выполнены с проемами. При строительстве особо крупных фальшполов и конструкций используется секционная модификация длина которой составляет 12 м.
1.РАСЧЕТНАЯ СХЕМА И НАГРУЗКИ
Расчетная погонная нагрузка на ригель.
Для первоначальных расчётов зададимся размерами ригеля которые будут составлять мм.
По нагрузке коэффициент запаса будет составлять а коэффициент надежности по ответственности для здания
Учитывая что коэффициент по ответственности здания составляет определим размер нагрузки временной:
2.ВЫЧИСЛЕНИЕ ИЗГИБАЮЩИХ МОМЕНТОВ В РАСЧЕТНЫХ СЕЧЕНИЯХ РИГЕЛЯ
Для дальнейших расчётов необходимы значения жесткости колонны и ригеля. Определим их по следующим формулам:
Учитывая что класс бетона колонны и ригеля одинаковый коэффициент k может быть определен по следующей формуле:
Коэффициенты таблицы α e зависят от режима работы ригеля а коэффициент k - отношения линейной жесткости ригеля к колонне.
Расчетный пролет крайнего ригеля при нулевой привязке крайних колонн
Зададимся линейным размером среднего ригеля. Он будет равен следующей величине:
Результаты расчета изгибающего момента приводим в таблице. 2. Когда постоянная нагрузка приложена к контуру 1 и нагрузка временно приложена к контуру 2 3 и 4.
Таблица 2 - Опорные моменты ригеля для разных типов нагрузок
Изгибающие моменты и поперечные силы в ригелях.
Для определения поперечной силы Q и момента M в пролете ригеля вырезается из расчетной плоскости и к нагрузке прикладывается линейная нагрузка q или qg и опорный момент который соответствует данной расчетной нагрузке.
Схема загружения 1+2
Вычислим конечные усилия которые возникают 1 пролете (погонная нагрузка q):
Так поперечные силы составляют:
Изгибающий момент который возникает в пролете определяется по формуле:
- Для второго пролёта возникающие усилия составляют следующие величины (от погонной нагрузка qg):
поперечные силы составляют:
Схема загружения 1+3
- Прочность первого пролета (линейная нагрузка qg):
изгибающий момент пролета равен
Вставить во 2-й пролет (линейная нагрузка q):
изгибающий момент в пролете равняется:
Схема загружения 1+4
Силы в первом диапазоне (линейная нагрузка q):
изгибающий момент в пролете составляет:
Ставка на второй диапазон (линейная нагрузка q):
изгибающий момент в пролете равняются:
Перераспределение моментов под влиянием образования пластических шарниров в ригеле.
Принцип практического расчета заключается в том что уменьшаются опорные моменты возникающие в ригеле М21 и М23 по схеме нагружения 1 + 4 примерно на 30% т.к. они является наибольшимм по абсолютной величине и находится в зоне стыка. По этой схеме на опоре 2 формируется пластический шарнир.
К эпюре изгибающих моментов загружения 1+4 добавляют выравнивающую эпюру моментов таким образом чтобы после перераспределения уравнялись опорные моменты М21 = М23 и были обеспечены удобства армирования опорного узла (рис. 5).
Рис. 5. Эпюры изгибающих моментов: а – при упругой работе бетона от загружений 1+2 1+3 1+4; б – дополнительная вырывающая эпюра моментов к загружению 1+4; в – эпюры моментов после перераспределения усилий (показаны эпюры только первого и второго пролетов)
Определим на опоре 2 максимальные положительные значения ординат выравнивающей эпюры моментов:
Слева она составляет кН·м;
Справа она равняется кН·м.
Предположим что значение момента нагрузки 1 + 2 должно быть абсолютно меньше максимального крутящего момента опоры 2 в схеме 1 + 4 заданного момента нагрузки. Для опор 1 и 3 отрицательные значения крутящего момента должны быть добавлены к схеме 1 +. 4 для уровня заряда 1 + 2 для 1-го уровня и 1 + 3 для 3-го уровня:кН·м.
Опорные моменты на эпюре выровненных моментов загружения 1+4 будут равны
В интервале после перераспределения изгибающий момент увеличился на 1 + 4 и превысил соответствующие значения момента нагрузки 1 + 2 и 1 + 3. Регулировочный момент 1 + 4 был величиной момента нагрузки. диаграмма
Поэтому момент зачатия считается само собой разумеющимся. в первом помещении - M Во втором интервале - Ml2 = 20284 кН · м заряд 1 + 4 (рис. 5).
Пару связок сбоку от колонны.
Удерживающий момент поверхности колонны - это расчетный момент для определения общей ударной арматурной поверхности колонны и балки.
Радиальный удерживающий момент со стороны торцевой колонны M (12) 1:
Чтобы скачать программу 1 + 2:
по схеме загружения 1+3:
по схеме загружения 1+4 и выровненной эпюре моментов:
Опорный момент ригеля на грани средней колонны слева M(21)1:
по схеме загружения 1+2:
Опорный момент ригеля на грани средней колонны справа M (23)1:
3.РАСЧЕТ ПРОЧНОСТИ РИГЕЛЯ ПО СЕЧЕНИЯМ НОРМАЛЬНЫМ К ПРОДОЛЬНОЙ ОСИ
Характеристики прочности бетона и арматуры.
Бетон класса В20. Расчетное сопротивление сжатию МПа; при растяжении МПа; начальный модуль упругости бетона МПа; арматура продольная рабочая класса А400 расчетное сопротивление МПа; модуль упругости МПа.
Проверка высоты сечения ригеля.
Проверка выполняется по максимальному крутящему моменту (абсолютное значение) вдоль передней части опоры согласно таблице нагрузок 1 + 3 M (23) = 035 до 1 = 14054 кН · м. Пара определяется с учетом. Рассмотрим формирование пластиковых петель.
Рабочая арматура- это стержни направленные на восприятие внутренних сил возникающие в элементах железобетонной конструкции под нагрузкой. Она расположена в основном в растянутой зоне железобетонного элемента. Необходимое количество арматуры определяется на основе расчета прочности конструкции.
Рассчитаем рабочую высоту ригеля.
Полная высота ригеля:
т.к. расстояние от верхней грани ригеля до центра этой арматуры а' = 64 мм Окончательно принимаем высоту ригеля кратной 100 мм h = 600 мм. Принятое сечение проверяем по максимальному пролетному моменту кН·м и мм
Здесь a = 75 мм при вертикальном расположении двух стержней большого диаметра.
Граничная высота сжатой зоны бетона:
условие ≤ R выполняется следовательно принятая высота сечения достаточна.
Площадь продольной нижней арматуры в пролете крайнего ригеля:
Принято 2 25 с As = 982 мм2 и 2 16 с As = 402 мм2 с общей площадью As = 1384 мм2.
Сечение на крайней опоре М(12)1 = 10088 кН·м
т.к. выпуски арматуры из ригеля должны находиться на фиксированной высоте выпусков арматуры из колонны.
Площадь арматуры мм2.
Принято 2 18 с As = 509 мм2.
Опорная секция 2 левая и правая M (23) 1 = 23750 кН · м.
Принимая 2 28 с As = 1232 мм2.
площадь сечения центрального пролета Мl2 = 21211 кНм
Площадь арматуры мм 2.
Приняты 4 20 с As = 1256 мм2.
Площадь поперечного сечения центрального пролета для воздействия отрицательного момента составляет M = 439 кН · м.
Принято и 2 16 с As = 402 вмм2.
4.РАСЧЕТ ПРОЧНОСТИ РИГЕЛЯ ПО СЕЧЕНИЯМ НАКЛОННЫМ К ПРОДОЛЬНОЙ ОСИ
Проверка прочности по сжатой полосе между наклонными трещинами.
Проверяем прочность бетонной полосы по схеме нагружения 1 + 4 и схеме изгибающего момента при максимальной перерезывающей силе Q21max = 32179 кН. Рассчитаем максимальное усилие сдвига на грани опоры по следующей формуле:
Делаем вывод что прочности полосы достаточно.
Предположим что минимальный диаметр поперечного стержня из условия свариваемости с ф28 мм составляет 8 мм. Это связано с тем что контактная сварка должна выполняться с продольной арматурой. Позволяет скрещивать А400 толщиной 12 мм при Rsw = 285MPa. Принимаем поперечных стержней 12 мм А400 с Rsw = 285 МПа. Максимальный шаг поперечных стержней по конструктивным требованиям:
мм и не более 300 мм.
Принимаем шаг sw = 180 мм As = 113 мм2. Каждый ригель имеет пространственный каркас что достигается соединением двух плоских каркасов с Asw = 2113 = 226 мм2.
Проверка прочности наклонных сечений. Крайний ригель.
Боковое усилие Q21 при максимальном поперечном усилии = 32179 кН в соответствии с программой нагрузки 1 + 4 и правильной диаграммой крутящего момента.
Определяют интенсивность хомутов:
проверям выполнения условия:
Делает вывод что условие выполнено. Это означает что терминал полностью включен в расчет. Определите Mb по формуле:
Далее определяем длину проекции самого неблагоприятного наклонного участка.
значение с определяем по следующей формуле
м 3h0 =3·536=1608 мм.
Принимаем итоговая значение с0 = 2h0 = 2·636 = 1272 мм с тогда:
Делаем вывод что прочность наклонных сечений обеспечена. Далее проверяем выполнение требования:
Это позволяет узнать что количество шагов предпринимаемых терминалом не превышает максимума.
В средней части ригеля принимаем шаг поперечных стержней
мм 075h0. Таким образом принятая интенсивность хомутов в пролете равна
Проверяем выполнение условия Нмм. Делаем вывод что условие выполняется.
Определяем длину участка l1 с интенсивностью хомутов qsw1.
значение l1 вычислим приняв:
Принимаем длину участка с шагом хомутов sw1=180 мм равной 054 м.
В среднем ригеле поперечная сила по схеме загружения 1+4 и выровненной эпюре моментов практически равна расчетной поперечной силе в крайнем пролете. Не пересчитывая во втором пролете принимают такой же шаг поперечной арматуры.
5.КОНСТРУИРОВАНИЕ АРМАТУРЫ КРАЙНЕГО РИГЕЛЯ
Армирование приопорных зон железобетонного ригеля с применением дополнительных арматурных каркасов.
Стык ригеля с колонной выполняют на ванной сварке выпусков верхних надопорных стержней и сварке закладных деталей ригеля и опорной консоли колонны. Ригель армируют двумя плоскими каркасами объединенными в пространственный. Диаметр двух верхних конструктивных продольных стержней пространственного каркаса принимают равным 14 мм. Для стыка ригелей с крайней колонной требуются два стержня диаметром 18 мм для стыка ригелей со средней колонной – два стержня диаметром 28 мм.
Несущая Допустимая нагрузка секции с 2 опорными стержнями по 18 мм каждая при As = 402 мм2
Высота зоны уплотнения цемента на строительной площадке:
Несущая способность сечения:
Две планки 14 мм определяют длину рамы. Несущую способность опоры определяем 2 14 мм при As = 308 мм2.
Высота зоны уплотнения бетона на участке проекта: мм.
Теоретическое состояние трещины от внешней колонны до внешней колонны определяется нагрузками 1 + 2 1 + 4 и правильной схемой. момент:
М12 = 15679 кН м; M21 = -29966 кН · м; Q12 = 28208 кН; Q21 = -32179 кН; q = 9662 кН м Изгибающий момент при теоретическом разрушении арматуры Мх = -695 кН м на расстоянии x от левой опоры.
В теоретической точке излома вставляется дополнительная 18-миллиметровая прокладка фиксированной длины W = (Q 2qsw) + 5d. Фиксированная длина двух соединенных арматурных элементов подверженных сдвигу в относительном сечении:
Расстояние от оси крайней колонны до места обрыва двух объединяемых стержней 18 мм:
Фиксированные отрезки двух стержней соединенных с центральной опорой где силы резания учитываются в разрезе:
Расстояние от оси самой внешней колонны до разрыва двух стыкуемых арматур ф28 мм:
Определите несущую способность несущей секции используя две общие верхние манжеты ф28 мм с As = 1232 мм2.Высота сжатой зоны бетона в расчетном сечении:
Это больше чем момент на краю колонны. M = 15679 кН м.
В нижней части крайнего ригеля расположены 4 стержня два из которых не заводятся на опоры а перерезаются в пролёте согласно диаграмме изгибающих моментов. Определяем эффективную несущую способность поперечного сечения крайнего ригеля используя с нижней рабочей арматурой 2 ф25 мм и 2 ф16 мм. Фактическая рабочая высота сечения определяем из рис. 7
h0 = 700 - 68 = 632 мм As = 1384 мм2.
Высота зоны сжатого бетона на участке проекта: мм.
Рис. 6. Эпюра материалов ригеля первого пролета.
Рис. 7. Схема расположения нижней арматуры
Два стержня 16 мм обрываем в пролете и определяем фактическую несущую способность сечения с нижней рабочей арматурой 2 25 мм. Фактическую рабочую высоту сечения определяем из рисунка 7:
h0 = 700-42 = 658 мм As = 982 мм2.
Высота зоны сжатия бетона в расчетном сечении
Несущая способность сечения
Места теоретического обрыва стержня определяем аналитическим методом по загружению 1+2: М12 = -15675 кН·м; М21 = -29666 кН·м;
Q12 = 28208 кН; Q21 = -32432 кН; q = 9662 кНм. Изгибающий момент в местах теоретического обрыва стержня Мх = 20554 кН·м.
Теоретические положения излома штанг составляют 191 м и 393 м от оси самой удаленной колонны.
Фиксированная длина стержня на крайнем полюсе со сдвигающими силами в этой области:
Длина анкеровки стержня со стороны средней колонны при перерезывающей силе в рассматриваемом сечении:
Сечение фактического обрыва стержней находится на расстоянии l2 = 191-034 = 157 м и l3 = 393 + 034 = 427 м от оси крайней колонны.
Учитывая что расстояние между стойками и перемычками составляет 50 мм конструктивная длина ригеля в крайнем пролете с нулевой привязкой колонн составляет:
где а - номинальный размер расстояния между балкой и колонной равен 50 мм 20 мм; - Дополнительное расстояние для легкой установки.
Конструктивная длина рамы на 10-15 мм короче конструктивной длины поперечины что упрощает установку в форму.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ РЕБРИСТОГО МОНОЛИТНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ С БАЛОЧНЫМИ ПЛИТАМИ
Ребристые монолитные перекрытия состоят из балок которые могут идти в одном или двух направлениях и балок соединенных плитами в одну конструкцию (т.е. балки работают вместе с опирающейся на них плитой). Такие конструкции используются при строительстве зданий с большими площадями (промышленные здания торговые центры метро водоохранные сооружения муниципальные сооружения).
Основные элементы монолитных ребристых перекрытий: главные второстепенные балки или вспомогательные балки и плита соединенные монолитно в единую несущую систему.
Плита как правило размещается в верхней части балок благодаря чему главные и второстепенные балки работают как тавровые.
Толщину плиты по экономическим соображениям принимают возможно меньшей. Минимальные ее значения составляют: для междуэтажных перекрытий промышленных зданий 6 см для междуэтажных перекрытий жилых и гражданских зданий 5 см. При значительных временных нагрузках может потребоваться увеличение толщины плиты. Так при временной нагрузке 10—15 кНм2 и пролете 22—27 м толщину плит принимают 8—10 см (по условиям экономичного армирования).
1.КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ РЕБРИСТОГО МОНОЛИТНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ С БАЛОЧНЫМИ ПЛИТАМИ
Ребристая монолитная плита состоит из плиты работающей в меньшем направлении вспомогательных и главных балок. Все элементы покрытия монолитно скреплены и изготовлены из бетона класса В20. Решетки осей l_1×l_2=615×605 м. основные балки расположены в поперечном направлении здания и опираются на продольные стены толщиной 510 мм. Опирание внутренней стороны стенки толщиной 510 мм с балками составляет 120 мм.
Высота главного балки составляет (18 115) l1 - вторичный - (112 120) L2. Мы принимаем высоту главной балки (18 115) l1 = (18 115) ·6150 = 769 410× 600 мм и вторичный (112 120) l2 = (112 120) ·6050 = 504 30 × 400 мм ширина балок составляет 300 и 400 мм соответственно.
Второстепенные балки располагаем с шагом l13 = 61503 = 2050 = 2 05 м и размещаем вдоль здания по продольной оси. Толщина плиты составляет 80 мм (рис 8).
Рис. 8. Расчетный пролет плиты
2.РАСЧЕТ МОНОЛИТНОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ
Расчетная схема и усилия в плите.
Для расчета плиты из состава покрытия поперек второстепенных балок вырезаем полосу шириной 1 м. Расчётный пролёт плиты равен расстоянию в свету между второстепенными балками
l02 = 205 – 025 = 18 м для крайнего пролета от центра площадки опирания на стену до второстепенной балки l01 = 205 – 0252 – 0122 = 1865 м (рис. 8).
Нагрузку на плиту подсчитываем в табличной форме (табл. 3).
Расчет линейной нагрузки на линию плиты шириной 1 м.
Изгибающие моменты определяются как в случае нескольких промежуточных неразрезных балок с учетом перераспределения моментов:
в средних пролетах и на средних опорах:
в первом пролете и на первой промежуточной опоре:
При отношении hl ≥ 130 в плиты ограниченные монолитными балками по всему контуру уменьшают изгибающие моменты на 20% из-за деформации. Отношение hl = 801865 1233> 130 поэтому учитываются гравитационные эффекты. Величина элементов кривизны в пластинах ограниченных по всему контуру монолитно связанными балками М1 = 08·ql01216 = 08·2046·1865216 = 3.56кН·м.
3.РАСЧЕТ ПЛИТЫ ПО ПЕРВОЙ ГРУППЕ ПРЕДЕЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ
Прочностные характеристики бетона и арматуры.
Бетон тяжелый класс В20; прочность на сжатие предполагаемого бетона составляет Rb = 115 МПа. Проволока арматурная сетка класса В500 Rs = 435 МПа.
Подбор сечения продольной арматуры в средних пролетах и на средних опорах плиты между осями "1" и "2".
Рабочая высота сечения
принимают 10 5 В500 с As=196 мм2 и соответствующую рулонную сетку марки. Поскольку плита армирована рулонной сеткой эта сетка основная на всю ширину здания. В первом поле и на первом промежуточном опоре укладывается дополнительная сетка рассчитанная по изгибающему моменту:
М = 444 – 4.14=0.30 кН·м.
Рабочая высота сечения h0 = h – a = 80 – 15 = 65 мм.
принимают 4 3 B500 с As=28.4 мм2 и соответствующую дополнительную рулонную сетку марки. Между главными балками на всю ширину здания раскатывают две основные сетки и по две дополнительные сетки с каждого края (рис. 9).
Рис. 9 Армирование плиты.
Подбор сечения продольной арматуры в средних пролетах и на средних опорах в плитах окаймленных по контуру балками.
Высота сечения h0 = h – a = 80 – 15=65 мм;
принимают 10 5 B500 с As=196 мм2 и соответствующую рулонную сетку марки. Поскольку плита армирована рулонной сеткой эта сетка основная на всю ширину здания. В первом пролете и на первой промежуточной опоре укладывается дополнительная сетка рассчитанная для изгибающего момента. М = 4.44-3.56 = 0.88 кН·м.
принимают 5 4 B500 с As=63 мм2 и соответствующую дополнительную рулонную сетку марки. Сетки раскатывают также как и в первом случае.
4.РАСЧЕТ ВТОРОСТЕПЕННОЙ НЕРАЗРЕЗНОЙ БАЛКИ
Расчетная схема и усилия в балке
Ожидаемая нагрузка 1шт. м. со второстепенным радиусом:
постоянная в зависимости от фактического веса пола и перекрытия:
то же от ребра сечением 025×032 (04-008=032):
полная постоянная нагрузка:
полная расчетная нагрузка:
Схема проектирования вторичного луча - непрерывная многолучевая. Предполагается что продолжительность вторичного луча равна свободному расстоянию между первичными лучами. l0 = 605 – 03 = 575 м а при опоре на внешние стены расстояние от центра площадки на стене до балки l01 = 6.05 – 032 = 590 м (рис. 10).
Изгибающие моменты определяются как балки с несколькими интервалами из метода ограничения баланса с учетом перераспределения напряжений.
Изгибающий момент в первом поле:
Изгибающий момент на первой промежуточной опоре:
Изгибающий момент в средних пролетах и на средних промежуточных опорах:
Рис. 10. Расчетный пролет крайней второстепенной балки
Отрицательные моменты средней дальности определяются с помощью диаграммы моментов огибающей состоящей из двух циклов зарядки:
q полный заряд в нечетных полях и условный заряд q_g + 025q_v в четных полях;
q - это полный заряд в полном диапазоне а условный заряд находится в нечетном диапазоне q_g + 025q_v.
Изгибающий момент от условной нагрузки в первом пролете:
Изгибающий момент от условной нагрузки в средних пролетах:
Отрицательный изгибающий момент во втором пролете:
Отрицательные изгибающие моменты в следующих пролетах:
Поперечные силы во второстепенной балке:
на первой промежуточной опоре слева:
на первой промежуточной опоре справа и других опорах:
Расчет второстепенной балки по первой группе предельных состояний
Прочностные свойства бетона и арматуры.
Бетон тяжелый класс В20; Расчетная прочность сжатого цемента Rb = 115 МПа. Продольная арматура В500 Rs = 435 МПа поперечная B500 Rsw = 300 МПа.
Проверяем высоту сечения балки.
Высота секции балки должна проверяться от опорного момента M = 9256 кН · м до =035 так как это определяется формированием пластичного шарнира.
Минимальная высота балки:
Достаточно высоты балки 400 мм.
Рабочая высота балки в опорном сечении
Рассчитаем силу для элементов перпендикулярных продольной оси.
Как и на строительных площадках при использовании Т-образного сечения второстепенной балки ширина выступа полки на полку должна находиться в следующих пределах: 12 расстояния между второстепенными балками и не более 1 . 6 расчетного диапазона. Элементы использующие толщину фланца без учета поперечных ребер вводимая ширина свеса не должна быть более чем .
Тогда при величина свесов не должна превышать:
следовательно полная ширина полки равна:
Сечение в первом пролете: М = 83.09 кН·м h0 =400-40=360 мм.
Высота сжатой зоны бетона h'f=80 мм следовательно нижняя граница сжатой зоны проходит в полке и сечение рассчитывается как прямоугольное:
Принимаем 2 20 B500 с As=628 мм2.
Сечение в средних пролетах: М = 78.92 кН·м h0 = 360 мм.
Высота сжатой зоны бетона:
Принимаем 2 18 B500 с As= 509 мм2.
Учитывая что полка расположена в развернутой зоне с отрицательным моментом секция действует как прямоугольник:
Сечение во втором пролете:
Принимаем 2 14 А 500 с As=308 мм2.
Сечение в третьем пролете:
Между наклонными трещинками
Значение сечения на 1-й промежуточной опоре при Опорное сечение армировано сетками шириной равной
Произведем расчет арматурных сеток на изгибающий момент:
Принимаем 10 8 B500 с As=503 мм2 и две соответствующие сетки:
Сечение на второй и следующих промежуточных опорах М =78.92 кН·м h0 = 400 – 50 = 350 мм. Расчетный момент на одну сетку:
М = 78.922=39.46 кН·м.
Принимаем 7 8 B500 с As=352 мм2 и две соответствующие сетки:
Армирование опорных зон второстепенной балки показано на рисунке 11.
Усадочные швы плиты должны пересекаться в отверстиях для колонн и должны пересекаться в отверстиях для колонн.
Рис. 11. Армирование опорных зон второстепенной балки сварными сетками (арматура балок условно не показана)
Расчет прочности по сечениям наклонным к продольной оси.
Определение отклонения является заключительным этапом расчета для железобетонных элементов изогнутых в соответствии со вторым пределом.
Проверка по сжатой наклонной полосе Q = 13519 кН.
Н = 38063 кН прочность наклонной полосы обеспечена.
Диаметр поперечных стержней назначают из условия свариваемости с продольными стержнями d =20 мм и принимают dsw= 8 мм класса А240. Тогда шаг поперечных стержней будет не более . Примем шаг равный В второстепенных балках установим пространственный каркас при этом
Армирующий хомут является важным элементом для обрамления размера арматуры. Применяется для укрепления монолитных конструкций сборного и монолитного строительства. Его главная задача-предоставить различные слои поля для продвижения. Кроме того монтажный хомут равномерно распределяет нагрузку на монтажную раму и принимает на себя часть общего давления по всей конструкции здания.
Проверим условие на выполнение Нмм - условие выполняется а это значит что хомуты арматуры в расчете учтены.
Теперь определим Mb:
Найдем длину проекции наклонного сечения с.
Поскольку 2 значение с определяем по формуле:
Принимаем c = 1050 мм
Принимаем с0 =2h0 = 2·350=700 мм с тогда:
Прочность наклонных сечений обеспечена.
Проверяем требование:
шаг хомутов не превышает максимального значения.
В середине вторичного пролета делаем шаг поперечных стержней равным
Проверяем условие Нмм условие выполняется.
Определяем длину участка l1 с интенсивностью хомутов qsw1 т.к.
значение l1 вычислим по формуле приняв:
Принимаем длину участка с шагом хомутов sw1=150 мм равным 09 м.
В средних пролетах второстепенной балки поперечная сила
Расчет выполняется аналогичным образом:
прочность наклонной полосы обеспечена.
Проверяют требование:
шаг плоскогубцев не превышает максимального значения.
В середине вторичного радиуса делаем поперечный линейный переход мм.
В фиксированном диапазоне интенсивности терминала:
Определяем длину участка l1 с интенсивностью хомутов qsw1 т.к.
Принимаем длину участка с шагом хомутов sw1=150 мм равным 03 м.
При работе над курсовым проектом я овладела навыками в разработке несущих железобетонных конструкции как в сборном так и в монолитном вариантах. А именно при проектировке сборного варианта мной была разработана конструкция рядовой ребристой железобетонной панели перекрытия также были произведены работы по выбору рабочей арматуры и вариантов ее использования. Было произведено конструирование данной плиты перекрытия
В последствие при проверке предельных состояний первой и второй групп было установлено что полученные конструкции панели перекрытия удовлетворяют всем требованиям.
Также был произведен расчет сборной железобетонной балки перекрытия (ригеля). В ходе проделанной работы мной были получены необходимые результаты согласно которым и было подобрано окончательное сечение балки а также рассчитана рабочая и распределительная арматура.
При разработке монолитного варианта ребристой железобетонной плиты перекрытия для нее были рассчитаны необходимые размеры несущих элементов для рабочей арматуры были подобраны сечения удовлетворяющие требованиям прочности. Были рассчитаны и подобраны распределительная арматура и сетки для нижней и верхней зон плиты.
Были разработаны рабочие чертежи сборного и монолитного каркаса здания с указанием элементов их расположения и уточняющие чертежи по каждому из рассчитанных пунктов.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Свод правил СП 22.13330.2016. Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*. Минрегион России. - М.: НИИОСП им. Н.М. Герсеванова 2016. - 228с.
Свод правил СП 50-101–2004. Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений. Минрегион России. - М.: НИИОСП им. Н.М. Герсеванова 2015. - 138с.
Свод правил СП 52-101-2003. Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры. Минрегион России. - М.: ГУП «НИИЖБ» 2004. - 59с.
Свод правил СП 52-102-2004.Предварительно напряженные железобетонные конструкции. Минрегион России. - М.: ГУП «НИИЖБ» 2005. - 59с.
Свод правил СП 63.13330.2012.Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003 С изменением № 1. Минрегион России. - М.: НИИЖБ им. А.А. Гвоздева 2015. - 168с.
Проектирование конструкций железобетонных многоэтажных зданий: электрон. учеб.-метод. пособие В.А. Филиппов; ТГУ; Архитектурно-строит. ин-т; каф. «Городское стр-во и хоз-во». – Тольятти: ТГУ 2015. – 140 с. ил.