Проектирование балочных конструкций (90

Толщина полки hf принимается 100 - 300 мм в зависимости от высоты бал-

ки и кратно 50 мм.

Расчетная погонная нагрузка от собственного веса железобетонной балки может быть определена по формуле gс.в. = Аb ∙ γж.б. ∙ γn ∙ γf / B,

где Аb – площадь поперечного сечения балки;

– 2,5 т/м3 – плотность тяжелого железобетона;

γn и γf – коэффициенты надежности по назначению и по нагрузке соответ-

ственно;

B – шаг балок.

Статический расчет железобетонной балки выполняется как для изгибаемо-

го элемента без предварительного напряжения арматуры, работающий по ба-

лочной схеме [5].

Подбирается класс прочности бетона и армирование в соответствии с тре-

бованиями СП [5]. Выполняется проверка прочности по нормальным и наклон-

ным сечениям.

3.2.1. Расчет прочности нормального сечения

21

Расчет прочности нормальных сечений следует производить в зависимости

где S ,el - относительная деформация растянутой арматуры при напряжениях,

равных Rs;

сb2 = 0,0035 – предельная относительная деформация сжатого бетона.

Расчет прочности сечений изгибаемых элементов производят из условия:

Прочность изгибаемого элемента таврового сечения, имеющего полку в

сжатой зоне, определяют в зависимости от положения границы сжатой зоны:

а) если граница проходит в полке (рис. 4, а), т.е. соблюдается условие

Rs As Rb b'f ∙ h'f + Rsc A's, то значение Mult определяют как для прямоугольного сечения по формуле (28) с шириной b'f вместо b;

б) если граница проходит в ребре (рис. 4, б), то значение Mult определяют

где х – высота сжатой зоны бетона, определяемая по формуле:

При расчете прочности изгибаемых элементов рекомендуется соблюдать условие x ξR h0. В случае, когда площадь растянутой арматуры принята большей, чем это требуется для соблюдения условия x ξR h0, то допускается предельный изгибающий момент Mult определять по формулам (28) или (29),

подставляя в них значения высоты сжатой зоны x = ξR h0.

а) б)

Рис. 4 - Положение границы сжатой зоны в сечении изгибаемого железобетонного элемента таврового сечения:

а) граница проходит в полке; б) граница проходит в ребре

3.2.2. Расчет прочности железобетонных элементов по наклонному сечению при действии поперечных сил

Расчет прочности стенки балки на сжатие между двумя смежными наклон-

ными трещинами производится по формуле:

Q φb1 ∙ Rb ∙ b ∙ h0,

где Q – поперечная сила;

23

φb1 – коэффициент, принимаемый равным 0,3.

Расчет изгибаемых элементов по наклонному сечению (рис. 5) производят из условия: Q Qb + Qsw,

где Q - поперечная сила в наклонном сечении с длиной проекции С на продоль-

ную ось элемента, определяемая от всех внешних сил, расположенных по одну сторону от рассматриваемого наклонного сечения; при этом учитывают наибо-

лее опасное загружение в пределах наклонного сечения;

Qb - поперечная сила, воспринимаемая бетоном в наклонном сечении;

Qsw - поперечная сила, воспринимаемая поперечной арматурой в наклон-

ном сечении.

Поперечную силу определяют по формуле:

где φb2 - коэффициент, принимаемый равным 1,5.

Qb принимают не более 2,5Rbt b h0 и не менее 0,5Rbt b h0;

Рис. 5 - Схема усилий при расчете железобетонных элементов по наклонному сечению на действие поперечных сил

Усилие Qsw для поперечной арматуры, нормальной к продольной оси элемента,

определяют по формуле:

Qsw = φsw qsw C,

где φsw - коэффициент, принимаемый равным 0,75;

С - длина проекции, принимаемая не менее 1,0h0 и не более 2,0 h0.

3.2.3. Расчет железобетонных элементов по наклонным сечениям на действие моментов

Расчет железобетонных элементов по наклонным сечениям на действие моментов (рис. 6) производят из условия:

M Ms + Msw ,

где М - момент в наклонном сечении с длиной проекции С на продольную ось элемента, определяемый от всех внешних сил, расположенных по одну сторону от рассматриваемого наклонного сечения, относительно конца наклонного се-

чения (точка 0), противоположного концу, у которого располагается проверяе-

мая продольная арматура, испытывающая растяжение от момента в наклонном сечении; при этом учитывают наиболее опасное загружение в пределах наклон-

ного сечения;

Мs - момент, воспринимаемый продольной арматурой, пересекающей наклонное сечение, относительно противоположного конца наклонного сечения

(точка 0); Ms = Ns zs;

Msw - момент, воспринимаемый поперечной арматурой, пересекающей наклонное сечение, относительно противоположного конца наклонного сечения

(точка 0);

Msw = 0,5 Qsw C

Ns - усилие в продольной растянутой арматуре, Ns = Rs As;

zs - плечо внутренней пары сил; допускается принимать zs = 0,9 h0; Qsw - усилие в поперечной арматуре, принимаемое равным qsw С;

qsw Rsws Asw ; w

С – значение, принимаемое в пределах от 1,0h0 до 2,0h0.

Расчет производят для наклонных сечений, расположенных по длине эле-

25

мента на его концевых участках и в местах обрыва продольной арматуры, при наиболее опасной длине проекции наклонного сечения С, принимаемой в указанных выше пределах.

Рис. 6 - Схема усилий при расчете железобетонных элементов по наклонному сечению на действие моментов

4 ВЫПОЛНЕНИЕ ГРАФИЧЕСКОЙ ЧАСТИ

Графическая часть состоит из 4 листов формата А2. По данным индивидуального задания на проектирование, выданного преподавателем, на первом этапе вычерчиваются листы №1 и №2 с двумя вариантами конструкций здания: с железобетонными и деревянными конструкциями. На листах №1 и №2 приводятся:

-схема расположения элементов с их маркировкой (схема раскладки плит, схема расположения балок и колонн);

-поперечный разрез;

-ведомость элементов;

-узлы с принципиальными решениями, необходимыми для монтажа элемен-

тов;

-примечания.

На листах №3 и №4 выполняются чертежи для изготовления железобетонной

и деревянной балок.

На листах №3 и №4 приводятся:

26

-расчетная схема балки;

-чертеж балки с необходимыми узлами и сечениями;

-спецификация;

-примечания.

Чертежи следует выполнять в соответствии с нормами [7, 8].

Ведомости элементов выполняются в соответствии с ГОСТ 21.501-2011.

Для выполнения работы студенты могут использовать вычислительную тех-

нику лаборатории инженерно-строительного факультета.

5БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.СП 64.13330.2011. Деревянные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-25-80. Деревянные конструкции. Нормы проектирования [Текст]: введ. в

действие с 20.05.2011. - Москва: Минрегион России, ОАО ЦПП, 2010. – 87 с.

2.СП 20.13330.2011. Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП

2.01.07-85* [Текст]: введ. в действие с 20.05.2011. - Москва: Минрегион России,

ОАО ЦПП, 2010. – 80 с.

3.Проектирование и расчет деревянных конструкций [Текст]: справочник / под ред. И.М. Гриня. – Липецк: ООО Интеграл, 2005. – 240 с.

4.Конструкции из дерева и пластмасс [Текст]: учеб. пособие для студ. вузов /

Г.Н. Зубарев, В.М. Головина [и др.] – 4-е изд. - Москва: Академия, 2006. - 304 с.

5.СП 63.13330.2012 Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003. Бетонные и железобетонные конструкции [Текст]. – введ. 2013 – 01– 01. – Москва: Минрегион России, ФАУ «ФЦС», 2012. – 155 с.

6.СТО-13-2011. Студенческие работы. Общие требования к оформлению [Текст].

– введ. 2011 – 10– 01. – Липецк: Издательство ЛГТУ, 2011. – 32 с.

7.ГОСТ Р 21.1101-2013 Основные требования к проектной и рабочей документа-

ции [Текст]. – Введ. 2014 – 01– 01. – Москва: Стандариинформ, 2013. – 56 с.

8. ГОСТ 21.501-2011 Правила выполнения рабочей документации архитектурных и конструктивных решений [Текст]. Введ. 2013–05–01.–Москва: Стандартинформ,

27

2013. – 45 с.

28

ПРОЕКТИРОВАНИЕ БАЛОЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к курсовому проекту по дисциплине «Конструкции городских зданий и

сооружений» для студентов очной формы обучения направления 08.03.01 «Строительство» профиля «Городское строительство»

Жидков Константин Евгеньевич

Семенов Александр Сергеевич

Редактор Т.А. Семенихина

Издательство Липецкого государственного технического университета. Полиграфическое подразделение Издательства ЛГТУ.

398600, Липецк, ул. Московская, 30

29