1. Вихідні дані

Виконати розрахунок і конструювання збірно-монолітного водоскиду за слідуючи ми даними: довжина споруди L=10м, ширина лотока l_mb= nl_s=32=6.0 м, глибина водяного потоку h_w=1.2м. Позначки: дна лотка – 0,000м, дна яру – 8,000 м, підошви фундаменту – 9,200м. Розрахунковий опір ґрунту від підошвою фундаменту R₀= 0,17 МПа, нормативний тиск вітру ₀=0,40кПа.

Елементи водоскиду виконані з бетону класів: лоток – В15; другорядні і головні балки – В20; колони – В25; фундаменти – В15.

Робоча арматура класів: лотока, другорядних, головних балок і колон - АІІ, фундаментів – АІІ.

Поперечну і монтажну арматури прийняти самостійно.

2. Визначення основних розмірів водоскиду

Для визначення основних розмірів елементів водоскиду використовуємо пропозиції, наведені в [5] і [6].

Висоту стінок лотока приймаємо на 20 см вище рівня води (п. 6.17 [3])

h=h_w+20=120+20=140см

Товщину днища і стінок визначаємо за більшим з двох значень

см;

см;

Тут l_s і h_w підставляють в м, а h_s одержують в см.

Приймаємо h_s=11 см.

В місці зєднання днища і стінок влаштовуємо скоси (вути) висотою 10 см під кутом 45­­­⁰. Визначаємо довжину консолі і проліт другорядних балок

l_c=0,296L=0,29610=2,96м.

Проліт l_b=L-l_c=10-2,96=7,04м.

Приймаємо l_c=3м, l_b=7м.

Розміри поперечного перерізу балок:

а) другорядної ; h_b=50см.

b_b=0,3h_b=0,350=15см;

б) головної (ригеля) ;

b_mb=0,4h_mb=0,450=20см;

Висоту фундаменту приймаємо h_f=80 см.

Висота колони дорівнює віддалі від осі ригеля до верху фундаменту

Розміри поперечного перерізу колони

Приймаємо h_cb_c=4030см.

Для зручності виготовлення, транспортування і монтажу лоток членуємо на окремі П-подібні блоки: три довжиною по 3 м і один довжиною 1 м.

Другорядні балки, головні балки, колони виготовляють цілими без стиків. Окремо також виготовляються фундаментні блоки під колони.

Поздовжній і поперечний перерізи водоскиду з попередньо визначеними розмірами зображені на рис. 2.1.

3. Розрахунок і конструювання лотока

   1. Визначення навантажень на лотік

Розрахункова схема лотока в поперечному напрямку – це нерозрізна плита балочного типу, опорами якої є другорядні балки.

Для розрахунку беремо один погонний метр довжини лотока. Для зручності стінки лотока умовно розглядають в горизонтальному положенні (рис. 3.1 а)

Навантаження від тиску води

g_w=g_wh_w_fw=1010001,21,0=1200H/м=12,0 Кн/м.

Навантаження від маси днища лотока

g_m=g(_bh_s_fb+_sch_sc_fc)=10(25000,111,1+22000,021,2)=

3550H/м=3,55кН/м,

де _w; _b і _sc – густина відповідно води, залізобетону і тиньки (_w=1000; _b=2500; _sc2200 кг/м³); g – прискорення земного тяжіння (q=10 м/сек²); _fw; _fb; _fc; - коефіцієнти надійності за навантаженням відповідно для води, залізобетону і тиньки (_fw=1,0; _fb=1,1; _fc=1,2) h_sc- товщина шару тиньки (h_sc=2см).

Повне розрахункове навантаження на днище лотока дорівнює

q=g_­w+g_m=12,0+3,55=15,55кН/м.

2. Статичний розрахунок лотока

Розрахункова схема лотока показана на рис.3.1а.З точки зору статики – це два рази статично невизначена балка. Після розкриття статичної невизначеності будуємо епюри M і Q (рис.3.1. б, в)

3.3. Вибір матеріалів для лотока і визначення їх розрахункових характеристик

Згідно п.2.2. і табл. 2[3] при градієнті напора h_w/h_s = 1,2/0,11 =10,9 і температурі води до +30 ⁰С марку бетону за водонепроникністю приймаємо W8; клас бетону за міцністю на стиск В15. Арматура класу АІІ. R_b=8,5МПа; R_bt=0,75 МПа; R_s=355 МПа для діаметрів 6...8 мм; E_s=210⁵ МПа.

Для розрахунків приймаємо:

Коефіцієнт надійності за призначенням споруди _n=1,1 (п.3.2.[1] ІV клас споруди);

коефіцієнт умов роботи бетону _bs=1,1 (табл.4 [2]);

коефіцієнт умов роботи арматури _s2=1,1 (табл.8 [2]);

коефіцієнт сполучення навантажень _lc=1 (основне сполучення).

Розрахункові характеристики матеріалів з врахуванням коефіцієнтів

Далі в розрахунках коефіцієнт _lc=1 свідомо вилучений.