Добавил:

mihail1000 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Воронежский государственный технический университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Учебное пособие 1810

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

30.04.2022

Размер:

2.26 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 12 / 52 3 4 5 > Следующая >>>

4.3. Определение усилий изгибающего момента и поперечной силы от действующих нагрузок

Усилия максимального изгибающего момента и максимальной поперечной силы от действующих нагрузок определяют по формулам (4.9), расчетная схема ж/б балки и эпюры усилий приведены на рис. 4.2.

g р

l 2

g р

полн

полн.

(4.9)

max

Рис. 4.2. Расчетная схема для ж/б балки:

lp – расчетный пролет балки, lp = l – 2·lопир.;

l – пролет балки (смотри в задании на проектирование); lопир. – опирание балки lопир.= 150 мм = 0,15 м

4.4. Определение расчетных характеристик бетона и арматуры

Расчетные характеристики бетона:

Rb – расчетное сопротивление бетона сжатию, [2]; Rbt– расчетное сопротивление бетона растяжению, [2]; Еb – модуль упругости бетона ,/2/ .

γb2 — коэффициент условий работы бетона; γb2 = 0,9 [2]. Расчетные характеристики арматуры:

Rs – расчетное сопротивление растяжению для продольной арматуры, [2]; Rsс – расчетное сопротивление сжатию для продольной арматуры, [2];

Rsw – расчетное сопротивление растяжению для поперечной арматуры,

[2];

σs,cu – предельное напряжение в арматуре сжатой зоны бетона.

(γb2 < 1, σs,cu = 500 МПа) [2];

Еs – модуль упругости арматуры, МПа.

4.5. Расчет железобетонной балки по I группе предельного состояния

Расчет прочности по нормальному сечению балки

Расчет прочности сечений балки выполняют из условия, что изгибающий момент от внешних сил должен быть меньше (или равен) несущей способности элемента (Мсеч)

M ≤ Мсеч,

(4.10)

где M – максимальный изгибающий момент от действия внешних нагрузок;

Мсеч — предельный изгибающий момент, который воспринимает сечение балки.

4.5.1.Расчет прямоугольного сечения железобетонной балки

содиночной арматурой

а) определяем рабочую (полезную) высоту сечения (hо) hо = h – а (м),

где а – толщина защитного слоя растянутой арматуры, или расстояние от растянутой грани сечения до центра тяжести растянутой арматуры, принимаем 30 ÷ 50 мм;

б) находим αо по формуле

Необходимость постановки поперечной арматуры проверяется по формуле:

Q Rb b b1 ho (4.14)

где Q –перечная сила в нормальном сечении элемента; φb1 – коэффициент принимаемый равным 0,3 [2].

Если условие (4.14) выполняется, то поперечная арматура ставится по конструктивным соображениям. Если не выполняется, то поперечная арматура принимается по расчету п. 6.2.34 [2].

Шаг поперечной арматуры S1 (рис. 4.3.) на опорных участках балки равен l/4 от пролета балки, принимается S1 ≤ 200 мм

. На остальной части пролета, где Q меньше, поперечные стержни устанавливаются реже, с шагом S2 ≤ 3 h/4, и не более 500 мм.

Рис. 4.3. Каркас железобетонной балки

4.5.3. Расчет прочности железобетонной

0	M мах	,	(4.11)
0	bh2 R	,	(4.11)
	bh2 R
	0 b

Зная величину αо , по табл. П.1.5 находим ξ и η.

в) определяем площадь растянутой арматуры для прямоугольного сечения


As	M		мах	,	(4.12)
	M		мах
	Rs	h0

г) определяем площадь растянутой арматуры для таврового и двутаврового сечения (As.)

A b		h	b'	b	h'	Rb	.	(4.13)

s	w	0	f	w	f	Rs

балки по наклонному сечению

Таблица 4.1

Исходные данные для расчета ж/б балок на ЭВМ

Наименование исходных данных

Обозначения

Численные

СНиП

ПЭВМ

значения

Геометрические характеристики, мм

1. Расчетный пролет l0=l-300

5700

2. Шаг балок или ширина плиты

3000

3. Высота сечения балки

600

4. Ширина сечения балки

100

5. Ширина полки для таврового или двутаврового сече-

360

ния (прямоугольное bf=0.0)

6. Толщина полки балки

200

7. Защитный слой бетона для растянутой арматуры

8. Защитный слой бетона для сжатой арматуры

Равномерно распределенные нагрузки, Н/мм2 с учетом коэффициента надежности

по значению здания n

/ l

9. От собственного веса ж. б. балки,

gс.в.

0,0015

gсв

316000 0,000025 1,1 / 4500

10.

От конструкций покрытия или перекрытия

покр

10 gn

g n

0,0003

gпокр

0,0003

покр

11.

Временная нагрузка (снег)

0,00224

12.

Расчетная продольная сила N (растягивающую,

вводить со знаком +, сжимающую -)

Расчетные характеристики бетона, МПа, с учетом коэффициента b 2

13.

Расчетное сопротивление бетона сжатию

15,3

R b b 2 19,5 0,9;

14.

Расчетное сопротивление растяжению

Rbt

1,08

Rbt b2 1,3 0,9;

15.

Модуль упругости бетона

32500

Расчетные характеристики арматуры, МПа

16.

Расчетное сопротивление растяжению для продоль-

365

ной арматуры

17.

Расчетное сопротивление сжатию для продольной

Rsc

365

арматуры

18.

Расчетное сопротивление растяжению для попереч-

Rsw

265

ной арматуры

19.Предельноенапряжение варматуре сжатой зоны бетона

sc,u

500

20.

Модуль упругости арматуры

200000

21.Параметр, определяющий вид бетона 1- тяжелый, 2 –

легкий.

22.

Параметр, определяющий учитывать поперечную ар-

у1

матуру в расчете или нет (1-да, 2-нет)

23.

Параметр, определяющий признак конструкции по

приведенному сечению:

у2

а) тавровое с полкой в сжатой зоне – 1;

б) прямоугольное – 0

5. КОНСТРУИРОВАНИЕ И МЕТОДИКА РАСЧЕТА СОСТАВНОЙ СТАЛЬНОЙ СВАРНОЙ БАЛКИ

Стальная сварная балка составного двутаврового сечения (рис. 5.1.) состоит из трех основных элементов, выполняемых из стального листового проката.

Рис. 5.1. Сечение стальной сварной составной балки: 1 – стенка, 2 – верхняя полка, 3 – нижняя полка,

4 – поясные сварные швы, 5 – поперечные ребра жесткости

5.1. Определение полных нормативных и расчетных нагрузок на стальную балку

g	н	g	н	g н		S	н	B ,		(5.1)
	полн		покр		св ст		сн
gполнр		gпокрн		f	gсвн ,ст		f		Sснр B ,	(5.2)

где gсвн — нормативная нагрузка от собственного веса стальной балки;

g н	= 0,04 S н	(5.3)
св ст	сн

gпокрп — нормативная нагрузка от покрытия;

Sснн , Sснр — смотри формулы 4.7 и 4.8 в пункте 4.2;

γf – коэффициент надежности γf = 1,05 табл.1 [1]; В – шаг балки, м.

5.2. Определение усилий изгибающего момента и поперечной силы от действующих нагрузок

Усилия максимального изгибающего момента и максимальной поперечной силы от действующих нагрузок определяют по формулам (5.4) и (5.5), расчетная схема стальной балки и эпюры усилий приведены на рис. 5.2.

Рис. 5.2. Расчетная схема стальной балки:


lp – расчетный пролет балки, м,						lp = l – 2 lопир.;
l – пролет балки, м,					lопир. – опирание балки;
			lопир.= 100 мм = 0,1 м.
		g р	l 2
M max		полн		p		(5.4)
M max	8			,		(5.4)
	8			,
	g р		l	р
Qmax		полн.		р		(5.5)
Qmax	2 .					(5.5)
	2 .

5.3. Определение расчетных характеристик материала стальной балки

Ry – расчетное сопротивление пределу текучести на растяжение [3]; Rs — расчетное сопротивление стали на сдвиг равно Rs = 0,58·Ry;

Run — расчетное сопротивление стали на растяжение временному сопротивлению [3];

Rwz – расчетное сопротивление сварных соединений по металлу границы сплавления Rwz = 0,45· Run

Rwf — расчетное сопротивление сварных соединений по металлу шва

Rwf	0,55	Rwun	где	Rwun — нормативное сопротивление металла
		Rwun
		wm
шва по табл.4* [3];			R	= 490 МПа
			wun

wm — коэффициент надежности по материала шва wm = 1,25; γс – коэффициент условий работы γс = 1 табл.6* [3];

γwf – коэффициент условий работы по металлу шва γwf = 1 табл.6* [3];

γwz – коэффициент условий работы по металлу границы сплавления γwz = 1 табл.6* [3];

βf =0,7 коэффициент, учитывающий вид сварки, диаметр сварочной проволоки и положение шва по металлу шва табл.34* /3/;

βf =1,0 коэффициент, учитывающий вид сварки, диаметр сварочной проволоки и положение шва по металлу границы сплавления табл.34*

[3];

Ест – модуль упругости стали, Ест = 2,1 ·105 МПа; ρст – плотность для всех видов сталей принимается равной 7850 кг/м3.

5.4. Определение размеров поперечного сечения стальной балки

Высота балки Н принимается не менее Hmin ем до 10 мм Hmin< Н ≤ Hopt. Минимальная высота

и близкой к Hopt с округленисечения сварной балки из ус-

ловий жесткости при

принимается

H min

, откуда

200

Hmin = l / 30.

(5.6)

Оптимальная высота балки определяется по формуле:

H opt k	W	.	(5.7)

	Tw

где Tw – толщина стенки определяется по эмпирической формуле:

Tw = 7 + 3 Hmin /1000.

(5.8)

Принимается Tw = 8, 10, 12, 14, 16мм.

К = 1,15 – для сварных балок.

W – требуемый момент сопротивления, определяется из условия прочности изгибаемых элементов:


	М max		R				,	(5.9)
			R				,	(5.9)
		W			у	с
		W
W		M max		.				(5.10)
W				.				(5.10)
		Rу с

Определяем требуемый момент инерции сечения балки J, момент инерции стенки Jw, а затем вычисляем площадь сечения поясов Аf и назначаем их размеры:

J		2 W			.			(5.11)

			H
			T H			3
J w			w		w		,	(5.12)

				12
где Нw — высота стенки балки,								Нw = Н – 2·Тf
Аf	B f			Tf		,		(5.13)

где Тf — толщина полки балки.

Поясные листы (полки балки) проектируются из листовой стали толщи-

ной Тf = 12…40 мм.

Ширина поясных листов Вf принимается не менее 180 мм с учетом условия обеспечения местной устойчивости (Вf ≥ 180 мм):

B f	0,5	Е	.	(5.14)
Tf		Ry

Местная и общая устойчивость балки обеспечивается постановкой поперечных ребер жесткости, ширина Вп которых определяется соотношением:

В	H	w	40мм , а толщина	T	2 В		Ry	.	(5.15)
В			40мм , а толщина	T	2 В	п		.	(5.15)
п	30			п		п	E
	30						E
Шаг ребра жесткости принимаем				А = l/10 от пролета.
		18

5.5. Определение геометрических характеристик сечения стальной сварной составной балки

1) Момент инерции балки определяется по формуле

	T H 3
J	w w	2a 2 A		,
J	12	2a 2 A	f	,
			f

где Нw-высота стенки балки определяется по формуле

а = ho / 2	ho = H — Tf	Af = Вf Tf
2) Момент сопротивления балки		W	2 J	.

			H

(5.16)

Нw = Н- 2Tf

(5.17)

5.6. Проверка по I и II предельному состоянию сварной стальной балки

Проверяем по I предельному состоянию:

1) на прочность

М max

Rу

с ,

на устойчивость

М max

где φв – коэффициент равный 1,85 [3];

2) на касательные напряжения

Qmax

c ,

J Tw

где S – статический момент

S Af

H w

Проверяем по II предельному состоянию (на прогиб):

f fu .

	5	g	полнН . l		р4		1
f						fu		l .
	384	Eст		J			200

(5.18)

(5.19)

(5.20)

(5.21)

(5.22)

(5.23)

Таблица.5.1

Исходные данные для расчета составной стальной балки на ЭВМ

	Наименование исходных данных		Обозначения		Численные
					значения
			СНиП	ПЭВМ	значения
	Геометрические характеристики, мм

Расчетный пролет балки lр=l- lоn,			lр	l	5800
lоn=200 мм			lр	l	5800
lоn=200 мм

2.	Шаг балок		B	B	3000
3.	Предельный прогиб		f/l	f	0,005

	Равномерно распределенные нагрузки, Н/мм2 с учетом
	коэффициента надежности по назначению здания n

4.	Постоянная нормативная нагрузка от на-
стила и второстепенных балок, n 1,0 (I			n
стила и второстепенных балок, n 1,0 (I			g покр	gn	0,003
класс ответственности здания)			g покр	gn	0,003
класс ответственности здания)

5.	То же расчетная gпокр gпокрn	f	gпокр	grr	0,00315

6.	Нормативная временная нагрузка (снег)		Sn	vn	0,00320
7.	То же расчетная		S	vrr	0,00224

	Расчетные характеристики материалов, МПа. Марка стали Вст3пс

8.	Расчетное сопротивление стали по преде-		Rу	Rу	230
лу текучести на растяжение			Rу	Rу	230
лу текучести на растяжение

9.	Расчетное сопротивление стали на сдвиг		Rs	Rs	133,4
10. Расчетное сопротивление стали на растя-			Run	Run	360
жение по временному сопротивлению			Run	Run	360
жение по временному сопротивлению

11. Расчетное сопротивление сварных соеди-			Rwz	Rwz	162
нений			Rwf	Rwf	215,6

		Коэффициенты

12. Условий работы			с	ус	1,0
13. Условий работы сварного шва			wf	ywf	1,0
			wz	ywz	1,0
14. Для сварных соединений			f	Beta f	0,7
			z	Beta z	1,0

<<< < Предыдущая 12 / 52 3 4 5 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
30.04.20222.25 Mб4Учебное пособие 1806.pdf
#
30.04.20222.25 Mб5Учебное пособие 1807.pdf
#
30.04.20222.25 Mб2Учебное пособие 1808.pdf
#
30.04.20222.26 Mб9Учебное пособие 1809.pdf
#
30.04.2022314.27 Кб5Учебное пособие 181.pdf
#
30.04.20222.26 Mб3Учебное пособие 1810.pdf
#
30.04.20222.27 Mб6Учебное пособие 1811.pdf
#
30.04.20222.27 Mб4Учебное пособие 1812.pdf
#
30.04.20222.27 Mб3Учебное пособие 1813.pdf
#
30.04.20222.28 Mб4Учебное пособие 1814.pdf
#
30.04.20222.28 Mб2Учебное пособие 1815.pdf