Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Конструкции мое.doc
Скачиваний:
19
Добавлен:
02.05.2015
Размер:
157.7 Кб
Скачать

1.2. Расчетно-конструктивный раздел

1.2.1. Характеристика объекта

Проектируемое здание решено в сборном железобетонном каркасе по серии 1.020-1/87, сопряжение ригелей с колоннами шарнирное.

Пространственная устойчивость здания обеспечивается системой диафрагм жесткости и горизонтальными дисками перекрытий.

Железобетонные ригели по серии 1.020-1/87 длинной – 5,56м.

Перекрытия и покрытие – сборные железобетонные по серии 1.041.1-3 и монолитные железобетонные участки.

Плиты перекрытия железобетонные многопустотные, толщиной 220 мм.

В рамках дипломного проекта рассчитываются железобетонные ригель и колонна.

1.2.2. Расчет железобетонного ригеля рдп4.56-90 АтV

Расчет произведен в соответствии со СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции» [22], СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия»[21].

Исходными данными послужила типовая серия 1.020-1/87. [43]

Исходные данные

Железобетонный ригель серии 1.020-1/87 (выпуск 6-1) высотой 450 мм, длиной 5560 мм, с расчетной нагрузкой 9тс/м (без учета собственного веса ригеля). Ригель с двумя симметричными полками для опирания многопустотных плит, с напрягаемой арматурой класса Ат-V. Продольная и поперечная арматура принята из стали класса А-III. Сетки приняты из арматуры Вр-I.

Бетон тяжелый класса по прочности на сжатие В35, передаточная прочность не ниже 315 кгс/см2 (70% от проектной прочности). Способ натяжения электротермический, величина предварительного напряжения по окончании натяжения на упоры σsp=5500 кгс/см2, допустимые отклонения напряжения р= 960 кгс/см2.

Масса ригеля РДП 4.56-90 АтV-2,55 т. Длина полок ригеля 5260 мм. Расчетный пролет ригеля 5430 мм.

Нагрузки на ригель сведены в таблицу 3.

Таблица 3

Нормативные и расчетные нагрузки на ригель Р1

Нормативные нагрузки

На 1 м2

Ширина грузовой площади

в, м

На 1 погонный м.

Норм. кН/м2

Коэф-т над-ти

Расч. кН/м2

Норм. кН/м

Расч. кН/м

Постоянно действующая

1. От собственного веса ригеля

0,83

1,1

0,91

6

4,98

5,46

2. От веса плит перекрытия

3,4

1,1

3,74

6

20,4

22,44

3. От веса конструкции пола:

керамогранит δ=13 мм; прослойка из цементно-песчанного раствора δ=15 мм; стяжка из цементно-песчанного раствора δ=40 мм; ДВП δ=5мм.

1,37

1,3

1,78

6

8,22

10,68

4. От веса перегородок

0,5

1,3

0,65

6

3

3,9

Итого постоянная

6,1

-

7,08

-

36,6

42,48

Временно действующая

4. Кратковременная

1,3

1,3

1,69

6

7,8

10,14

5. Длительная

0,7

1,3

0,91

6

4,2

5,46

Итого временная

2

-

2,6

-

12

15,6

Всего

8,1

-

9,68

-

48,6

58,08


Так как в рассматриваемом здании располагаются преимущественно офисные помещения, принимаем нормативное значение временно действующей нагрузки = 2 кН/м2.

Статический расчет ригеля

Рис. 3. Расчетная схема ригеля.

Расчетные усилия:

Qmax=ql/2, (11)

Где q – расчетная нагрузка, кН/м,

l – расчетная длина ригеля, м.

Qmax =58,08*5,43/2=157,7 кН,

Мmax= ql2/8=58,08*5,432/8=214,4 кНм.

Исходные данные для расчета

M = 214,4 (кНм) – максимальный изгибающий момент;

Q =157,7 (кН) - максимальная поперечная сила;

b = 0,3 (м) - ширина ребра расчетного сечения;

h = 0,45(м) - высота расчетного сечения;

l = 5,43 (м) - длина ригеля;

R b = 19,5 (МПа)- расчетное сопротивление бетона сжатию, [22, таб.13];

Rbt =1,3(МПа)- расчетное сопротивление бетона растяжению, [22, таб.13];

Rs = 680(МПа) - расчетное сопротивление продольной арматуры класса Ат-V растяжению для расчета по первой группе предельных состояний, 22, таб.22];

Rsw = 290 (МПа) – расчетное сопротивление поперечной арматуры класса А III растяжению [22, таб.22];

Es =19*10-4 (МПа) – модуль упругости арматурной стали класса Ат-V, [22, таб.29];

Еs = 20*10-4 (МПа) – модуль упругости арматурной стали класса А-III [22, таб.29];

Eb = 34,5*10-3 (МПа) - начальный модуль упругости бетона, [22, таб. 19].

Расчет прочности нормальных сечений

Расчет прочности нормальных сечений проводим с учетом первых потерь предварительного натяжения арматуры.

Значение предварительного напряжения без учета потерь σsp=550 МПа;

Допустимые отклонения напряжения р=96 МПа;

Коэффициент точности натяжения арматуры

γsp =1-∆γsp, (12)

где:

при электротермическом способе натяжения арматуры

∆γsp = 0,5(р / σsp)(1+1/√n), (13)

Где n - число натягиваемых стержней.

∆γsp =0,5(96/550)(1+1/√4)=0,13

γsp=1- 0,13=0,87

Первые потери напряжений

Релаксация напряжений арматуры:

σ1=0,03σsp (14)

σ1=0,03*550=16,5 МПа

Деформации анкеров, расположенных у натяжных устройств при электротермическом способе натяжения:

σ3=0 (МПа)

Деформация стальных форм:

σ5 =0(МПа)

Напряжения в арматуре с учетом первых потерь

σsp1spγsp135 (15)

σsp1=550*0,87-16,5-0-0=462,(МПа)

Напряжение

∆σsp=1500(σsp1/Rs)-1200≥0 (16)

∆σsp=1500(462/680)-1200= -180,9 <0,

значит принимаем ∆σsp=0

Предельное значение предварительного напряжения в арматуре

σsR= Rs+400- σsp1-∆σsp, (17)

σsR =680+400-462=618 (МПа)

Предельное значение напряжения в арматуре сжатой зоны

σsс,u= 500, (МПа)

Характеристика сжатой зоны бетона

ω=α-0,008Rb, (18)

где α - коэффициент, принимаемый равным для тяжелого бетона 0,85.

ω =0,85-0,008*19,5=0,694

Предельно допустимое отношение высоты сжатой зоны бетона и рабочей высоты сечения

ξR= ω/(1+ (σsR/ σsс,u)*(1- ω/1,1)), (19)

ξR= 0,694/(1+ (618/ 500)*(1- 0,694/1,1))=0,477.

Рабочая высота сечения

h0 =h – a, (20)

Принимаем a=5.5см.

h0=45-5,5=39,5 см.

αm=М/ (Rb*b*h02), (21)

αm =214,1*106/(19,5*300*3952)=0,235,

αR= ξR(1-0,5 ξR), (22)

αR = 0,477(1-0,5*0,477)=0,363,

αm=0,235< αR=0,363,

следовательно несущей способности сжатой зоны бетона достаточно. Нет необходимости устанавливать сжатую арматуру.

ξ=1-√(1-2 αm), (23)

ξ =1-√(1-2*0,235)=0,27.

Проверка:

ξ≤ ξR; 0,27≤0,477

Условие выполняется.

Коэффициент условий работы арматуры

γsσ=ƞ-(ƞ-1)(2ξ/ ξR-1)≤ƞ, (24)

где ƞ-коэффициент, принимаемый равным 1,15 для арматуры класса А-V;

γsσ=1,15-(1,15-1)(2*0,27/0,477-1)=1,13 ≤ƞ=1,15.

ϛ=1-0,5 ξ

ϛ =1-0,5*0,27=0,86

Требуемая площадь сечения напрягаемой арматуры

Аspтреб=М/ γsσ *Rs* ϛ* h0, (25)

Аspтреб =214,1*105/(1,13*680*0,86*39,5*100)=8,2 см2,

По сортаменту назначаем рабочую арматуру с Аsp ≥ Аspтреб

Принимаем 4 стержня арматуры класса А-V Ø18 мм c Аspфакт=10,18см2.

Вывод: В результате расчета прочности по нормальным сечениям ригеля подобрана арматура (4 стержня арматуры класса А-V Ø18 мм c Аspфакт=10,18см2), которая соответствует принятой в проекте. Из этого следует, что прочность по нормальным сечениям обеспечена.

Проверка прочности наклонных сечений

Расчет поперечной арматуры ведется для наклонных сечений с максимальной поперечной силой.

Поперечная арматура по серии принята класса АIII Ø 10 мм.

Аsw = n ∙ Аsw1, (26)

Где n – число хомутов в поперечном сечении, зависит от количества каркасов в ригеле, n = 2;

Аsw1 – площадь сечения одного стержня поперечной арматуры.

Аsw = 2 ∙ 0,785 = 1,57 см2

Шаг стержней s принят из конструктивных соображений и составляет 15 см.

Погонное усилие, Н/см:

qsw =( Rsw ∙ Asw ∙ 100)/s, (27)

где Rsw - расчетное сопротивление поперечной арматуры растяжению, Rsw=290 МПа;

qsw = (290 ∙ 1,57 ∙ 100) / 15 = 3035,2 Н/см.

qsw ≥ (Rbt ∙ φb3 ∙ b ∙ 100) / 2, (28)

где φb3 = 0,6 для тяжелого бетона.

3035,2 ≥ (1,2 ∙ 0,6 ∙ 30 ∙ 100) /2

3035,2 ≥ 1080 Н/см.

Условие выполняется.

Величина поперечной силы, Н, воспринимаемой хомутами и бетоном в наклонном сечении:

Qwb = 2 ∙ √( φb2 ∙ Rbt b ∙ h02 ∙ qsw ∙ 100), (29)

Где φb2=2 для тяжелого бетона.

Qwb = 2 ∙ √( 2 ∙ 1,2 30 ∙ 39,52 ∙ 3035,2 ∙ 100) = 369306,5 Н,

Q ≤ Qwb, (30)

152120 ≤ 369306,5

Условие выполнено.

Прочность наклонной полосы между трещинами на действие главных сжимающих напряжений проверяется согласно условию:

Q ≤ 0,3 ∙ φw1 ∙ φb1 ∙ Rb ∙ b ∙ h0 ∙ 100, (31)

Где φw1 – коэффициент, учитывающий влияние хомутов, должен быть не более 1,3;

φw1 = 1+5 ∙ α ∙ μw, (32)

α = Еsb, (33)

α = 20 ∙ 10-4/34,5 ∙ 10-3 = 0,058,

μw = Аsw/( b ∙ s), (34)

μw = 20/( 30 ∙ 15) = 0,13,

φw1 = 1+5 ∙ 0,058 ∙ 0,13 = 1,038,

φb1 = 1 – β ∙ Rb, (35)

где β = 0,01 для тяжелого бетона,

Rb – призменная прочность бетона, МПа.

φb1 = 1 – 0,01 ∙ 17 = 0,83

152120 ≤ 0,3 ∙ 1,038 ∙ 0,83 ∙ 17 ∙ 30 ∙ 39,5 ∙ 100,

152120 ≤ 501610,5

Условие выполнено.

Вывод: Прочность наклонного сечения обеспечена.

Вывод: В результате расчета ригеля по несущей способности выявлено, что ригель РДП4.56-90 АтV (Р1) удовлетворяет условиям прочности.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.