144660 (Расчёт и конструирование сборных и монолитных железобетонных конструкций каркаса одноэтажного производственного здания), страница 4

для постоянной нагрузки:

для постоянной нагрузки:

В табл.3.6. приведены значения усилий от всех видов нагрузок, а также расчётные комбинации усилий при наиболее невыгодном их сочетании.

Распор от расчётных нагрузок при - среднее значение коэффициента надёжности по нагрузке:

6.4 Расчёт прочности затяжки

Арматуру затяжки подбираем как для центрально растянутого элемента по условиям прочности.

Из условия прочности определяем необходимое сечение арматуры:

мм²

Число канатов при Ø6мм

Принимаем 96 проволок:

Рис.6.4.1 Армирование затяжки.

6.5 Определение потерь предварительного напряжения арматуры затяжки

По условиям эксплуатации арки в закрытом помещении затяжка относится к 3-й категории трещиностойкости. В то же время предельно допустимая ширина раскрытия трещин, обеспечивающая сохранность арматуры Ø 6, весьма мала ( ). Поэтому предварительное напряжение арматуры механическим способом можно назначить максимальным:

МПа.

Первые потери напряжения (до обжатия бетона)

От релаксации напряжений при механическом способе натяжения:

МПа

Потери температурного перепада отсутствуют, т.к по мере увеличения постоянной нагрузки на арку арматура затяжки подтягивается .

Потери от деформации анкеров при инвентарных зажимах:

МПа

где м - длина арматурного стержня, расстояние между упорами стенда.

Поскольку напрягаемая арматура не отгибается, потери от трения арматуры об огибающие приспособления отсутствуют, т.е.

От деформации стальной формы при отсутствии данных о её конструкции

МПа.

Потери от быстропротекающей ползучести бетона:

Учитывая симметричное армирование, считаем .

Напряжение в бетоне при обжатии:

МПа

Т.к. отношение

,

то для бетонов естественного твердения:

МПа

Первые потери составят:

МПа

Вторые потери напряжения

От усадки тяжелого бетоны класса В30 естественного твердения: МПа

От ползучести бетона:

МПа

Т.к. отношение

, то для бетонов

естественного твердения: МПа

Вторые потери составят: МПа

Суммарные потери: МПа

Напряжение с учётом всех потерь:

МПа

Усилие обжатия с учётом всех потерь:

6.6 Расчёт трещиностойкости затяжки

Проверяем сечение затяжки по образованию трещин. Расчёт производится с учётом коэффициента точности натяжения

Т.к. значение распора при

, ,

то трещины в затяжке не образуются.

6.7 Проверка прочности затяжки при обжатии бетона

Определяем усилие обжатия бетона как для центрально обжатого элемента с учётом всей напрягаемой арматуры. При натяжении арматуры на упоры прочность затяжки проверяется из условия:

Предварительное напряжение с учётом первых потерь определяются при

МПа

Тогда

где - приземная прочность бетона к моменту его обжатия, вычисляется по интерполяции при .

Условие выполняется, следовательно, прочность затяжки при её обжатии обеспечена.

6.8 Расчёт прочности нормальных сечений верхнего пояса арки

В сечениях арки действуют изгибающие моменты, сопоставимые по величине, но разные по знаку (см. табл.3.6)

Поэтому принимаем симметричное армирование арки

Сечение арматуры в средних блоках арки определяем по наиболее невыгодной комбинации усилий. В сечениях 4 и 5 действуют практически равные моменты, однако значение продольной силы в сечении 5 меньше. Следовательно

.

Поэтому за расчётное принимается сечение 5.

В этом сечении расчётные комбинации усилий:

от полной нагрузки: М = 450,3кНм

N = 2406,8кН

от длительных нагрузок: М_l = 262,6кНм

N_l = 2171,1кН

Расчётная длина в плоскости арки:

где L - длина арки в доль её геометрической оси.

Т.к. ,

расчёт производим с учётом прогиба элемента.

Находим рабочую высоту сечения:

мм.

Т.к. момент кратковременных нагрузок (снег справа и слева) М-

М_l=450,3-262,6=187,7 кНм

меньше момента от суммы постоянных и длительных нагрузок, т.е.

М - М_l= 187,7 кНм <М_l=262,6 кНм. то М и М_l одного знака.

; принимаем

Конструкция двух шарнирной арки статически неопределимая.

см > - больший из случайных эксцентриситетов:

Следовательно случайный эксцентриситет не учитывается.

Принимаем ;

Условная критическая сила для элемента двутаврового сечения без предварительного напряжения:

Проверяем условие:

- условие выполняется.

Определяем коэффициент, учитывающий влияние прогиба:

Определение площади сечения арматуры внецентренно сжатого элемента двутаврового профиля.

мм;

;

МПа;

Граничная относительная высота сжатой зоны:

где =365 МПа для арматуры класса А-III

Положение нейтральной оси проверяем из условия:

Нейтральная ось проходит в пределах ребра, поэтому расчёт производим с учётом тавровой формы сечения.

мм

Принимая во внимание необходимость учёта сжатых свесов полки, вычисляем:

где ; мм²

При наличии сжатой полки:

где

Относительная высота сжатой зоны бетона определяется:

где

Площадь симметричной арматуры таврового сечения:

Коэффициент армирования

Т.к. полученный коэффициент армирования меньше нормируемого , то площадь сечения арматуры определяется:

_{Принимаем с каждой стороны по 5 Ø20 А-III,}

_{Рассчитываем сечение 1 (в крайних блоках). По таблице 3.6. расчетная комбинация в этом сечении:}

Так как , то внецентренно сжатый элемент можно рассчитывать как элемент со случайным эксцентриситетом.

По СНиП 2.03.01-84. "Бетонные и железобетонные конструкции" определяем коэффициент ,

Принимаем

Т.к. , то принимаем

Площадь сечения арматуры:

где .

Повторяем расчёт при новом значении

Т.к. , то принимаем

Площадь сечения арматуры:

Принимаем армирование элемента 5Ø25 А-III

Проверяем прочность сечения 10 первого блока при принятой арматуре

5Ø25 А-III для следующих значений усилий:

_{Расчет проводим с учетом тавровой формы сечения.}

_{Определяем коэффициент увеличения начального эксцентриситета с учетом двутавровой формы сечения.}

,

следовательно, и имеют разные знаки.

, принимаем .

конструкция статически неопределимая

принимаем

мм;

;

МПа;

Граничная относительная высота сжатой зоны:

где =365 МПа для арматуры класса А-III

Принятое армирование 5Ø25 А-III , достаточно.

6.9 Расчёт прочности наклонных сечений арки

Выполняем расчёт наклонного сечения, идущего от грани опоры арки. Условно считаем всю нагрузку на верхний пояс арки равномерно распределённой.

Максимальная поперечная сила действует в сечении 11 , .

Коэффициент, учитывающий влияние продольной силы:

Принимаем

Коэффициент, учитывающий влияние сжатых поло двутаврового сечения арки:

где . Принимаем 330.

где = 0,6 для тяжёлого бетона.

В этом случае поперечную арматуру устанавливаем по конструктивным соображениям. Принимаем 2 Ø 8 A III, , шаг

Проверяем прочность наклонной полосы между наклонными трещинами на действие поперечной силы.

=0,01 для тяжёлого бетона

;

;

Т.к. , то

следовательно, прочность наклонной полосы достаточна.

6.10 Расчёт прочности и трещиностойкости подвески

Подвеску рассчитываем на осевое растяжение от веса подвески и участка затяжки длиной 6000 мм.

где - площадь поперечного сечения подвески. = 3,25 м - длина наиболее загруженной подвески; - коэффициенты надёжности по нагрузки и по назначению; - средняя плотность железобетона.

Принимаем 4 Ø 10 A III,

Производим расчёт подвески по образованию трещин:

Следовательно трещиностойкость подвески обеспечена.

6.11 Конструирование

6.11.1 Армирование сечений.

6.11.2 Армирование узлов.

7. Список литературы

1. ДБН В.1.2-02-2006. СНБС. Нагрузки и воздействия. К.: МинУкр, 2006;

2. СНиП 2.03.01-84. Бетонные и железобетонные конструкции. М.: ЦИТП, 1989;

3. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из лёгких и тяжёлых бетонов без предварительного напряжения арматуры (к СНиП 2.03.01-84). М.: ЦНИИпромзданий Госстроя СССР, 1984;

4. СНиП II-21-75. Бетонные и железобетонные конструкции. - М.: Стройиздат, 1976;

5. Байков В.Н. ., Сигалов Э.Е. "Железобетонные конструкции: общий курс". Учебник для вузов. - 4-е изд., перераб. - М.: Стройиздат, 1985. - 728 с., ил

6. Железобетонные конструкции: Курсовое и дипломное проектирование / Под ред. А.Я. Барашикова. - К.: Вища шк. Головное изд-во, 1987. - 416 с.