- •Расчетно-пояснительная записка
- •Задание на курсовое проектирование
- •Компоновка конструктивной схемы каркаса здания.
- •Выбор типа конструкций здания (панели перекрытия, ригеля, колонны).
- •Определение размеров рамы
- •Выбор схемы связей каркаса.
- •2. Статический расчет поперечной части здания.
- •2.1. Выбор расчетной схемы рамы.
- •2.2. Определение нагрузок.
- •2.2.1. Вычисление нагрузок от покрытия и перекрытия
- •2.1.2. Уточнение размеров элементов рамы.
- •2.1.3. Определение жестокостей элементов рамы
- •2.3. Определение усилий в элементах рамы
- •2.4. Построение эпюры изгибающих моментов, поперечных и продольных сил. Выравнивание эпюры изгибающих моментов
- •2.4.1. Построение эпюр изгибающих моментов в упругой стадии
- •2.4.2. Перераспределение изгибающих моментов, выравнивание эпюр
- •3. Расчет и конструирование ребристой панели перекрытия
- •3.1. Расчетная схема продольных ребер. Определение нагрузки на 1 погонный метр панели
- •3.3. Расчет по прочности продольных ребер панели по нормальному сечению
- •3.3.1. Определение геометрических характеристик.
- •3.3.2. Определение потерь предварительного напряжения.
- •3. 4. Расчет по прочности продольных ребер панели по наклонному сечению.
- •3.5. Расчет по прочности полки панели.
- •Вычисление нагрузки на полку панели.
- •3.6. Расчет панели по трещиностойкости (образованию и раскрытию трещин)
- •3.7. Расчет панели по деформациям
- •4. Проектирование ригеля
- •4.1 Расчет прочности ригеля по нормальному сечению.
- •4.2. Расчет прочности ригеля по наклонному сечению
- •4.3. Построение эпюры материалов
- •4.3.1. Определение мест фактического обрыва нижних стержней
- •4.3.2. Определение мест фактического обрыва верхних стержней
- •5.Расчет и конструирование колонны.
- •5.1. Расчет по прочности и устойчивости ствола колонны
- •5.2. Расчет по прочности консоли
- •5.3. Расчет стыка ригеля с колонной.
- •7.3. Проектирование монолитной плиты
- •7.3.1. Сбор нагрузок
- •7.3.1. Расчет по прочности плиты
- •8. Проектирование второстепенной балки
- •8.1 Определение нагрузки на 1 погонный метр
- •8.2. Расчет прочности балок по нормальному сечению.
- •8.3. Расчет по прочности по наклонному сечению
- •Библиографический список
2.4. Построение эпюры изгибающих моментов, поперечных и продольных сил. Выравнивание эпюры изгибающих моментов
2.4.1. Построение эпюр изгибающих моментов в упругой стадии
Эпюры изгибающих моментов в упругой стадии построены на основании расчета по программе «РАМА2» и представлены на рис 2.4.1.1.
Рис 2.4.1.1. Эпюры М в упругой стадии
2.4.2. Перераспределение изгибающих моментов, выравнивание эпюр
Эпюры выравнивающие и выровненные представлены:
Эпюра 1+2 на рис. 2.4.2.1.
Эпюра 1+3 на рис. 2.4.2.2.
Эпюра 1+4 на рис. 2.4.2.3.
Рис.2.4.2.1 Выравнивание эпюры 1+2
Рис 2.4.2.2. Выравнивание эпюры 1+3
Рис 2.4.2.3. Выравнивание эпюры 1+4
Огибающую эпюру моментов строим путем наложения трех выровненных эпюр, рис. 2.4.2.4.
Рис 2.4.2.4. Огибающая эпюра моментов
Далее строим эпюры поперечных сил рис. 2.4.2.5. и огибающую эпюру поперечных сил, путем наложения всех трех эпюр друг на друга, рис. 2.4.2.5.
Рис. 2.4.2.5. Эпюры поперечных сил при загружении
комбинацией нагрузок 1+2, 1+3, 1+4.
Рис. 2.4.2.6. Огибающая эпюра Q
3. Расчет и конструирование ребристой панели перекрытия
При выполнении курсового проекта принимается ребристая панель перекрытия с предварительно напряженной арматурой.
3.1. Расчетная схема продольных ребер. Определение нагрузки на 1 погонный метр панели
Продольное ребро свободно опирается на ригель и рассматривается как балка, свободно опертая на двух опорах и загруженная равномерно распределенной нагрузкой.
Рис. 3.1. Расчетная схема работы панели и эпюры усилий
Определяем длину панели:
ℓпл = ℓ0 – bp – 2· – 2·25 = 5600 – 2*40 – 135*2 –125*2 = 5270 мм.
Высоту продольного ребра назначаем h = 400 мм, ширина: внизу – 70 мм, вверху – 100 мм. Ширина поперечных ребер: внизу – 50 мм, вверху – 70 мм. Толщина полки принимается hf’ =50 мм.
Панель изготавливается из тяжелого бетона класса В25. Бетон подвергается тепловой обработке. Напрягаемая арматура класса А800, ненапрягаемая продольная арматура – А400, диаметром 8мм.
Полка панели армируется сварными сетками из арматурной проволоки В500.
Принимаем основные панели с номинальной шириной bf’=1400 мм, доборные панели имеют ширину bf’= 1400/2 = 700 мм.
Продольное ребро свободно опирается на ригель и рассматривается как балка, свободно опертая на двух концах и загруженная равномерно распределенной нагрузкой.
3.3. Расчет по прочности продольных ребер панели по нормальному сечению
В расчет вводится приведенное тавровое сечение с полкой в сжатой зоне.
Расчетный пролет панели равен: ℓр = ℓпл - ℓоп = 5270 – 120 = 5150 мм.
Конструктивная ширина bf = 1400 – 20 = 1380мм.
Полная расчетная нагрузка на 1 м.п.
Р = gпер·bп = 22,4282·1,4 = 31,399 кН/м.
Максимальные усилия:
Мmax = 31,399 ·5,152/8 = 104,097 кН·м;
Qmax = 31,399 ·5,15/2 = 80,85 кН.
Ширина полки эквивалентного приведенного таврового сечения
bf’ = 1380 + 20 = 1400 мм.
Ширина ребра b = 2·70 + 20 = 160 мм.
где h0 = h – as = 400 – 50 = 350 см – высота рабочей зоны;
Rb = 14,5 МПа – расчетное сопротивление бетона класса В25 сжатию;
γb1 = 0,9 – коэффициент условия работы бетона.
По значению А0 определяем (по табл. 19.) = 0,05 , 0,975, тогда высота сжатой зоны, определяемая по формуле
х = · h0 = 0,05·35 = 1,75 см < hf’=5см.
Граничное значение высоты сжатой зоны определяется по формуле:
,
где - относительная деформация арматуры растянутой зоны, вызванная внешней нагрузкой при достижении в этой арматуре напряжения, равного ;
- относительная деформация сжатого бетона при напряжениях, равных , принимаемая равной 0,0035.
Для арматуры с условным пределом текучести значение определяют по формуле
,
где - предварительное напряжение в арматуре с учетом всех потерь и = 0,9; 400 - в МПа.
;
Величину предварительного натяжения арматуры принимаем:
0,85·Rs,ser = 0,85·800 = 680 МПа;
где Rs,ser = 800 МПа – для арматуры класса А800.
Величина отклонения натяжения арматуры:
р = 30 + 360/ℓ =30+360/4,97= 102,43 МПа;
где ℓ = 4,97 м – длина напрягаемого стержня.
В соответствии с /1/ должны выполняться условия:
= 0,9Rsp,ser , = 0,9*800 = 720;
= 0,05 < = 0,5022.
Следовательно, разрушение начнется со стороны растянутой зоны.
Коэффициент условия работы, учитывающий повышенную несущую способность арматуры, напряженной выше предела текучести найдем по формуле:
,
поэтому принимаем .
Определим требуемую площадь напрягаемой арматуры:
см2.
Принимаем по сортаменту 2 18 А800 ; АSP = 5,1 см2 .