Курсач ЖБК / Методичні вказівки-ТБКВМ-р9
.pdf
Розрахунок поперечного армування ведеться методом фермової аналогії
(рис. 2.9).
Рис. 2.9. Розрахункова схема для визначення площі поперечної арматури методом фермової аналогії: а – схема утворення тріщин; б – фермова модель згинального елемента
Значення кута визначається за таблицею у додатку Ґ в залежності від:
|
|
|
|
|
ctg tg |
0,9 d acw bw fcd 1 |
, |
(2.10) |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
VEd |
|
|
|
|
|
|
1 при ср 0; |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
при 0< cp 0,25 fcd ; |
|
|||
|
|
|
|
1 ср / fcf |
|
||||
де acw |
|
0,5 fcd ; |
|
||||||
|
|
|
|
1,25 при 0,25fcd cp |
|
||||
|
|
|
|
|
/ fcd при 0,5fcd cp 1,0 fcd , |
|
|||
|
|
|
|
2,5 1 cp |
|
||||
cp |
|
1,356 |
0,118 , тобто a |
1 0,118 1,118 ; |
|
||||
|
|
|
|
|
|||||
|
fcd |
|
11,5 |
|
cw |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
21
0,6 при f |
ck |
60 мПа, |
|
|
|
1 |
/ 200 0,5 при fck 60 мПа, |
|
0,9 fck |
||
|
|
|
тобто 1 0,6 .
Отже:
ctg tg 0,9 190 1,118 206 11,5 0,6 6,138 2,900 , 44270
тоді min 21,8o .
Мінімально потрібний переріз поперечної арматури за розрахунком
складає:
Asw |
VEd Sw |
|
|
44,27 0,100 |
|
0,9 d f ywd ctg |
0,9 0,190 170 103 ctg 21,8o |
||||
|
0,525 10 4 |
м2 0,525 см2 , |
|
||
де Sw призначено шляхом дотримання наступного правила: на приопорних ділянках, рівних при рівномірно розподіленому навантаженні ¼ прольоту, поперечне армування ставиться з кроком не більше h/2 та 150 мм (в
будь-якому випадку не більше за 0,75d). Для плити, що проектується:
h |
220 |
|
110 мм . |
||
Sw min |
|
|
|
110;150;0,75d 0,75 190 143 |
|
|
|
||||
2 |
2 |
|
|
||
Приймаємо відповідний крок з рекомендованого ряду (100; 125; 150; 200; |
|||||
250мм): Sw 100 мм . |
У |
випадку h 300 мм поперечне армування |
|||
рекомендується ставити й в середині прольоту з максимальним кроком 0,75d.
Кількість зварних каркасів поперечної арматури приймаємо рівною кількості стрижнів переднапруженої арматури (4 шт.). Тоді переріз одного стрижня:
A1стр 0,525 / 4 0,131 см2 |
, |
sw |
|
відповідний діаметр стрижня: Ø6 А240С з A1стр 0,283 0,131 см2 . |
|
sw |
|
Підібраний переріз поперечного армування повинен бути в межах: |
|
Asw,min Asw Asw,max , |
(2.11) |
де A 4 0,283 1,13 см2 113 мм2 ; |
|
sw |
|
22
|
Asw,min |
max AswI |
,min ; AswII ,max 33,0 мм2 , |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
АswI |
|
0,08 |
|
|
|
/ f yk Sw bw 0, 08 |
|
|
/ 240 100 206 26,6 мм2 , |
|||||||||||||
|
,min |
|
fck |
15 |
|||||||||||||||||||
|
AII |
|
S |
w |
b |
|
w |
100 206 0,0016 33,0 |
мм2 ( |
w |
– з табл. 2.4), |
|
|||||||||||
|
sw,min |
|
|
|
|
w |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
A |
|
a |
|
1 |
f |
cd |
b S |
w |
|
1,118 0,6 11,5 103 0,206 0,100 |
4,67 10 4 |
м2 |
|||||||||||
|
cw |
|
|
|
|
w |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
2 f ywd |
|
|
|
|
2 170 103 |
|
|
|
|
|
||||||||||
sw,max |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
467 мм2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Тобто умова (2.11) виконується.
Таблиця 2.4
Рекомендовані мінімальні коефіцієнти поперечного армування w
Класи бетону за |
|
Класи поперечної арматури |
|
|
міцністю |
А240С |
А400С |
А500С |
|
С12/15 до |
0,0016 |
0,0009 |
0,0007 |
|
С20/25 |
||||
|
|
|
||
С25/30 до |
0,0024 |
0,0013 |
0,0011 |
|
С35/45 |
||||
|
|
|
||
С40/50 до |
0,0030 |
0,0016 |
0,0013 |
|
С50/60 |
||||
|
|
|
||
2.3.4. Приклад |
підбору конструктивного поперечного |
армування |
||
плити у випадку достатності міцності бетонного похилого перерізу
Якщо VEd VRd ,c , то міцність бетону на дію поперечної сили є достатньою.
В такому випадку для порожнистих плит поперечне армування рекомендується
ставити конструктивно при збереженні правил підбору його кроку аналогічно,
як у п. 2.3.3. Для плити, що проектується:
|
h |
220 |
|
|
|
||||
|
Sw min |
|
|
|
110;150;0,75d 0,75 190 143 110 мм . |
||||
|
2 |
2 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
Приймаємо відповідний крок з рекомендованого ряду (100; 125; 150; 200; |
|||||||||
250мм): Sw 100 мм . |
|
|
|
|
|
|
|
||
Мінімальний переріз поперечної арматури: |
|
|
|||||||
АswI |
,min 0,08 |
|
|
/ f yk Sw bw 0,08 |
|
/ 240 100 206 26,6 мм2 |
|||
|
fck |
15 |
|||||||
або
23
AII |
S |
w |
b |
|
w |
100 206 0,0016 33,0 мм2 , |
sw,min |
|
w |
|
|
||
Asw,min max AswI |
,min ; AswII ,max 33,0 мм2 , |
|||||
де w – з табл. 2.4.
Кількість зварних каркасів поперечної арматури приймаємо рівною кількості стрижнів переднапруженої арматури (4 шт.). Отже, мінімальна площа одного стрижня поперечної арматури:
Asw1стр,min Asw,min / 4 33,0 / 4 8,25 мм2 0, 0825 см2 .
Враховуючи мінімально можливий діаметр арматури А240С 6 мм з
Asw1стр 0,283 см2 > 0,0825 см2 , ставимо саме такий діаметр з прийнятим кроком
Sw 100 мм .
2.3.5. Конструювання збірної панелі перекриття
Для конструювання панелі використаємо результати розрахунків у п.п. 2.3.1 та 2.3.3, за якими встановлене необхідне повздовжнє армування 4Ø14
А800С та поперечне армування у приопорних ділянках з 4-х зварних плоских каркасів з поперечним армуванням Ø6 А240С (крок 100 мм).
Крім наведених сталевих елементів у збірних круглопорожнистих панелях перекриття передбачають:
-зварну сітку С-1 з Ø4 Вр-1 200х200 біля верхньої грані плити по всій її площині для сприйняття монтажних зусиль та часткового защемлення в
цегляній стіні; - конструктивні сітки С-2 та С-3 (див. рис. 2.10) для підсилення і
перерозподілу (вирівнювання) зусиль у середині прольоту та опорних ділянках;
- монтажні петлі М10-150 (6 позиція).
Креслення панелі – див. рис. 2.10, специфікацію в табл. 2.5 та 2.6,
відомість витрати сталі в табл. 2.7. Форма оформлення таблиць у кресленнях наведена у додатку Д.
24
|
|
|
Специфікація панелі перекриття |
|
|
|
Таблиця 2.5 |
|||
|
|
|
|
|
Маса, |
|
||||
Поз. |
Позначення |
Найменування |
|
Кільк. |
Прим. |
|||||
|
од. кг |
|||||||||
|
|
|
Складальні одиниці |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
Каркас Кр-1 |
|
8 |
|
|
1,46 |
|
11,68 |
2 |
|
|
Сітка С-1 |
|
1 |
|
|
7,45 |
|
7,45 |
3 |
|
|
Сітка С-2 |
|
1 |
|
|
0,58 |
|
0,58 |
4 |
|
|
Сітка С-3 |
|
2 |
|
|
1,99 |
|
3,98 |
|
|
|
Деталі |
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
Ø14 А800С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ДСТУ3760:2006 l=5800 |
4 |
|
|
7,01 |
|
28,04 |
|
6 Петля М10-150 |
Ø10 А240C |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
ДСТУ3760:2006 l=710 |
4 |
|
|
0,44 |
|
1,76 |
|
|
|
|
Матеріали |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Бетон кл. С16/20 |
|
0,81 |
|
|
|
м³ |
|
|
Специфікація на зварні вироби панелі перекриття |
Таблиця 2.6 |
||||||||
|
|
|
||||||||
Марка |
Поз. |
|
Найменування |
Кільк. |
Маса 1 |
|
Маса |
|||
виробу |
дет. |
|
дет., кг |
виробу, кг |
||||||
|
|
|
|
|||||||
Кр-1 |
7 |
Ø6 А240С l=1530 |
|
2 |
|
0,340 |
|
1,462 |
||
8 |
Ø6 А240С l=205 |
|
17 |
|
0,046 |
|
||||
|
|
|
|
|
||||||
С-1 |
13 |
Ø4 Вр-І l=5770 |
|
7 |
|
0,571 |
|
7,447 |
||
14 |
Ø4 Вр-І l=1160 |
|
30 |
|
0,115 |
|
||||
|
|
|
|
|
||||||
С-2 |
9 |
Ø4 Вр-І l=1180 |
|
3 |
|
0,117 |
|
0,581 |
||
10 |
Ø4 Вр-І l=460 |
|
5 |
|
0,046 |
|
||||
|
|
|
|
|
||||||
С-3 |
11 |
Ø5 Вр-І l=1500 |
|
7 |
|
0,231 |
|
1,985 |
||
12 |
Ø4 Вр-І l=460 |
|
8 |
|
0,046 |
|
||||
|
|
|
|
|
||||||
Таблиця 2.7
Відомість витрати сталі на панель перекриття
|
Напружена |
|
|
арматура |
|
|
класу |
|
Марка |
А800С |
|
ДСТУ |
|
|
елемента |
Всього |
|
|
2006 |
|
|
3760: |
|
|
Ø14 |
|
ПК 58-12 |
28,04 |
28,04 |
|
|
Вироби арматурні |
|
||
|
А240С |
|
|
Вр-1 |
|
ДСТУ 3760:2006 |
ГОСТ 7348-81 |
||||
Ø6 |
Ø10 |
Всього |
Ø4 |
Ø5 |
Всього |
1,46 |
1,76 |
17,32 |
8,76 |
1,62 |
10,38 |
Всього |
Всього (заг. витрати) |
27,70 |
55,74 |
25
26
Рис. 2.10. Конструювання панелі з круглими пустотами (примітка: сітка С-1 – з Ø4Вр-І з кроком 200х200 мм)
2.4. Розрахунок і конструювання залізобетонного ригеля перекриття
Основні вхідні данні:
-загальний переріз наведений на рис. 2.2;
- |
бетон – класу С 16/20: fcd 11,5 |
мПа , fck 15, 0 |
мПа , cu 3.cd 3,32‰ ; |
-арматура повздовжня – А400С з f yd 365, 0 мПа , so 1, 74‰ ;
поперечна – А240С з f ywd 170 мПа .
2.4.1. Розрахункові зусилля у ригелі
Багатопрольотні нерозрізні ригелі, які умовно шарнірно спираються на зовнішні несучі стіни розраховуємо тільки на вертикальні навантаження. При відмінності між довжинами прольотів не більше, ніж 20%, ригель допускається розраховувати, як рівнопрольотну нерозрізну балку. Відповідний розподіл огинаючих епюр зусиль (згинальних моментів М) наведений у додатку Е.
Наведені огинаючі епюри враховують можливість нерівномірного прикладення тимчасового навантаження, а також допустимі пластичні деформації у залізобетонних перерізах.
Найбільші зусилля на даній епюрі, за якими підбирають основне розрахункове армування (епюра поперечних сил V – на рис. 2.11):
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
qриг,т (lригкр. |
.,0 )2 |
|
|
90, 98 6,152 |
|
||||||||
|
|
|
|
M Ed ,I M Ed ,III |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
312,83 кН м ; |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
qриг.,т (lригсер.,0. )2 |
|
|
|
|
90, 98 7,102 |
|
||||||||
|
|
M Ed ,B, |
M Ed ,C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
327, 59 кН м ; |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
14 |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
qриг.,т (lригсер..,0 )2 |
|
90, 98 7,102 |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
M Ed ,II |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
286, 64 кН м ; |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
16 |
|
|
|
|
|
15 |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
M Ed ,II ,min |
7 |
(g риг.,т риг.,т ) (lригсер..,т )2 |
0, 012 (90,98) 7,102 55, 04 |
кН м , |
||||||||||||||||||||
де |
|
|
|
47,52 |
|
|
|
|
|
|
|
|
– коефіцієнт за таблиці Е.1 у додатку |
|||||||||||||
7 |
f |
|
|
|
f |
|
|
|
|
f (1,1) 0,012 |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
g |
|
|
|
43, 46 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Е для 7-ї точки (випадок відсутності тимчасового навантаження в середньому прольоті);
27
VEd , A VEd ,D |
0, 4 qриг.,т lригкр. |
.,0 |
0, 4 90,98 6,15 223,81 кН ; |
|||
VEdЛ ,B |
VEdП ,C |
0, 6 qриг.,т lригкр. |
.,0 |
0, 6 90,98 6,15 335, 72 кН ; |
||
VEdП |
,B VEdЛ |
,C |
0,5 qриг.,т lригсер..,0 |
0,5 90,98 7,10 322,98 кН . |
||
Рис. 2.11. Епюра поперечних сил V в ригелі
2.4.2. Розрахунок нормальних перерізів ригелю на згинальний
момент
Розрахунок ведеться аналогічно панелі перекриття з врахуванням
відсутності переднапруження в арматурі.
Гранична відносна висота стиснутої ділянки бетону:
R |
|
cu 3,cd |
|
3, 23 |
0, 650 |
, |
|
cu 3,cd |
so |
|
|||||
|
|
|
3, 23 1,74 |
|
|||
де cu 3,cd 3, 23‰ (для бетону С 16/20);
so 1, 74‰ (для арматури А400С без врахування переднапруження).
Для визначення необхідної площі арматури слід врахувати, що стиснута ділянка в середині прольотів (де знак моментів M „+”) буде знаходитися біля верхньої грані балки (рис. 2.12,а), над опорами (де знак M „-”) – біля нижньої грані.
Виключенням може бути значення M min , яке розраховується для середини прольоту, але може мати знак „-”, в такому випадку стиснутою буде нижня грань.
28
Рис. 2.12. Розташування стиснутої ділянки бетону та робочої арматури As
при: а) М>0; б) М<0
Захисний шар бетону:
cnom cmin cdev 25 10 35 мм ,
де сmin s 25 мм.
Прив’язка 1-го ряду робочої арматури до грані (рис. 2.13):
a c |
|
s |
35 |
25 |
47,5 50 мм . |
|
|
|
|||||
1 |
nom |
2 |
2 |
|
||
|
|
|
||||
Якщо робоча арматура буде встановлюватися в 2 ряди, то (рис. 2.13):
a c |
|
s |
|
cs |
35 25 |
30 |
75 мм , |
|
|
|
|||||||
2 |
nom |
|
2 |
2 |
|
|||
|
|
|
|
|
||||
де cs max s ;30 мм 30 мм .
Рис. 2.13. Прив’язка робочої арматури
Розрахунок нормального перерізу І (ІІІ):
29
m |
|
M Ed ,I |
|
|
312,83 |
0, 232 , |
b |
d 2 f |
|
0,300 0, 6252 11,5 103 |
|||
|
I |
|
cd |
|
|
|
де d h a 700 75 625 мм (2-хрядне розташування робочої арматури).
Відповідні табличні коефіцієнти (додаток В):
0,340 R 0, 650 ;
0,864 .
Висота прямокутної епюри стискаючих напружень:
x d 0,8 0,340 625 170 мм 350 мм .
Необхідний переріз робочого армування:
А |
M Ed ,I |
|
|
312,83 |
|
15,87 10 4 м2 15,87 см2 , |
||||||
f yd d |
|
|
|
|
|
|||||||
sI |
|
|
365,0 103 0,864 0, 625 |
|
|
|||||||
Відповідне |
армування: |
4Ø25 |
А400С з |
А 19, 64 |
см2 15,87 см2 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
s |
|
(приймається для зварних каркасів в межах Ø12…32 мм). |
|
|
||||||||||
Розрахунок нормального перерізу В (С): |
|
|
||||||||||
|
m |
|
M Ed ,B |
|
|
|
327,59 |
|
0,135 ; |
|
||
|
b d 2 f |
|
0,540 0,6252 11,5 103 |
|
|
|||||||
|
|
|
B |
cd |
|
|
|
|
|
|||
0,18 R 0, 650 ; 0,928 ;
x d 0,8 0,18 625 90 мм hf 350 мм ;
А |
M Ed ,B |
|
|
|
327,59 |
|
15, 47 10 4 м2 15, 47 см2 ; |
||||
f yd d |
|
|
|
|
|
||||||
SB |
|
|
365, 0 103 0,928 0,625 |
|
|
||||||
відповідне армування: 4Ø25 А400С з А 19, 64 |
см2 15, 47 см2 . |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
s |
|
|
|
Розрахунок нормального перерізу ІІ: |
|
|
|
|
|||||||
|
m |
|
M Ed ,ІІ |
|
|
|
286, 64 |
|
0, 213; |
||
|
b d 2 f |
|
0,300 0,6252 11,5 103 |
||||||||
|
|
|
ІІ |
cd |
|
|
|
|
|||
0,30 R 0, 650 ; 0,880 ;
x d 0,8 0,30 625 150 мм 350 мм ;
А |
|
M Ed ,ІІ |
|
286,64 |
|
14, 28 10 4 м2 14, 28 см2 ; |
|
|
|
||||
SІІ |
|
f yd d |
365,0 103 0,880 0, 625 |
|||
підбираємо: 4Ø22 А400С з А 15, 20 |
см2 14, 28 см2 . |
|||||
|
|
|
|
s |
|
|
30
