122600 (689197), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

G_пл – собственный вес железобетонной плиты h = 8 см и конструкции пола, приходящихся на узловую точку опоры второстепенной балки;

временная узловая нагрузка (полная)

Р=9,6*6*2=115,2 кН.

Определение усилий в сечениях балки

Изгибающие моменты и поперечные силы, действующие в сечениях балки при сосредоточенной нагрузке, определяются по формулам [2, стр. 40, прил. V]:

M=(GP)l; (5.2)

Q=(GP), (5.3)

где

G и Р – соответственно постоянная и временная сосредоточенные нагрузки;

l – расчетный пролет главной балки, равный расстоянию между осями колонн; в первом пролете при опирании балки на стену расчетный пролет принимают от оси опоры на стене до оси колонны;

, , , – табличные коэффициенты, принимаемые в зависимости от расстояния от крайней левой опоры до рассматриваемого сечения неразрезной балки.

Изгибающие моменты:

а) в первом пролете на расстоянии х=0,333l (загружение по схеме I, рис. 5.3):

M_1max=(0,244*60,4+0,289*115,2)*6=288 кНм;

то же, при загружении по схеме II

M_1min=(0,244*60,4-0,044*115,2)*6=60 кНм;

б) во втором пролете на расстоянии х=1,33l (загружение по схеме II, рис. 5.3)

M_2max=(0,067*60,4+0,2*115,2)*6=165 кНм;

то же, при загружении по схеме I

M_2min=(0,067*60,4-0,133*115,2)*6=-67,2 кНм;

в) над второй опорой при х =l (загружение по схеме III, рис. 5.3)

M_Bmax=(-0,267*60,4-0,311*115,2)*6=-312 кНм;

то же, при загружении по схемам I или II

M_B=(-0,267*60,4-0,133*115,2)*6=-188 кНм;

то же, при загружении по схеме IV

M_Bmin=(-0,267*60,4+0,044*115,2)*6=-66 кНм.

Поперечные силы:

а) при загружении по схеме I рис. 5.3:

Q_Amax=0,733*60,4+0,866*115,2=144,3 кН;

Q_B^Л=-1,267*60,4-1,133*115,2 =-206,5 кН;

Q_B^П=60,4 кН;

б) при загружении по схеме II рис. 5.3:

Q_А=0,733*60,4-0,133*115,2=29 кН;

Q_B^Л=-1,267*60,4-0,133*115,2=-91,8 кН;

Q_B^П=60,4+115,2=175,6 кН;

в) при загружении по схеме III рис. 5.3;

Q_А=0,733*60,4+0,689*115,2=123,8 кН;

Q_B^Л=-1,267*60,4-1,311*115,2=-227,5 кН;

Q_B^П=1*60,4+1,222*115,2=201 кН.

Расчёт главной балки ведётся с учетом перераспределения моментов вследствие развития пластических деформаций. В качестве выровненной эпюры моментов принимаются эпюры моментов по схемам загружении I и II, рис. 5.4, при которых в пролетах 1 и 2 возникают максимальные моменты M_1max и M_2max. За расчетный момент на опоре принимается момент по грани колонны М', равный (при ширине сечения колонны b_к=40 см):

(3.3)

При загружении балки по схеме III расчетный момент на опоре В по грани колонны равен:

Уменьшение момента по грани опоры при выравнивании моментов составляет:

это больше рекомендуемых 30%, что недопустимо. Поэтому за расчетный момент по грани колонны принимается М'_B=-272 кНм, уменьшенный только на 30%, т. е. М'_B=0,7*-(272)=-186 кНм, а в пролете расчетными являются M_1max=288 кНм и M_2max=165 кНм, вычисленные по упругой схеме, так как при выравнивании опорного момента их значения не увеличиваются.

Подбор арматуры

Подбор арматуры в плите

Арматура в плите подбирается как для изгибаемого железобетонного элемента прямоугольного сечения размером bxh=100х8 см с помощью параметров, приведенных в [2, стр. 38, прил. III, табл. 3]. Рабочая высота сечения h₀=h-а=8-1,5=6,5 см.

При армировании плоскими сварными сетками из обыкновенной проволоки (R_s=315 МПа):

а) в крайних пролетах М₁=3,66 кНм: по формуле (6.1) вычисляется

(6.1)

где коэффициент условий работы бетона m_б1=0,85. По [2, стр. 38, прил. III, табл. 3] находим коэффициент =0,948 и определяем площадь сечения арматуры А_s,p по формуле (6.2) (множитель 100 введен для приведения размерности сопротивления, выраженного в МПа, к размерности в Н/см² исходя из следующих соотношений величин: 1 МПа=10⁶ Па (Н/м²)=100 Н/см²):

(6.2)

б) в средних пролетах и над средними опорами:

М₂=2,7 кНм;

=0,962;

в) над вторыми опорами:

М_В=3,94 кНм;

=0,948;

Плита армируется плоскими сварными сетками. Учитывая, что плита по всему контуру окаймляется монолитно связанными с нею балками, в средних пролетах и на средних опорах уменьшаются изгибающие моменты на 20%, следовательно, расход арматуры будет тоже на 20% меньше

А_s,p=1,46*0,8=1,17 см²,

где

0,8 – коэффициент, учитывающий при частичном защемлении плиты по контуру уменьшение изгибающего момента.

С учетом уменьшения моментов для армирования средних пролётов и средних опор принимаются сварные сетки I и II с рабочей продольной арматурой диаметром 4 мм и поперечной арматурой диаметром 5 мм с шагом 150 мм (А_s=1,31 см²) (рис. 6.1). Тогда в крайних пролетах при требуемом А_s,p=1,9 см² и над второй опорой при А_s,p=1,98 см² проектируются сетки III и IV с рабочей продольной арматурой диаметром 4 мм и поперечной арматурой диаметром 5 мм с шагом 100 мм (А_s=1,96 см² на 1 м длины). Сетки I, II, III и IV (рис. 6.1) укладывают раздельно.

Подбор арматуры для второстепенной балки

При расчете сечений балки на положительный момент (в пролете) принимается железобетонное сечение таврового профиля с полкой (плитой) в сжатой зоне.

Ширина полки в данном случае b_п’=200 см, так как соблюдено условие норм [1.5, п. 3.16], по которому

и b_п’l₀+b_{в. б}=180+20 см.

При расчете на отрицательный момент принимают прямоугольное сечение, равное 45х20 см, поскольку плита находится в растянутой зоне и в расчете не учитывается.

Для армирования применяются сварные каркасы из стали класса А-П, R_s=270 МПа. Рабочая высота сечения h₀=45-3,5=41,5 см. Арматуру рассчитываем с помощью параметров А₀, и по [2, стр. 38, прил. III, табл. 3]. В крайних пролетах M₁=87 кНм; определяем расположение границы сжатой зоны сечения по условию (6.3) при x=h_п’, b=b_п' и А_s’=0:

Mm_б1R_bb_п'h_п'(h₀-0,5h_п'); (6.3)

8700 кНсм<11(100)0.85*200*8(41,5-0,5*8)=56100 кНсм;

условие соблюдается, граница сжатой зоны проходит в полке, следовательно, сечение принимается шириной b_п';

по формуле (6.1)

по [2, стр. 38, прил. III, табл. 3] находим коэффициенты =0,987 и =0,026, вычисляем

Проверяем условие (6.4)

_R: (6.4)

по формуле (6.5) находится

₀=a-0,008R_bm_б1=0,85-0,008*0,85*11=0,774; (6.5)

по формуле (6.6) определяется граничное _R

(6.6)

Условие (6.4) соблюдается, так как =0,026<_R=0,661.

Для двух каркасов принимается 416 A-II, А_s=8,04 см² (см. каркас (1) на рис. 6.2).

В средних пролетах М₂=57,7 кНм;

=0,99; =0,023;

для двух каркасов принимается 218 A-II, А_s=5,09 см² (см. каркасы (2) на рис. 6.2); условие _R соблюдается, так как =0,023<_R=0,661.

Над вторыми от края опорами М_В=83,8 кНм;

=0,86; =0,28;

условие _R соблюдается, так как =0,28<_R=0,661.

Растянутой арматурой над опорами второстепенных балок являются рабочие стержни надопорных сеток, расположенных между осями соседних второстепенных балок. Принимаются две сварные сетки V с поперечной рабочей арматурой диаметром 5 мм и продольной 4 мм (А_s=1,57 см²) площадью сечения каждая на 1 пог. м:

Над средними опорами М_С=57,7 Нм:

=0,87; =0,26;

условие _R соблюдается, так как =0,26<_R=0,661; принимаются две сетки VI с рабочей поперечной арматурой диаметром 5 мм и продольной диаметром 4мм (А_s=1,18 см²), площадью сечения каждой на 1 пог. м:

(-2,5% допустимо).

Сетки V и IV заводятся за ось опоры (при p/gЗ): одну сетку на 1/3l от оси и другую на 1/4l от оси (см. рис. 6.2).

Расчет поперечной арматуры

Максимальная поперечная сила Q_B^Л=0,6ql=0,6*28,52*5,85=100 кН. Проверяется первое условие (6.7)

Q0,35R_bbh₀; (6.7)

Q_max=100000 H<0,35*0,85*11(100)*20*41,5=272000 H,

где

Q – в H;

R_b – в МПа;

(100) – для пересчета правой части условия (6.7), H;

условие соблюдается, принятые размеры сечения достаточны.

Проверяется второе условие (6.8)

Qk₁RR_btm_б1bh₀; (6.8)

100000 H>0,6*0,88(100)*0,85*20*41,5=37500 H,

условие (2.49) не удовлетворяется, требуется поперечное армирование.

Из формулы (6.9) определяется требуемая интенсивность поперечного армирования

(6.9)

Принимаются поперечные стержни диаметром d_x=6 мм, A_s,x= 0,283 см² в соответствии с [2, стр. 39, прил. IV]. При двух каркасах n = 2 и A_s,x=0,283*2=0,566 см².

Шаг поперечных стержней по формуле (6.10)

u=R_swA_s,x/q_x=170(100)*0,566/490=19 см. (6.10)

Наибольшее расстояние между поперечными стержнями согласно формуле (6.11)

(6.11)

Исходя из условий конструирования на приопорных участках длиной 1/4 пролета это расстояние должно быть при h450 мм uh/2=45/2=22,5 см и не более u=15 см. Принимается расстояние u=15 см по наименьшему из вычисленных значений.

В средней половине пролета балки поперечная сила на расстоянии 1/4 пролета от опоры балки

Q=Q_max-ql/4=100-28,52*5,85/4=58,2 кH;

здесь условие (6.8) не удовлетворяется, так как Q=58,2 кH>k*R_btm_б1bh₀=37,5 кH, следовательно, требуется постановка поперечных стержней по расчету.

Вычисляется требуемое значение q_x:

Шаг поперечных стержней при d_x=6 мм и n=2

u=170(100)*0,566/164=49 см.

Максимальный шаг поперечных стержней

по конструктивным требованиям [1.5, п. 5.27] при высоте сечения h>300 мм расстояние между поперечными стержнями u принимается не более 3/4h и не более 500 мм.

Поэтому в средней части балки можно принять u=3/4h=0,75*45=33 см, принимается u=30 см (кратно 5 см).

В средних пролетах наибольшая поперечная сила

Q=0,5ql₂ =0,5*28,52*5,7=81,2 кH<100 кH.

По конструктивным соображениям в целях унификации каркасов принимается для балок средних пролетов (каркасы (2), рис. 6.2) поперечные стержни диаметром 6 мм с шагом 15 и 30 см, так же как для каркасов (1) в крайнем пролете.

Каркасы (1) и (2) на опоре соединяются дополнительными стержнями с запуском за грань опоры (главной балки) на длину 15d₁ и не менее (u+150 мм).

Подбор сечения арматуры для главной балки

Приняты ранее: арматура продольная класса A-II, R_s=270 МПа; поперечная арматура класса A-I, R_sw=170 МПа; бетон марки М250, R_b=11 МПа, R_bt=0,88 МПа, m_б1=0,85. По моменту М_В=186 кНм уточняем размер поперечного сечения ригеля при =x/h₀=0,35 по формуле (6.12) при r₀=1,8:

(6.12)

что меньше принятого предварительно h₀=60-6=54 см; условие (6.12) удовлетворяется.

Арматура в пролете рассчитывается по формулам тавровых сечений с полкой в сжатой зоне, а на опоре – как для прямоугольных сечений. Параметры A₀, и принимаются по [2, стр. 38, прил. III, табл. 3].

Подбор сечения арматуры в крайних пролетах: М₁=288 кНм; ширина полки таврового сечения b'_п=(600/6)*2 + 30=230 см; h₀=60-4,5=55,5 см, арматура в два ряда; расположение границы сжатой зоны определяется по условию

MR_bm_б1b'_пh'_п(h₀-0,5h'_п);

28800<11(100)*0.85*230*8*(55,5-0,5*8)=88500 кНсм.

Условие соблюдается, граница сжатой зоны проходит в полке, сечение рассчитывается как прямоугольное шириной b'_п=230 см:

по [2, стр. 38, прил. III, табл. 3] определяется =0,975; =0,05; вычисляется площадь сечения растянутой арматуры

принимается 420 A-II+222 A-II, A_s,ф=12,56+7,6=20,1 см² (рис. 6.3, каркасы (3) и (4)).

В среднем пролете M₂=162 кНм;

=0,99;

Принимаются два каркаса (5) в каждом по 220 A-II, всего 420 A-II, A_s,ф=12,56 см².

Верхняя арматура в среднем пролете определятся по моменту М_2min=-67,2 кНм.

Сечение прямоугольное 60х30 см, h₀=60-4,5=55,5 см:

=0,957;

Принимается 218 A-II; A_s=5,09 см² (см. каркасы (5)). Подбор арматуры на опоре В: М_B’=-186 кНм; сечение прямоугольное 60х30 см; h₀=60-6=54 см.

=0,87;

Принимается 422 A-II, A_s=15,2 см², каркасы (6) и (7), рис. 6.3.

Конструктивное решение заданного узла

Рассматривается конструктивное решение узла монолитного сопряжения колонны с плитой перекрытия (рис. 7.1).

В месте сопряжения колонны с главной балкой, выпуски продольной арматуры колонны связываются при помощи конструктивной поперечной арматуры 8 A-I с каркасом (6) главной балки. Места обрыва продольной арматуры колонны свариваются с сетками I и II балочной плиты, что обеспечивает жёсткое закрепление арматурного каркаса в рассматриваемых элементах.

Список литературы

Строительные нормы и правила:

СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. М.: ЦИТП, 1986;

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

СНиП 2.05.03-84. Мосты и трубы. М.: ЦИТП, 1985;

СНиП 2.06.08-87. Бетонные и железобетонные конструкции гидротехнических сооружений. М.: ЦИТП, 1988;

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

Кононов Ю.И. “Монолитное железобетонное ребристое перекрытие с балочными плитами” – методические указания по курсовому проекту – ЛПИ. 1982 г.

Характеристики

Список файлов курсовой работы