
- •1 Определение генеральных размеров поперечной рамы цеха
- •2. Расчет и конструирование железобетонной ребристой плиты покрытия
- •2.1 Исходные данные для проектирования плиты
- •2.2 Определение нагрузок на плиту
- •2.3 Расчет полки плиты
- •2.4 Расчет поперечного ребра
- •2.5 Расчет продольного ребра
- •2.5.1Определение нагрузок и расчетных усилий
- •2.5.2 Предварительное определение площади сечения продольной арматуры
- •2.5.3 Определение геометрических характеристик сечения продольных рёбер
- •2.5.4 Определение потерь предварительного напряжения в арматуре
- •2.6 Расчет плиты по первой группе предельных состояний
- •2.6.1 Расчет прочности нормального сечения по фактическому армированию в стадии эксплуатации
- •2.6.2 Расчет прочности наклонных сечений
- •2.7 Расчёт плиты по второй группе предельных состояний
- •2.7.1 Расчёт по образованию нормальных трещин в стадии изготовления и монтажа
- •2.7.2 Расчёт по образованию нормальных трещин в стадии эксплуатации
- •2.7.3 Расчёт по образованию трещин, наклонных к продольной оси плиты в стадии эксплуатации
- •2.7.4 Расчёт по деформациям без образования трещин
- •3 Расчет и конструирование двускатной балки покрытия
- •3.1 Расчетные данные
- •3.2 Предварительное назначение размеров сечения балки
- •3.3 Прочностные и деформационные характеристики преднапряженной арматуры
- •3.4 Определение нагрузок и усилий
- •3.5 Предварительный расчет сечения арматуры
- •3.6 Определение геометрических характеристик приведенного сечения
- •3.7 Определение потерь предварительного напряжения арматуры
- •3.8 Расчет по предельным состояниям первой группы
- •3.8.1 Расчет прочности балки по нормальному сечению
- •- Условие выполняется, действующий момент меньше предельно допустимого.
- •3.8.2 Расчет прочности сечений, наклонных к продольной оси по поперечной силе
- •3.8.3 Расчет по прочности балки в стадии изготовления и монтажа
- •3.9 Расчет по предельным состояниям второй группы
- •3.9.1 Расчёт по образованию трещин
- •3.9.2 Расчет прогиба балки
- •4 Статический расчет поперечной рамы цеха
- •4.1 Определение постоянных нагрузок
- •4.2 Определение временных нагрузок
- •4.3 Расчет рамы
- •5.Расчёт прочности колонны среднего ряда
- •4.1 Надкрановая часть колонны
- •5.2 Подкрановая часть колонны
- •6 Конструирование и расчет фундамента под колонну
- •6.1 Исходные данные
- •6.2 Определение глубины заложения и высоты фундамента
- •6.3 Определение размеров подошвы фундамента
- •6.4 Расчет фундамента по прочности
- •6.5 Определение сечений арматуры подошвы фундамента
- •6.6 Расчет подколонника
3.8 Расчет по предельным состояниям первой группы
3.8.1 Расчет прочности балки по нормальному сечению
Определяем положение нейтральной линии из условия:
(3.16)
Следовательно нейтральная ось проходит в ребре.
Граничная высота сжатой зоны бетона равна:
(3.17)
Высоту сжатой зоны находят по формуле:
(3.18)
отношение
х/d=43,78/151=0,29<
=0,332.
Изгибающий момент , воспринимаемый сечением в середине балки определяем:
- Условие выполняется, действующий момент меньше предельно допустимого.
3.8.2 Расчет прочности сечений, наклонных к продольной оси по поперечной силе
Максимальная поперечная сила у грани опоры Vsd=628,5кН. Размеры балки у опоры: h=80см, d=89-9-0,5∙0,8=79,6см, b=10см (на расстоянии 0,75 от торца), b=25 см на опоре.
Прочность железобетонных элементов на действие поперечных сил при отсутствии поперечной арматуры, согласно требованиям норм , проверяем по условию:
Vsd≤VRd,ct,
где Vsd– расчетная поперечная сила от внешних воздействий;
VRd,ct– поперечная сила, воспринимаемая железобетонным элементом без поперечного армирования.
Находим поперечную силу, воспринимаемую железобетонным элементом без поперечного армирования:
Vrd,ct=(0,12 ·k·(100·ρ·fck)⅓-0,15·σср)·bsb·d, (3.19)
где (3.20)
Принимаем k=2.
ρ – коэффициент армирования;
ρ=Ap1/(bw·d)≤0,02 (3.21)
ρ=243,5/(10·79,6)=0,019<0,02.
σср– напряжения в бетоне, вызванные наличием осевого усилия,
Vrd,ct=(0,12·2·(100·0,019·40)⅓+ 0,15·9,2)·10·79,6= 907кН.
Но не менее VRd,ct,min=(0,4∙fctd-0,15∙σср)∙bw∙d, (3.22)
VRd,ct,min=(0,4∙1,67+0,15∙9,2)∙10∙79,6=630 кН.
Поскольку Vsd=628,5 кН<VRd,ct=907 кН, поперечную арматуру необходимо устанавливать конструктивно. Принимаем хомуты 25мм из арматуры класса S500 с Аsw=0,39cм2. Шаг на опоре принимаем 300 мм,в пролете 400 мм что соотвествует конструктивным требованиям.
3.8.3 Расчет по прочности балки в стадии изготовления и монтажа
Величину предварительного напряжения в арматуре вводят в расчет с коэффициентом точности натяжения арматуры
(3.23)
В данном случае принимается знак «+», т.к. предварительное напряжение неблагоприятно влияет на рассматриваемом участке элемента (в месте установки монтажных петель).Значение при механическом способе натяжения арматуры принимают равным 0,1.
Определяем усилие Рd в напрягаемой арматуре в стадии после обжатия:
Рd=( ·σm.0 -330) ·Ар (3.24)
где σm.0=Рm,0/ Ар,
330 – потери предварительного напряжения в арматуре при доведении бетона сжатой зоны до предельного состояния, МПа,
- коэффициент, определяющий верхнее значение усилия предварительного напряжения.
Рd =(1,1·(255,67·1000)/2435 -330) ·2435·10-3= 200,8 кН
Момент от собственного веса балки:
где g – вес балки покрытия .
Момент от усилия предварительного обжатия:
Для арматуры S500 при Еs=2·105 МПа,
Тогда
Коэффициент
, (3.25)
<
,
где b=100мм,
d=796 мм – расстояние от нижней грани ребра до центра тяжести арматуры верхней зоны сечения.
Далее определяем значение коэффициента η:
Требуемая площадь сечения продольной рабочей арматуры:
(3.26)
складывается из арматуры сечения продольных стержней каркаса продольных ребер 4Ø12 S500( =452 мм2), - следовательно, принятой арматуры достаточно для обеспечения прочности сечения плиты в местах установки монтажных петель.