Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ARKA_GB.DOC
Скачиваний:
1
Добавлен:
01.04.2025
Размер:
239.1 Кб
Скачать

6 Розрахунок елементів арки

6.1. Розрахунок затяжки

З аналізу результатів розрахунку (табл. 2, 4) видно, що максимальний розпір отримано при повному завантаженні всієї арки Hmax = 1760 кН (табл. 2). Необхідна площа перерізу попередньо напружуваної арматури затяжки при s6 = 1,15 для канатів К-7 (п. 3.13 [1]) Asp = Hmax / s6 Rs = 1760000 / 1,15  1080(100) = 14,17 см2, при діаметрі каната 15 мм і площі його перерізу 1,416 см2 (додаток 8 [2]) кількість канатів n = 14,17 / 1,416 = 10 шт – приймаємо 10 15 К-7 з As = 14,16 см2.

Крім визначеною армуємо затяжку конструктивно хомутами зі сталі класу A–I діаметром 6 мм з кроком 250 мм. Розміщення арматури в перерізі затяжки показано на рис. 3.

Рисунок 3. Схема армування перерізу затяжки

6.2. Розрахунок блоків арки.

Арку проектуємо з шести криволінійних блоків (див.рис.1). Розглядаючи схему арки сумісно з таблицею 1 бачимо, що в межах крайнього блока знаходиться другий розрахунковий переріз (х = 3,56 м). В цьому перерізі максимальні зусилля від повного завантаження М = 310 кН  м, N = 1812 кН(табл. 2); від постійного й тривалого завантаження Ml = 152 кН  м, Nl = 1624 кН (табл. 4). На дію вказаних зусиль й розраховуємо перший блок.

В межах другого блока знаходяться третій і четвертий перерізи, в межах третього блока – п’ятий переріз. Шостий переріз знаходиться посередині арки. З метою типізації уніфікованих за розмірами чотирьох середніх блоків арки їх розрахунок виконуємо на максимальні зусилля, що діють в шостому перерізі М = 997 кН  м, N = 1760 кН (табл. 2) і Ml = 821 кН  м, Nl = 1448 кН (табл. 4).

6.2.1. Розрахунок першого блока

Як визначено вище, М = 310 кН  м, N = 1812 кН, Ml = 152 кН  м, Nl = 1624 кН.

Розрахункова довжина в площині арки за табл. 33 [1] Lo = 0,54L = = 0,54  37,4 = 20,2 м.

З метою визначення необхідності врахування прогину на величину ексцентрисітета попередньо визначимо геометричні характеристики, прийнявши наближено для двотаврового перерізу арки згідно з вимогами п. 5.16 [1] і рекомендаціями п. 4.1 [2] As = = 0,005 Aв = 0,005 (2  50  8 + 4  0,5  21  6 + 84  8) = 0,005  1724 = 8,62 см2 – приймаємо з округленням As = = 10 см2 та підраховуємо:

– відношення модулів пружності = Es / Eв = 200000 / 27000 = 7,4;

– площа зведеного перерізу за рис. 4

Рисунок 4. До визначення геометричних характеристик перерізу арки.

Ared = Aв + As + = 2  50  8 + 4  0,5  6  21 + 84  8 + 7,4  10 + 7,4  10 = = 1724 + 74 + 74 = 1872 см2;

– момент інерції зведеного перерізу при відстані до центра ваги yo = 50 см Ired = 2(50  83/12) + 2  50  8(50 – 4)2 + + 2(21  63/12) + 2  21  6(50 – 8 – 0,5  6)2 + 8  723/12 + 7,4  10(50 – 4)2 + + 7,4  10(50 – 4)2 = 2643115 см4;

– радіус інерції зведеного перерізу ired = 37,6 см.

Тому що Lo/ ired = 2020 / 37,6 = 54 > 14, розрахунок виконуєм з урахуванням впливу прогину елемента на величину ексцентрисітета, для чого згідно з п.п. 3.3 – 3.6 і 3.25 [1] попередньо визначаються:

– ексцентрисітет рівнодіючої ео =М / N = 310 / 1812 = 0,171 м;

– випадковий ексцентрисітет еа = h/30 = 100/30 = 3,33 см; еа = Lo/ 600 = = 2020/600 = 3,37 см і еа = 1 см – більше значення еа = 3,37 см < ео = 17,1 см – випадковий ексцентрисітет не враховуємо ( п. 4.1 [2]);

– коефіцієнт, що враховує вплив ексцентрисітета і тривалий вплив навантаження на прогин l = 1 + Ml/M = 1 + 1  152/310 = 1,49 < 1+ = 1 + 1 = 2, де = 1 (табл. 30 [1]) – приймаємо l = 1,49;

– коефіцієнт, що характеризує початкове викривлення е = eo/h = 17,1/100 = = 0,171 > e,min = (0,5 – 0,01Lo/h) – 0,01Rbb2 = (0,5 – 0,01  2020/100) – 0,01  14,5  0,9 = = 0,167 – приймаємо е = 0,171;

– значення Is = As (yo – a)2 + 10(50 – 4)2 + 10(50 – 4)2 = 42320 см4;

– умовна критична сила для елемента двотаврового перерізу без попереднього напруження

Ncr =

=

= 4843920 Н = 4844 кН > N = 1812 кН – прийняті розміри перерізу достатні;

– коефіцієнт, що враховує вплив прогину на величину ексцентрисітета

 = 1/(1 – N/ Ncr) = 1/(1 – 1812/4844) = 1,6.

Значення збільшеного ексцентрисітета

e = eo + 0,5  h – a = 17,1  1,6 + 0,5  100 – 4 = 73 см.

Положення границі стиснутої зони з’ясовуємо, перевіряючи умову (4.37 [2])

N > Rbb2

1812000 Н > 14,5(100)  0,9  50  11 = 717750 Н – умова виконується, отже границя стиснутої зони проходить в межах ребра і розрахунок арматури виконуємо як для перерізу двотаврової форми.

Гранична відносна висота стиснутої зони бетону при w = 0,85 – 0,008 Rbb2 = = 0,85 – 0,008  14,5  0,9 = 0,75; sR = 365 Мпа (для арматури класу А–III) та sc,u = 500 Мпа (п. 3.12 [1])

R =

Відносна висота стиснутої зони бетону = n f = 1,81 – 0,6 = 1,21, де n = N/ Rbb2bho = 1812000/14,5(100)0,9  8  96 = 1,81 i f = ( / bho = (50 – 8)11/8  96= = 0,6.

Тому що = 1,21 > R = 0,61 для визначення симетричного армування таврового перерізу використовуємо формулу, наведену в п. 3.3.8 [5]

As =

обчислення за якою виконуємо після визначення: m = N е / Rbb2bho2 = =1812000  73/14,5(100)0,9  8 962 = 1,37; f = f (1 – 0,5 / ho ) = 0,6(1 – 0,5  11/96) = = 0,566; = a/ ho = 4/96 = 0,042;

1 =

= В останній формулі  = 500/Rs(1 – w/1,1) = 500/365(1 – 0,75/1,1) = 4,27 та

де 2 = ( + R)/2 = (1,21 + 0,61)/2 = 0,91.

Визначаємо площу перерізу симетричної арматури за наведеною формулою

As = = см2.

Оскільки визначене армування незначно відрізняється від прийнятого в першому наближенні (As = 10 см2) подальшого уточнення площі перерізу арматури не виконуємо.

Приймаємо з кожного боку по 5 16 А–III з As = 10,05 см2.

В разі дотримання умови R розрахунок симетричної арматури виконується за формулою (4.38 [2])

As = =

В разі отримання за розрахунком площі перерізу арматури < 0 симетричне армування призначають конструктивно, користуючись вказівками п. 5.16 [1] та п. 4.1 [2].

Поперечну арматуру каркасів полиць приймаємо 6 А–I, що відповідає вимогам додатку 9 [2], з кроком S  20d = 20  16 = 320 мм – приймаємо S = 300 мм що не перевищує 500 мм (п. 5.22 [1]), а по висоті перерізу встановлюємо 2 конструктивні поздовжні стержні 12 А–III (бо відстань між робочими стержнями перевищує 400 мм). Поперечна арматура ребра перерізу – 2 6 А–I, крок 300 мм. Армування перерізу першого блока показано на рис. 5.

Рисунок 5. Армування перерізу першого блока арки.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]