Резервуары_КП_Регер_Кельнер_без варианта1
.pdf
Мгр = 0.53тс*м=5.16кН*м– В25
Мм = 0.33тс*м=3.20кН*м– В20
Мнав = 0.06тс*м=0.61кН*м– В22,5
При расчете панели по прочности необходимо учитывать не только величину изгибающего момента, но и прочность бетона стенки для рассматриваемой стадии. При давлении воды и грунта на стенку резервуара прочность бетона должна соответствовать проектной. При монтаже стеновой панели прочность бетона должна быть не меньше отпускной прочности и не менее 80% от проектной. При навивке кольцевой арматуры передаточная прочность бетона должна быть не менее отпускной и удовлетворять требованиям СНиПа [4].
Площадь сечения вертикальной арматуры определяется из условия прочности изгибаемого элемента прямоугольной формы с одиночной арматурой. Ширина поперечного сечения в = 1,0 м; высота h = δ ст . Расчет площади сечения арматуры выполняется по общим
правилам расчета железобетонных конструкций.
При расчете вертикальной арматуры стенки резервуара рассматриваются две стадии:
1)расчет выполняется при наибольшем значении по абсолютной величине изгибающего момента и соответствующей данной стадии прочности бетона;
2)расчет выполняется при наименьшей прочности бетона и соответствующем данной стадии значении изгибающего момента.
Результаты расчетов сопоставляются между собой, и наибольшее значение площади сечения арматуры принимается для конструктивного решения стеновой панели. После завершения конструирования стеновой панели выполняются, если требуется, дополнительные проверки прочности панели при воздействии остальных значений изгибающих моментов с учетом соответствующей прочности бетона.
Лист
РГР-ЖБИС-20268982-270100-ПГС08П1-2012
20
Изм. Лист |
№ докум. |
Подпись Дата |
Расчетные характеристики бетона:
В25: Rb = 14.5 МПа; |
γ b 2 = 0.9; |
В20: Rb = 11.5 МПа; |
γ b2 = 1,1; |
Расчетные характеристики арматуры:
Вертикальная класса А–III, Rs = 365 МПа;
Горизонтальная класса А–I.
Расчетное сечение прямоугольное, b=100 cм, h=12 cм.
1) М |
гр |
= 0.53тс*м=5.16кН*м – В25; R = 14.5 МПа; γ |
b 2 |
= 0.9; |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
|
|
|
|
Рабочая высота сечения ho = h − f = 10-2=8 см. |
|
|
|
|
||||||||||||
α 0 = |
|
|
|
|
М |
|
|
|
|
|
= 5.16/(0.9*14.5*1000*1*0.08^2)=0.062 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
γ b 2 × |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Rb × b × h02 |
|
|
|
|
|||||||||||
ξ = 1 - |
|
|
|
|
= 1-(1-2*0.062)^0.5=0.064 |
|
|
|
|
|||||||
1- 2 ×α |
|
|
|
|
||||||||||||
ν = 1− ξ = 1-0.064/2=0.968 |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Aтр1 = |
|
|
|
M |
|
|
|
= 5.16/(365*103*0.08)=1.83 см2 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Rs ×ν |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
s |
|
× h0 |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2) |
|
|
М м = 0.33тс*м=3.20кН*м – В20; В20: R =11.5 МПа; γ |
b2 |
= 1,1; |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
|
|
|
|
Рабочая высота сечения ho = h - f = 10-2=8 см. |
|
|
|
|
||||||||||||
α 0 = |
|
|
|
|
М |
|
|
|
|
= 0.33/(1.1*11.5*1000*1*0.08^2)=0.039 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
γ b 2 × |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
Rb × b × h02 |
|
|
|
|
|||||||||||
ξ = 1 - |
|
|
|
= 1-(1-2*0.039)^2=0.040 |
|
|
|
|
||||||||
1- 2 ×α |
|
|
|
|
||||||||||||
ν = 1 − ξ = 1-0.040/2=0.980 |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Aтр2 = |
|
|
|
M |
|
|
|
= 0.33/(365*103*0.08)=1.12 см2 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Rs |
×ν |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
s |
|
|
× h0 |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сопоставляем площади арматуры:
Конструирование панели выполняем по большой расчетной площади арматуры Asтр = 1.83см2.
Лист
РГР-ЖБИС-20268982-270100-ПГС08П1-2012
21
Изм. Лист |
№ докум. |
Подпись Дата |
Принимаю арматуру ø 7 А–III с шагом s= 20 cм.
Aф = |
Аs8 |
=> Aтр = 0.385/0,2=1.925>1.83 см2 |
s |
s |
s |
|
|
Вертикальная арматура устанавливается симметрично с внутренней и наружной сторон панели. Конструктивную (горизонтальную) арматуру принимаем диаметром 6 мм из стали класса A-I с шагом 250 мм. Проверку прочности стенки резервуара при навивке кольцевой арматуры
выполнять нет необходимости, поскольку изгибающий момент |
при |
навивке М нав = 0.06тс*м=0.61кН*м значительно меньше момента |
при |
монтаже М м = 0.33тс*м=3.20кН*м, а класс бетона выше (В22,5 > В20). |
|
3.3.5. Расчет стеновой панели по образованию трещин
Расчет стеновых панелей по образованию трещин выполняется на те же силовые воздействия с учетом тех же прочностных характеристик бетона, что и расчет на прочность. При определении величины изгибающих моментов от давления воды и грунта следует иметь в виду, что при расчете по прочности эти моменты определялись на уровне низа панели. При расчете по образованию трещин моменты необходимо определять на уровне заделки панели в фундаменте.
Определение изгибающих моментов при действии воды и грунта на уровне заделки панели в фундаменте:
А) действие воды
На отм. 0.00 – 4.426 кНм =0.452 тс*м
На отм. +0.4– -0.249 кНм= -0.025 тсм
На отм. +0.27 по интерполяции получаем 0.130 тсм
Б) действие грунта
На отм. 0.00 – 0.527 тсм
Лист
РГР-ЖБИС-20268982-270100-ПГС08П1-2012
22
Изм. Лист |
№ докум. |
Подпись Дата |
На отм. +0.4 – -0.017 тсм
На отм. +0.27 по интерполяции получаем 0.159 тсм
Максимальный момент равен М=0.159 тсм
Рассматривается один случай, т.к. изгибающий момент является максимальным по величине при минимальной прочности бетона.
Расчетное сечение имеет прямоугольную форму с размерами b=100 cм и h= 10 см.
М м = 0.33тс*м=3.20кН*м – В20
Rbt ,ser = 1.4 МПа
Eb = 24000.00 МПа
α= Es = 200000/24000.00=6.897
Eb
Ired = Ib + 2 ×α × As × y2 = 100*103/12+2*6.897*1.925*(5-2)^2=8572.299см4
Wred |
= |
I red |
= 8572.299/5=1714.460 см3 |
|||||
y0 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
W pl |
= γ ×Wred = 1,75*1714.460=3000.305 см3 |
|||||||
M |
crc |
= R |
|
×W |
pl |
=1.4*3000.305=5.401 кН*м > М м = 3.20кН*м |
||
|
|
bt ,ser |
|
|
||||
Трещиностойкость стеновой панели обеспечена.
3.3.6. Определение напряжений, контролируемых при натяжении арматуры
При натяжении арматуры на бетон не одновременно, следует учитывать уменьшение напряжения в арматуре, натянутой ранее, вследствие упругого обжатия бетона усилиями от арматуры, натягиваемой позднее.
Указанное уменьшение предварительного напряжения в ранее натянутой
арматуре может быть принято равным
α × Dσ b
α = Es
где Eb
Dσ b - среднее напряжение в бетоне (на участке длины рассматриваемой группы стержней арматуры, натянутой ранее на уровне ее центра тяжести) от сил
Лист
РГР-ЖБИС-20268982-270100-ПГС08П1-2012
23
Изм. Лист |
№ докум. |
Подпись Дата |
натяжения групп арматуры, натянутой позднее; при этом напряжение в арматуре принимается за вычетом потерь, происходящих в процессе обжатия бетона (первые потери).
Исходные данные для расчета
σ sp = 1100 МПа
Вр – II Es = 200000 МПа
α= Es = 200000/25500=7.84
Eb
Ab = 360*10=3600 см2
Jb = 10*3603=38880000 см4
Eb = 25500 МПа для бетона В22,5
Напряжение в бетоне определяются по формуле
Dσ b |
= |
Ni |
± |
Ni × ei |
× yi |
|
|
||||
|
|
Ab Jb |
|||
Усилие натяжения - Ni считаю приложенным в центре тяжести зоны, значения ei , yi ,определяются согласно рис. 10
Зона IV.
AsIV = 1.176 см2
e4 = 1.2м=120см
y5 = 1.4м=140см
NIV = 1100*1.176=129.36кН
σbVIV = 129.36/3600+129.36*120/38880000*140=0.09 МПа
α× Dσ bVIV = 7.84*0.09=0.72 МПа
Зона III.
AsIII = 0.98 см2
e3 = -0.2м=-20 см y5 = 1.4м=140см y4 = 0.6 м=60 см
NIII = 1100*
=0.03МПа
α × Dσ bVIV = 7.84*0.02=0.17 МПа
Лист
РГР-ЖБИС-20268982-270100-ПГС08П1-2012
24
Изм. Лист |
№ докум. |
Подпись Дата |
α × Dσ bIVIII = 7.84*0.03=0.21 МПа
Зона II.
AsII = 0.392 см2 e2 = 1м=100см y5 = 1.4м=140см y4 = 0.6 м=60 см
y3 = -0.2м=-20 см
NII = 1100*0.98 =43.12 кН
Dσ bVII = 43.12 /3600+43.12 *100/38880000*140=0.03МПа
Dσ bIVII = 43.12 /3600+43.12 *100/38880000*60=0.02 МПа
Dσ bIIIII = 43.12 /3600+43.12 *100/38880000*-20=0.01 МПа
α× Dσ bVII = 7.84*0.03=0.22 МПа
α× Dσ bIVII = 7.84*0.02=0.15 МПа
α× Dσ bIIIII = 7.84*0.01 =0.08 МПа
Зона I.
AsI = 0.196 см2
e1 = -1.6м=-160см
y5 = 1.4м=140см
y4 = 0.6 м=60 см
y3 = -0.2м=-20 см
y2 = -1м=-100см
NI = 1100*0.196=21.56 кН |
||
Dσ bVI |
= 21.56 /3600+21.56 |
*-160/38880000*140=-0.006МПа |
Dσ bIVI |
= 21.56 /3600+21.56 |
*-160/38880000*60=0.001МПа |
Dσ bIIII |
= 21.56 /3600+21.56 |
*-160/38880000*-20 =0.008МПа |
Dσ bIII |
= 21.56 /3600+21.56 |
*-160/38880000*-100 =0.015МПа |
α× Dσ bVI = 7.84*-0.006=-0.05 МПа
α× Dσ bIVI = 7.84*0.001=0.01 МПа
Лист
РГР-ЖБИС-20268982-270100-ПГС08П1-2012
25
Изм. Лист |
№ докум. |
Подпись Дата |
α× Dσ bIIII = 7.84*0.008=0.06 МПа
α× Dσ bIII = 7.84*0.015=0.12 МПа
Полное снижение предварительного напряжения в напрягаемой арматуре равно:
в зоне V
Sα × Dσ b = 0.72+0.17+0.22 +-0.05=0.43 МПа
в зоне IV
Sα × Dσ b = 0.21+0.15+0.01=0.36 МПа
в зоне III
Sα × Dσ b = 0.08+0.06=0.14 МПа
в зоне II
Sα × Dσ b = 0.12 МПа
Полные величины контролируемых напряжений и усилий в проволоке по зонам приведены в таблице 7.
Таблица 7
Номер |
As,см2 |
σsp-σn, |
Σa*∆σb, |
(σsp-σn)+ Σa*∆σb |
N, кгс |
|
зоны |
|
МПа |
МПа |
|
|
|
|
МПа |
Кгс/см2 |
|
|||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
0,196 |
|
0 |
1100.00 |
11209 |
2196.96 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
0,196 |
|
0.12 |
1100.12 |
11210.19 |
2197.20 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
0,196 |
1100 |
0.14 |
1100.14 |
11210.40 |
2197.24 |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
0,196 |
|
0.36 |
1100.36 |
11212.67 |
2197.68 |
|
|
|
|
|
|
|
5 |
0,196 |
|
0.43 |
1100.43 |
11213.39 |
2197.82 |
|
|
|
|
|
|
|
Лист
РГР-ЖБИС-20268982-270100-ПГС08П1-2012
26
Изм. Лист |
№ докум. |
Подпись Дата |
4. Расчет плиты на упругом основании
4.1 Сбор нагрузок
Нагрузки и воздействия |
|
Таблица 8 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэф. |
|
|
№ |
Нагрузки и воздействия |
Норматив |
|
Расчет |
|
п/п |
ные |
пере- |
ные |
||
|
|
||||
|
|
|
грузки |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
Собственный вес стеновой панели |
9 |
1.1 |
9.90 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
Собственный вес плиты крайней |
13.5 |
1.1 |
14.85 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
Собственный вес колонны |
14.4 |
1.1 |
15.84 |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
Грунт на крайнюю панель γ=17 кН/м3 , |
102 |
1.4 |
142.80 |
|
h=1 м |
|||||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
5 |
Грунт боковой γ=17 кН/м3 , h=0.7 м |
42.84 |
1.4 |
59.98 |
|
|
|
|
|
|
|
6 |
Собственный вес плиты средней |
63.585 |
1.1 |
69.94 |
|
|
|
|
|
|
|
7 |
Грунт на среднюю панель γ=17 кН/м3 , |
367.2 |
1.4 |
514.08 |
|
h=1 |
|||||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
F-нагрузка на 1 м.п. плиты резервуара. F=Fпан+Fкол+Fпл.кр+Fгр.кр+Fгр.бок=9.90+15.84+14.85+142.80+59.98=243.37 кН
F |
= |
δверх + δниз |
× Н |
|
× ρ |
|
, где |
|
п |
б |
|||||
пан |
2 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||
ρб =25 кН/м3
Fк = b × h × H кол × ρб , где
b=h=0.4 м – размеры сечения колонны, Hкол=3.6 – высота колонны.
Лист
РГР-ЖБИС-20268982-270100-ПГС08П1-2012
27
Изм. Лист |
№ докум. |
Подпись Дата |
F л.кр = Lп ×δпл × ρб , где
Lп =6 м – ширина плиты, δпл =0.09 м – толщина плиты.
Fгр.кр = Lп × tгр × ρгр , где
ρгр =17 кН/м3
Fгр.бок = агр × Нп × ρгр
F1=Fk+Fпл.ср+Fгр.ср=9.90+69.94+514.08=599.86 кН.
F л.ср = Ап1 × tп × ρб
= L2 ×π
Ап1 n
4
М- момент
М= Fгб ×e1 - Fп ×e2 - ∑ Fk ×eк = 59.98*0.35-14.85*3 -15.84*6*((1+0.75)* 0.75/2)=- 85.928кН*м
e1 = aгб =0.7/2=0.35м,
2
e2 = Ln =6/2=3 м,
2
q = ρw × H w = 9.8*3.2=31.36 кН/м
4.2. Расчетные конструкции круглой плоской плиты
Расчетная конструкция круглой плоской плиты устанавливается по показателю гибкости, величина которого устанавливается в зависимости от радиуса и толщины плит
|
|
Е0 |
|
R |
|
15 ×103 |
|
6,7 |
|
3 |
||
Кλ |
= 2,6 |
|
|
|
|
= 2,6 |
|
|
|
|
|
= 10 |
Еп |
|
270 ×10 |
5 |
|
||||||||
|
|
h |
|
|
0,35 |
|
|
|||||
где R - радиус плиты, h - толщина плиты, Е0=15 ×103 кН/м2-модуль упругости грунта, Еп= 270 ×105 кН/м2 - модуль упругости плиты.
При 0.5 < Кλ ≤ 10 круглая плоская плита носит название плиты конечной жесткости.
4.3. Статический расчет круглой плоской плиты.
Статический расчет круглой плиты заключается в установлении ординат эпюры изгибающих моментов (радиального Mr и кольцевого Mt) и поперечной силы в радиальном направлении Nr (радиальной поперечной силы).При установлении ординат эпюры изгибающих моментов и радиальной поперечной силы отсчет абсцисс расчетных сечений осуществляется от
Лист
РГР-ЖБИС-20268982-270100-ПГС08П1-2012
28
Изм. Лист |
№ докум. |
Подпись Дата |
центра плиты. При этом действительные значения абсцисс заменяются приведенными значениями абсцисс в долях радиуса плиты R,
т.е. Хα = а/R =6/6.7=0.9 м
Принимаю Хα=0.9
4.4 Расчетные зависимости перехода от единичных значений ординат к расчетным значениям ординат.
Единичные значения ординат эпюры изгибающих моментов(кНм),радиальной поперечной силы (кН) и контактных напряжений(кН/м) для круглой плиты конечной жесткости,нагруженной равномерно распределенной нагрузкой по кругу.
Равномерно распределённая по кругу нагрузка
Вели |
|
|
расчётные сечения по окружности |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
чина |
0 |
0.67 |
1.34 |
2.01 |
2.68 |
3.35 |
4.02 |
4.69 |
5.36 |
6.03 |
6.7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Mr |
0.03 |
0.03 |
0.02 |
0.02 |
0.02 |
0.02 |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
0 |
0 |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Mt |
0.03 |
0.03 |
0.03 |
0.02 |
0.02 |
0.02 |
0.02 |
0.02 |
0.02 |
0.01 |
0.01 |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N r |
0 |
0.01 |
0.01 |
0.02 |
0.03 |
0.04 |
0.05 |
0.07 |
0.06 |
0.05 |
0 |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
σ |
0.9 |
0.9 |
0.9 |
0.8 |
0.8 |
0.8 |
0.8 |
0.9 |
1 |
1.2 |
0 |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Единичные значения ординат эпюры изгибающих моментов(кНм),радиальной поперечной силы (кН) и контактных напряжений(кН/м) для круглой плиты конечной жесткости,нагруженной равномерной силовой нагрузкой.
Равномерно распределённая по окружности силовая нагрузка
Вели |
|
|
расчётные сечения по окружности |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
чина |
0 |
0.67 |
1.34 |
2.01 |
2.68 |
3.35 |
4.02 |
4.69 |
5.36 |
6.03 |
6.7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Mr |
-0.07 |
-0.07 |
-0.07 |
-0.07 |
-0.06 |
-0.06 |
-0.05 |
-0.03 |
-0.01 |
0.028 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Mt |
-0.07 |
-0.07 |
-0.07 |
-0.07 |
-0.07 |
-0.07 |
-0.06 |
-0.06 |
-0.05 |
-0.03 |
-0.03 |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N r |
0 |
0.005 |
0.012 |
0.025 |
0.047 |
0.082 |
0.136 |
0.219 |
0.348 |
-0.55 |
0 |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
σ |
0.1 |
0.1 |
0.2 |
0.3 |
0.4 |
0.6 |
0.9 |
1.3 |
2 |
3.2 |
5.4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Единичные значения ординат эпюры изгибающих моментов(кНм),радиальной поперечной силы (кН) и контактных напряжений(кН/м) для круглой плиты конечной жесткости,нагруженной равномерной силовой нагрузкой.
Лист
РГР-ЖБИС-20268982-270100-ПГС08П1-2012
29
Изм. Лист |
№ докум. |
Подпись Дата |