Курсач ЖБК / Методичні вказівки-ТБКВМ-р9

Визначемо граничне навантаження на колону 1-го поверху.

Вантажна площа на колону:

6,2 7,1 / 2 6,0 39,9м2.

Постійне навантаження на колону:

Gm Gпок.,т n 1 Gпер.,т n 1 Gкол.,т Gкол.1,т ;

де n – кількість поверхів;

5,50 39,9 1,10 0,7 0,3 0,35 0,120 2 25,0 1,10 1,1

– власна вага колони 1-го поверху.

Отже, постійне навантаження на колону:

Gm 231, 22 (4 1) 289, 02 (4 1) 20,33 21,05 1180,32 кН .

Тимчасові навантаження на колону:

-від перекриттів:

-від снігу на покриття:

періодом експлуатації Т=60 років згідно з дод. В з [6]);

12

S0 1600 Па =1,6 кН/м² для м. Харків (для інших міст дивись додаток А);

c c0 calt 1 для плоскої покрівлі та звичайних умов (див. п.8.6 ДБН

[6]);

Отже, Vmсн 1,04 1,1 1,6 1 39,9 73,03 кН.

Розрахункові сполучення навантажень на колону:

-NEd ,1 Gm max Vmпер. ,Vmсн 1180,32 948, 02 2128,34 кН ;

-NEd ,2 Gm 2 Vmпер. 2 Vmсн 1180,32 0,90 948,02 0,90 73,03

2099,27 кН,

де 2 0,9 – коефіцієнт сполучення різних видів короткочасних навантажень (п.4.18 ДБН [6]).

Підсумкове розрахункове граничне навантаження на колону:

NEd max NEd ,1, NEd 2 2128,34 кН .

2.3. Розрахунок і конструювання збірної круглопорожнистої панелі перекриття за міцністю

Основні вхідні дані (характеристики бетону та арматури в залежності від їх класу наведені в додатку Б):

-загальний переріз наведено на рис. 2.4;

-бетон – класу С16/20 з наступними характеристиками:

розрахункова міцність на стиск fcd 11,5 мПа , характеристична міцність на стиск fcк 15,0 мПа , гранична деформація cu3,cd 3,23‰ ;

-арматура повздовжня – переднапружена класу А800С з міцністю

-розрахункові зусилля – як для шарнірно опертої балки.

13

Рис. 2.4. Загальна схема перерізу панелі перекриття

Граничні розрахункові навантаження на панель (врахована більша

розрахункова довжина):

Для розрахунку за І групою граничних станів (за міцністю) приймається

еквівалентний тавровий переріз, в якому не враховується розтягнута ділянка

Рис. 2.5. Еквівалентний тавровий переріз

14

2.3.1. Розрахунок нормальних перерізів на згинальний момент

Для ручного інженерного розрахунку вводимо спрощення, передбачене п.3.6.1.2 ДБН [1], яке полягає у приведенні епюри стискаючих напружень в бетоні у граничному стані до прямокутної форми. Дане спрощення дозволяє достатньо швидко розрахувати нормальні перерізи та підібрати повздовжнє армування за принципом рівноваги зовнішніх та внутрішніх зусиль. Такий підхід передбачений у багатьох сучасних нормативних документах і навчальних посібниках [3,8,9 та інших], в яких в основу взята нелінійна деформаційна модель з гіпотезою плоских перерізів з Eurocode 2 [10].

Для визначення алгоритму розрахунку двотаврового перерізу слід визначити висоту прямокутної епюри стискаючих напруг у бетоні за умовою:

знаходиться в межах полки (рис. 2.6, а), якщо M M f , то границя переходить у

ребро тавру (рис. 2.6, б).

Рис. 2.6. Розрахунковий переріз ( 0,8): а) x h'f ; б) x h'f

15

В розглянутому прикладі (прив’язка переднапруженої арматури а=30мм,

робоча висота перерізу d=h-a=220-30=190 мм):

приймаємо p 600 мПа .

Необхідний захисний шар бетону (рис. 2.7)

cnom cmin cdev 12 10 22 мм ,

де сmin pd 12 мм (попередньо прийнятий діаметр робочої арматури);

сdev 10 мм – рекомендоване значення допустимого відхилу захисного

шару.

Відповідна прив’язка попередньо напруженої робочої арматури:

Рис. 2.7. Прив’язка арматури до грані

Необхідну площу переднапружуваної робочої арматури визначаємо через коефіцієнт:

16

Згідно таблиці у додатку В інші коефіцієнти, які характеризують напружений стан залізобетонного перерізу складають:

- співвідношення між повною висотою стиснутої ділянки бетону х та розрахунковою висотою d:

x 0,17 ; d

- співвідношення відстані від середини еквівалентної прямокутної епюри стискаючих напружень в бетоні до центру робочої арматури та розрахунковою висотою d:

переармовувати, щоб їх руйнування по нормальних перерізах починалося з робочої розтягнутої арматури, а не з стиснутого бетону. Для дотримання даного варіанту можливого руйнування слід перевіряти умову:

Умова 0,17 R 0,552 виконується.

Таким чином, мінімально необхідний переріз робочого переднапруженого армування:

17

Приймаючи розташування робочої переднапружуваної арматури через 2

порожнини (кроком 370 мм), маємо для 6-ти порожнистої плити 4 стрижня.

яке є більшим за розраховане значення 5,54 см2).

2.3.2. Приклад розрахунку нормального перерізу при переході стиснутої ділянки в ребро тавру

У випадку M Еd M f границя стиснутої ділянки бетону переходить у ребро еквівалентного тавру (рис. 2.6,б), тобто x hf .

Приймемо M Ed 80,0 кН м M f 70,04 кН м .

В такому випадку тавр для розрахунку розділяється на два еквівалентних прямокутника (рис. 2.8).

Рис. 2.8. Розділення таврового перерізу на прямокутні (зверху – 2-й

18

M 2 beff bw hf fcd d 0,5 hf 1,160 0, 206 0,030 11,5 103

0,190 0,5 0, 030 57,60 кН м.

Відповідно, момент, що сприймається 1-м прямокутником:

M1 M Ed M 2 80,0 57,60 22, 40 кН м .

Загальний мінімально необхідний переріз робочої арматури:

крихкого руйнування є небажаним. В такому випадку слід збільшити або клас бетону або висоту плити. При цьому розрахунок слід зробити з початку підрозділу 2.3.

1 0,844.

Таким чином:

5,16 10 4 7,35 10 4 м2 ,

підбираємо 4Ø16 А800С з Ap 8,04 см2 7,35 см2 .

2.3.3. Розрахунок похилих перерізів на поперечну силу

Розрахунок продовжуємо на основі результатів у п. 2.3.1.

Міцність бетону похилого перерізу:

19

де CRd ,c 0,12 мПа (рекомендоване значення для бетонів при відсутності

більш точних даних [2]);

та достатньо заанкерена в опорі;

fck 15 мПа (для С16/20);

напруження в бетоні від обтискання:

(втрати попереднього напруження в запас прийняті ~50% від початкового значення);

перевищує, то cp = 0,2 fcd );

k1 0,15 ;

min 0,035k 3/2 fck1/2 0,035 23/2 151/2 0,383 мПа .

Таким чином:

VRd ,c 0,12 2 100 0,016 15 1/3 0,15 1,356 0,206 0,190 0,692 0,2030,039 0,03491 МН 34,91 кН 0,383 0,15 1,356 0,206 0,190

0,02295 МН 22,95 кН.

VEd 44,27 кН VRd ,c 34,91 кН, отже, поперечна арматура є необхідною

за розрахунком.

В п. 2.3.4 наведений приклад підбору конструктивного поперечного армування при VEd VRd ,c .

20