Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Практические занятия

.pdf
Скачиваний:
53
Добавлен:
12.05.2015
Размер:
807.79 Кб
Скачать

17. f = 8.59мм < fult = 2101 l = 34,29мм .

Пример заполнения контрольного талона проверки решения задачи: Фамилия студента: Иванов группа: 03-401 Преподаватель: Седов Вариант задания: 1

Контролируемый

R

 

æ 1

ö

æ 1

ö

 

æ 1

ö

 

f ,

f

 

 

μs

ç

÷

ç

 

÷

 

ç

 

÷

 

ult

,

 

 

 

 

 

b,ser

è r

ø

è r

ø

2

è r

ø

3

мм

 

 

параметр

МПа

 

 

1

1/мм

1/мм

мм

 

 

 

1/мм

 

 

 

 

 

 

Значение

18,5

0,016

1,22 10-6

1,02 10-6

1,39 10-6

8,59

34,29

19. Конец

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Индивидуальные задания принимать по табл. 5.2.

71

7. Расчет внецентренно сжатых элементов на прочность по сечениям, нормальным к продольной оси

Цель обеспечить несущую способность железобетонного элемента. Задачи - подобрать необходимую площадь сечения продольной

сжатой и растянутой арматуры в железобетонном элементе, сконструировать элемент.

Для решения задач предварительно необходимо изучить материалы п. 3.49 – 3.60 Пособия к СНиП 52-01-2003 и лекции № по курсу «Железобетонные и каменные конструкции».

Таблица 7.1

Контрольные вопросы.

1. Какие условия статики

а) åM = 0 , å N = 0 .

 

используют при расчете

 

б)

åM = 0 .

 

на внецентренное сжатие

 

сечений, нормальных к

в)

å N = 0 .

 

продольной оси?

 

2. Назовите величину

а) 10мм.

 

случайного

б) 1/20 высоты сечения.

 

эксцентриситета.

в) 15мм.

 

 

 

3. Как учитывается

а) Умножением продольной силы на

влияние прогиба

коэффициенты ηv и ηh .

 

элемента при расчете?

б) Увеличением эксцентриситета на 1/30

 

высоты сечения.

 

 

в) Умножением моментов на коэффициенты

 

ηv

и ηh .

 

 

 

4. Назовите условия

а) в зависимости от условий опирания.

определения расчетной

б) в зависимости от гибкости элемента.

длины внецентренно

в) в зависимости от условий опирания и

сжатого элемента.

длины элемента.

 

 

 

 

 

5. Выберите условие

а)

 

 

прочности элементов

M ³ Rbbx(h0 - 0.5x)+ (Rsc As

- N / 2)(h0 - a).

прямоугольных сечений

б)

 

 

с симметричной

 

 

M £ Rbbx(h0 - 0.5x)+ (Rsc As

- N / 2)(h0 - a).

арматурой.

в)

 

 

 

 

 

 

M £ Rbbx(h0 - 0.5x)- (Rsc As

- N / 2)(h0 - a).

 

 

72

 

6. Выберите условие

а)

 

 

 

 

 

 

 

 

прочности элементов

M ³ Rbbx(h0 - 0.5x)+ (Rsc As

- N / 2)(h0 - a).

прямоугольных сечений

б)

 

 

 

 

 

 

 

 

с несимметричной

 

 

 

 

 

 

 

 

M £ Rbbx(h0 - 0.5x)+ (Rsc As

- N / 2)(h0 - a).

арматурой.

в)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M £ Rbbx(h0 - 0.5x)- (Rsc As

- N / 2)(h0 - a).

7. Выберите уравнение,

а) при αn ≤ ξ R

 

 

 

 

 

по которому

As = As¢ =

Rbbh0

×

 

αm1 -αn (1-αn / 2) .

определяется количество

 

 

симметричной арматуры

 

 

Rs

 

1- δ

во внецентренно сжатых

б) при αn > ξ R

 

 

 

 

 

элементах.

As = As¢ =

Rbbh0

×

 

αm1 - ξ (1- ξ / 2)

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rs

 

1- δ

 

 

 

 

в) при αn £ ξ R

α m1 -ξ (1-α n / 2)

 

 

As = As¢ =

 

Rbbh0

×

.

 

 

 

 

 

 

 

Rs

 

1-δ

 

 

 

8. Назовите значение

а) 1%.

 

 

 

 

 

 

 

 

максимального

б) 2%.

 

 

 

 

 

 

 

 

коэффициента

в) 3%.

 

 

 

 

 

 

 

 

армирования для

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

внецентренно сжатых

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

элементов?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В тексте использованы ссылки на пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 52-101-2003).

В соответствии с п. 3.49 при расчете железобетонных элементов на

действие сжимающей продольной силы следует учитывать случайный эксцентриситет еа принимаемый не менее максимального из трех значений:

·6001 H ;

·301 h ;

·10 мм.

Проверку прочности на внецентренное сжатие прямоугольных сечений с симметричной арматурой производят из условия:

M £ Rbbx(h0 - 0.5x)+ (Rsc As- N / 2)(h0 - a),

73

где M - момент относительно центра тяжести сечения, определяемый с учетом прогиба элемента;

x - высота сжатой зоны сечения элемента.

Требуемое количество симметричной арматуры определяется следующим образом в зависимости от относительной величины

продольной силы αn =

 

N

:

 

 

 

 

 

 

 

 

Rbbh0

 

 

 

αm1 -αn (1-αn / 2)

 

 

 

 

 

 

 

 

а) при αn £ ξ R

As = As¢ =

Rbbh0

×

,

Rs

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1- δ

 

 

б) при αn > ξ R

As = As¢ =

Rbbh0

 

×

 

αm1 - ξ (1- ξ / 2)

,

 

Rs

 

1- δ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где ξ - относительная высота сжатой зоны.

Рис. 7.1. Схема усилий в поперечном сечении внецентренно сжатого элемента.

В соответствии с п. 3.58 расчет сжатых элементов из бетона классов В15-В35 на действие продольной силы, приложенной с эксцентриситетом, равным случайному эксцентриситету еo = h/30, при lo < 20h допускается производить из условия 3.97:

N φ(RbA + RscAs,tot),

где φ - коэффициент, определяемый по формуле:

ϕ = ϕb + 2(ϕsb − ϕbs ≤ ϕsb .

Здесь φb и φsb - коэффициенты, принимаемые по табл. 3.5 и 3.6 или прил. 3.

74

При подборе арматуры в первом приближении принимаем коэффициент φ=0.8. Далее с учетом найденной площади и

конструктивных требований назначается армирование внецентренно сжатого элемента, коэффициенты φb и φsb корректируются, и производится проверка прочности сечения с принятым армированием. Вычисления по п. 3, 4, 6 – 27 блок-схемы 7.1 выполнять не нужно.

Сечения внецентренно сжатых элементов могут проектироваться как с симметричной, так и с несимметричной арматурой.

Последовательность расчета внецентренно сжатых элементов с симметричной арматурой представлена в блок-схеме 7.1.

Блок-схема 7.1 (начало)

1

Начало

2

b, h, as, M, N, ML, NL, Rb, Rbt, Eb, Es, Rs, Lo,

 

3h0 = h - a

4М1 = M + N ( h0 –a`) / 2 M1L=ML+NL ( h0 – a) /2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нет

 

 

eo

= M / N

 

 

 

 

 

 

да

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

e0

> h / 30

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

eo = h / 30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

да

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

l0

h > 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

η = 1

 

 

 

 

 

 

 

 

Учет прогиба элемента

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нет

 

 

 

1

 

 

 

11

 

e0 < 0,15

 

 

 

 

 

 

да

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h

13

 

 

 

 

 

 

e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

δ e = 0.15

 

 

 

 

 

δ =

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с. 76

75

Блок-схема 7.1 (продолжение)

14

ϕ L = 1+ M1L

M1

15

μ = μmin

16

μα = μ Eb

Es

17

 

é

 

 

0.0125

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

D = Ebbh

 

ê

 

 

 

 

 

+

 

ϕ

 

(0.3 + δ

 

)

 

 

ê

l

e

 

 

 

ë

 

 

 

 

æ h

- a¢ ö2

ù

0.175μαç

0

 

÷

ú

 

h

è

 

ø

ú

 

 

 

 

û

18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ncr = π

2 D / L20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

η =

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1−

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

Ncr

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M

= Mη

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

α n =

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rbbh0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22

23

24

α = M + N (h0 - a¢) / 2

m1 Rbbh02

δ= ah0

ξR по табл. 3,2

с. 77

76

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Блок-схема 7.1 (окончание)

 

 

 

нет

 

 

 

 

 

да

 

 

 

 

25

 

αn < ξ R

 

27

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rbbh0

αm1

-ξR (1-ξR / 2)

 

 

 

 

 

As = As¢ =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rs

1-δ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rbbh0

αm1 -αn (1-αn / 2)

 

 

 

 

 

 

 

 

As = As¢ =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rs

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1-δ

 

28

Конструирование

29

Конец

Пример расчета 1.

Подобрать симметричную арматуру во внецентренно сжатом элементе. Расчет ведем по блок-схеме 7.1.

1.Начало.

2.Сечение элемента по заданию b = h = 30см , as = as = 4см , l = 3м .

Опирание жесткое на двух опорах.

N = 1834.5кН , от длительно

Расчетные усилия: M = 23,76кНм и

действующей нагрузки M l = 16,88кНм , Nl

= 1663.14кН .

 

Характеристики бетона и арматуры.

Бетон тяжелый, класса В20,

Rb = 11.5МПа ,

Rbt = 0.9МПа , Eb = 27500МПа . Продольная

рабочая

арматура класса

А-400, Rs = 355МПа .

Расчетную длину

элемента

принимаем l0 = 0.5l = 1.5м .

3.h0 = h - as = 26см .

4.e0 = 23.76 ×100 = 1.3см ; 1834.5

5.M I = 1834.5(26 - 4) / 2 + 23.76 = 225.56кНсм ,

M Il = 1663.14(26 - 4) / 2 +16.88 = 199.83кНсм .

6. e0 = 1.3см > 3030 = 1см .

8. l0 h = 1.5/ 0.3 = 5 > 4 - учитываем прогиб колонны.

77

11. δ e = 130.3 = 0.04 < 0.15 .

13.δ e = 0.15 .

14.ϕl = 1+ 199.83225.56 = 1.89 .

15.В первом приближении принимаем μ = 0,02 согласно п. 5.12.

16.μα = 0,02 20000027500 = 0,27 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

é

 

0.0125

 

 

æ

0,26 - 0,04 ö

2

ù

 

 

D = 27500×103

×0,34 ê

 

 

 

 

ú

 

17.

 

 

 

 

 

+ 0.175

×0,27ç

 

÷

 

=

 

 

 

0,15)

0,3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ê1,89(0.3+

 

è

ø

 

ú

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ë

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

û

 

= 7,52×103 кНм 2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18.

Ncr

=

3.142

×7.52×10

3

= 32952,97кН .

 

 

 

 

 

 

 

 

1,5

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19. η =

 

 

 

 

1

 

 

=1.059 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1-

 

1834.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

32952,97

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20.

M = Mη = 23,76 ×1,059 = 25,16кНм .

 

 

 

 

 

 

21.

αn

=

 

 

 

 

1834,5

 

 

 

= 2,05 .

 

 

 

 

 

 

 

 

11,5× 0,3×0,26×

1000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22.

α m1 =

25,16 +1834,5(0,26 - 0,04) / 2

= 0,98 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11,5×0,3×0,262 ×1000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

23.δ = 0,040,26 = 0,15 .

24.ξ R = 0.531

78

 

К-1

 

К-1

 

 

 

КР-1

 

 

 

 

 

 

армирование

 

 

 

 

 

 

1

1

 

 

140

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

175

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

470

 

 

470

 

2

 

 

200 200

 

 

290

 

КП-1

290

 

 

 

 

325

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 500

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ш

 

 

 

 

2

2

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

3

 

 

3000

3900

 

3000

3900

1

 

 

500*5=2500

3900

 

 

 

 

40

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

300

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

200

 

 

 

 

 

 

 

2

240

20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

280

 

 

 

 

2-2

 

2-2

 

 

 

3-3

 

 

 

 

 

 

армирование

1

 

20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

300

 

2

300

2

 

240

280

 

 

 

 

 

 

 

 

300

 

1

 

 

3

 

20

 

 

 

 

260

40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Б

 

Б

 

 

20

240

20

 

 

 

 

 

 

280

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 7.2. Конструирование элемента (к примеру расчета 1 и 2)

 

79

Поз.

3

4

Табл. 7.2

Спецификация колонны К-1

Обозначение

 

 

 

 

 

Наименование

 

 

 

 

Приме-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

чание

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сборные единицы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Каркас КР-1

 

 

 

 

2

63,43

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Детали

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O8 А240 l=280

 

 

 

 

20

0,111

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O12 А240 l=1185

 

 

 

 

2

1,052

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Материалы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Бетон В20

 

 

 

 

 

 

0,325 м3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Табл. 7.3

 

 

 

 

 

 

Спецификация арматурных изделий

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Марка

 

Поз.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кол.

Масса

Масса

 

 

 

 

изде-

 

 

 

 

 

Наименование

 

 

1дет.,

изд.,

 

 

 

 

лия

 

 

 

 

 

 

 

кг

кг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КР-1

 

1

 

 

36 А400, l=3900

 

 

2

 

 

31,16

63,43

 

 

 

 

 

2

 

 

8 А240, l=280

 

 

10

 

0,111

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Табл. 7.4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ведомость деталей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Поз

 

 

 

 

 

Эскиз

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Табл. 7.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ведомость расхода стали, кг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Изделия

арматурные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Марка

 

 

 

 

 

 

 

 

Арматура класса

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А240

 

 

 

 

А400

 

 

Всего

 

элемента

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГОСТ 5781-82*

 

ГОСТ 5781-82*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O8

 

O12

 

 

 

 

 

O36

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К-1

 

 

 

4,44

 

2,104

6,544

 

124,6

 

 

 

 

124,6

131,18

 

80