1М2 жабын тақтасы үшін есептік жүктемесі.

Жүктеме	Нормативті жүктеме, кН/м2	Жүктеме бойыеша сенімділік коэффициенті	Есептік жүктеме, кН/м2
Тұрақты: Жабын салмағынан бастап ( =0,12м, =25,0 кН/м3	0,12 25=3,0	1,1	3,3
Еден салмағынан бастап ( =0,04м, =6,0 кН/м3 =0,03м, =18,0 кН/м3 =0,01м, =8,0 кН/м3)	0,04 6=0,24 0,03 18=0,54 0,01 8=0,08 =0,86	1,3	1,12
Бетон жіктерін монолиттеу	0,2	1,1	0,22

2.1- кестенің жалғасы

Аралық қабырға	1,5	1,1	1,65
Тұрақты қорытынды:	5,56	____	6,29
Уақытша тұрақты:	1,5	1,2	1,8
Соның ішінде: Ұзақ	1,2	1,2	1,44
Қысқа уақытты:	0,3	1,2	0,36
Барлығы:	7,06	____	8,09
Соның ішінде тұрақты және ұзақ мерзімді	6,76	____	_____

Есептеу үшін бірінші группа бойынша шектік жағдай есептік күшейту:

M=ql₀²/8=12.14 5.57²/8=47.08кНм (1.9)

Q= ql₀/2=12.14 5.57/2=33.81кНм (2)

Есептеу үшін екінші группа бойынша шектік жағдай:

M_tot=q_totl₀²/8=10.59 5.57²/8=41.07кНм

M_tot=q_totl₀/2=10.59 5.57/2=37,32кНм

Жабын үшін материалдар

В20 ауыр бетон класының нормативті және есептік сипаттамасы , _b2=0,9 жанында(75% пайыздық ылғалды бетон жұмысының коэффициенті):

R_bn = R_b,ser = 15 МПа,

R_btn = R_bt,ser = 1,4 МПа;

R_b=11,50,9=10,35МПа,

R_bt=0,90,9=0,81МПа Бетон атмосфералық қысымда жылу өңдеуге ұшырайды.Бастапқы иілгіштік модулі E_b = 27  10³ МПа

К Жабынның жарылуға қарсы алдын алу талаптары 3-ші категорияға жатады. Жабын дайындау технологиясы агрегатты-тасқынды. Арматура электротермикалық әдісі арқылы созылып,кернеледі

Арматура:

Бойлық кернеу класы A-V

R_sn =R_s,ser = 785 МПа,

R_s = 680 МПа,

E_s = 19  10⁴ Мпа

кернелмеген класы Bp–I,

R_s = 365 МПа,

R_sw = 265 МПа,

Е_s = 17 × 104 МПа

Бойлық жағдай бойынша бірінші группа жабын тақтасының есебі

Қалыпты бойлық өсіндегі жабынның беріктік қимасы бойынша есебі

Есептеу кезінде жабынның беріктік есебі бойынша көлденең қимасы сөрелі сығылған зонада таврлы болып қабылданады (асылма сөредегі созылған зонада есептелмейді).

а)Бірінші группаның шектік жағдайы бойынша есебі үшін жабынның есептік қимасы;

б) Жабынның есептік схемасы.

Есептеу кезінде жоғарғы қабаттың барлық ені b^’_f =146 см болып төмендегідей қабылданады:

см, (2.1)

Сурет 2.3 – а) Жабынның есептік қимасы; б) Есептік схемасы және күш эпюрасы.

Мұндағы l – жабынның конструктивті өлшемі.

Сығылған бөліктің шектік жағдайы төмендегідей анықталады:

; (2.2)

Мұндағы =h-a=220-30=190мм – қиманың жұмыстық биіктігі.

47,08кНм  10,35146031(190 – 0,531) =81,7410⁶ Нмм=81,74кНм

Сығылған бөліктің ауданы тақтаға келеді ,жабынның есебі тікбұышты қима өлшемімен есептелінеді b`_f  h,

Бұл жерден анықтау керек:

(2.3)

Осыдан кейін: _m = 0,086,  = 0,09 и  = 0,955.Сығылған аймақтың шекарасындағы салыстырмалы биіктіктігі формула бойынша есептейміз. Бетонның сығылған аймақтағы сипаттамаларын анықтаймыз , бұл жерде =0,85 ауыр бетон үшін.

Онда:

(2.4)

;

_sc,u=500 МПа ;

(2.5)

Алдын-ала кернеуленген арматупаның мәнін анықтаймыз _sp=745МПа. Шарттарды тексереміз =0,05_sp=0,05×745=37,25МПа

Осыдан кейін _SP+p= 745+37,25=782,3МПаR_s,ser=785МПа

_SP – p=745 – 37,25=707,8МПа≥0,3 R_s,ser=0,3×785=235,5МПа

Шарттар орындалады.

Алдын ала жұмыс жасаған арматура кернеуленген арматура мәнімен тең болады:

_SP(1 - )=745(1-0,1)=670,5МПа, =0,1 (2.6)

Алдын –ала жасалған кернеудің мәні:

_sp = 0,9  745 = 670,5 МПа.

Бастапқы алдын ала кернеулер шамамен 30% -ға дейін болады. Жалпы шығындар сомасы,соңғы жиынтық жоғалтумен тең болады:

_sp = 0,7  670,5 = 469,35 МПа.

Формула бойынша:

МПа, (2.7)

_sp жоғалту мәнінің коэфициентімен қабылданады _sp < 1

_SR = 680 + 400 – 469,35 - 279,04 = 331,61 МПа;

(2.8)

 = 0,09 < 0,5_R = 0,5×0,677=0,339,бұл жағдайда _s көрсетілген шарттан жоғары ала береміз _{s = =1,2}

Формула бойынша созылған арматураның ауданын есептейміз:

(2.9)

Қабылдаймыз: 610A-V (A_s=471мм²)

n_p=6 – стержн саны

Бұл жағдайда _sp = 1 – _sp = 1 – 0,035 = 0,965;

МПа;

_sp = 0,7  0,965  748 = 505,27 МПа;

_SR = 680 + 400 – 505,27 – 385,86 = 188,87 МПа;

Шарттарды тексереміз:

= 1,2 олай болса қабылданған арматура ауданы өзгеріссіз қалады. Стержндер арасындағы максималды қашықтық жобамен 600 мм,болады. Көрсетілген талаптарға сай орындалады. М_сгс > 0,8 М.

Жабын тақтаны көлбеу осьтегі беріктігін есептеу

Көлбеу осьтегі қимасы мына бөлімге байланысты есептеледі  3.29…3.31 

көлденең күші Q = 33,81 кН.

q_l=q=12,14кН/м

Жабынның каркасын конструктивтік талаптарға сай тоқимыз. Соған байланысты жабынның жан-жағынан l/4 ұзындықта көлденең стержн 4Вр‑I, қадымы s=10см немесе мм.

Көлбеу жарықтар арасындағы беріктікті қамтамасыз ететін шартты тексереміз:

Қысқышқы байланысты коэффициент _w1 = 1 + 5_w  1,3,

(3)

Көлденең арматура коэффициенті:

; A_sw = 0,5 см² (44 Bp-I); (3.1)

_w1 = 1 + 5  7,08  0,0013 = 1,05 < 1,3.

Коэффициент _b1 = 1 – _b2R_b = 1 – 0,01  0,9  10,35 = 0,9, где  = 0,01 ауыр бетон үшін.

Q = 25,3 кН < 0,31,050,90,911,537,719100 = 210179 Н = 210,2 кН.

Бұл есептеуден көлденең жабынның өлшемдері жеткілікті екенін көруге болады.

Көлденең арматураның керек керек еместігін мына шарт бойынша тексереміз:

(3.2)

Коэффициент _b3 = 0,6 ауыр бетон үшін.

Шарттарды тексереміз

2,5R_btbh₀=2.5×0.81×377×190=145.1кНQ=33,81кН шарт орындалады

Жеңілдете отырып шарттарды тағы бір тексереміз Q_b1=Q_b,min и с=2,5; h₀=2,5×0,19=0,475м.

Созылған арматурадан бастап қысу күші табамыз:

P=0,7_spA_sp=0.7×745×471=245.6кН

Есептейміз:

(3.3)

онда Q_b,min= кН

Q_b1 =Q_b,min=47,38кН

Q=Q_max – ql×c=33,81 – 12,14×0,475=28,04кН, көлбеу қимасының беріктігіне байланысты арматура керек емес. Көлбеу арматура конструктивтік талаптарға сай қойылады.

Сурет 2.5 – Жабынның есептік қимасы

Сурет 2.4 – Жабын

Екінші топтағы жабынның шекті мәнін есептеу.

2.2-ші кесте бойынша көп қуысты жабын жабын жабық жерде каркасы тоқылады. Арматура класы A-V диаметрі 10мм болады,және мынадай өлшемде сызат болмауы керек аcrc1=0,4мм және аcrc2=0,3мм.

Жабынның қимасындағы геометрикалық сипаттамаларды есептеу:

Көрсетілген қимадағы аудан:

A_red=b_fh_f+bh_p+ b_f h_f+ A_sp=

=1460×38,9+458×143,1+1490×38+7,04×402=1817,84×10²мм² (3.4)

S_red= b_fh_f(h-0.5 h_f)+bh_p(h_f+0.5h_p)+0.5 b_f h_f²+ A_spa= (3.5)

=1460×38,9(220-0,5×38,9)+458×143,1(38+0,5×143,1)+0,5×1490×38²+7,04×

×24=1971,36×10⁴мм³

y₀= S_red/ A_red=1971,36×10⁴мм³/1817,84×10²мм²=108.5мм (3.6) y₀=h- y₀=220-108.5=111.5мм

Инерция моменті:

I_red= b_fh_f³/12+ b_fh_f( y₀-0.5 h_f)²+bh_p³/12+bh_p(y₀- h_f -0.5h_p)²+ b_f h_f³/12+ b_f h_f×

×( y₀-0.5 h_f)²+ A_sp(y₀-a)² (3.7)

I_red=1460×38,9³/12+1460×38,9(111,5-0,5×38,9)²+458×143,1³/12+458×143,1×

×(108,5-38-0,5×143,1)²+1490×38³/12+1490×38(108,5-0,5×38)²+7,04×402×

×(108,5-24)²=1080,86×10⁶мм⁴

Қарсыласу моменті:

W = I_red/ y₀=1080,86×10⁶/108.5=996.18×10⁴мм³ (3.8)

W = I_red/ y₀=1080,86×10⁶/111.5=969.38×10⁴мм³

W = W =1,5×996.18×10⁴=1494,27×10⁴мм³

W = W =1,5×969.38×10⁴=969,38×10⁴мм³

Жоғалтуларды анықтау

Бірінші жоғалтуды анықау

Тура қысымдағы арматура коэффициенті _p=1. Релаксация қысымынан электротермялық әдіспен анықталған арматура қысымына дейінгі жоғалтуды анықтау:

__sp=0.03745=22,35 МПа

Температуралық айырмашылық пен тартылған арматура арасындағы жоғалтуды анықтау: ₂=1,25×65=81,25МПа

Қалған жоғалтулар ₃, ₄, ₅ – көрсетілмейді

Олай болса қысу күші тең болады: P₁=A_s(_sp-₁-₂)=471(745-22,35-81,25)=257,84кH

Қысу күші кернеуленген арматураның орталықтан тартылған күшіне тең болады: e_op=y₀-а=108,5-30 = 78,5мм

Жабынның тез құйылатын бетонынның қысымын одан соң P₁ сығу күшіне әсер ететін иілетін моментті анықтаймыз М_w.

Жабынның жүктеме салмағы:

q_w=3,0×1,5=4,5кН/м,онда йілу моменті мынаған тең:

М_w= q_wl₀/8=4,5×5,57²/8=17,45кНм

Созылған арматура кернеуі:

(257,84×10³)/(1817,84×10²)+(257,84×10³×78,5-17,45×

×10⁶)×78,5/(1080,86×10⁶)=1,76МПа (3.9)

Шеткі бөлігіндегі сығылған арматура кернеуі

_bp=(257,84×10³)/(1817,84×10²)-(257,84×10³×78,5-17,45×10⁶)×111,5/(1080,86×

×10⁶)=0,97МПа

Бетон беріктігін анықтаймыз:

R_bp=20МПа (R =15МПа, R =1,4МПа)

Тез құйылатын бетонның жоғалуы сығылған арматурамен тең болады:

=0,25+0,025 R_bp=0,25+0,025×20=0,75≤0,8

_bp/ R_bp=1,76/20=0,088 =0,75, то ₆=40×0,85(_bp/ R_bp)=40×0,85×

×(1,76/20)=2,99МПа (0,85 – бетонның жылулық коэффициенті)

Шеткі бөлігіндегі сығылған кернеу ₆=40×0,85(0,97/20)=1,65МПа

Бірінші жоғалту: _loc1=₁+₂+₆=22.35+81.25+2.99+106.6МПа

Олай болса қысу күші:

P₁= А_sp(_sp-_los1)=471(745-106.6)=256.64кН

Жабынның салмағынсыз бетонның сығылуын анықтаймыз: у=у₀=108,5мм,

Олай болса _bp/R_bp=3,59/20=0,18≤0,95

Алдын-ала қарастырылған қысымдағы екінші жоғалтуды анықтаймыз

Ауыр бетон үшін жоғалту: ₈–₈=35МПа

P₁ күшінің қысымынан кейін кернеу мен йілу моменті тең болады:

_bp=

_bp=

Олай болса _bp/R_bp0,75 және _bp/R_bp0,75,₉=150 (_bp/R_bp)=150×0,85(1,74/20)=11,09МПа

₉=150×0,85(0,97/20)=6,18МПа

Онда екінші жоғалту тең болады:

_loc2=₈+₉=35+11.09=46.09МПа

Жалпы жоғалту мынаған тең болады:

_loc=_loc1+_loc2=106,6+46,09=152,7МПа100 Мпа

Жалпы жоғалтумен қысу күшінің шартын қанағаттандырады:

P₂= А_sp(_sp-_los)=471(745-152,7)=238,1кН

Сыртқы жүктемені орындау барысында максималды қысым сығылған бетонмен бірдей болады:

Олай болса

=1,6-_b/ R =1,6-3,47/15=1,371, қабылдаймыз =1, а r_sup= ×

×(W / А_red)=1(996.18×10⁴/1817.84×10²)=54.8мм

Қысу күші әрекет ету барысында минималды бетонның қысымы:

(4)

Олай болса жабында сызат жоқ деп қабылдаймыз

M_r=M_tot=41.07кНм

M_rp=P₂(e_op+r_sup)=238.1×10³(84.5+54.8)=33.17кНм

M_crc= R W + M_r=1,4×1494,27×10⁴+33,17×10⁶=54,1кНм

M_crc=54,1кНм M_r=41,07кНм, астыңғы бөлігінде сызат көрінбейді

Тұрақты және ұзақ жүктемені анықтаймыз

(М=М_l=37,32кНм, _b1=0.85, _b2=2)

(4.1)

Жабынның йілуі мынаған тең болады:

(4.2)

Мұндай жағдайда йілуге рұқсат етіледі.