2.4.2. Розрахунок другорядної балки перекриття за першою груною гс по нормальним та похилим перерізам

Розрахунковий проліт та навантаження. Розрахунковий проліт дорівнює відстані в світу між головними балками L₀ = 6 – 0,25 = 5,75 м розрахункове навантаження на 1м. довжини другорядной балки:

ПОСТІЙНА: власна вага плити та підлога 2,475·2 = 4,95кН/м.; теж від балки перерізом 0,20х0,44(ρ=250кг/м³) ;g = 7,15 кН/м; з урахуванням коефіцієнта надійності попризначенню γ_п = 1,25 ; g=7,15·1,25 =7,87кН/м. ; тимчасова з урахуванням γ_п = 1,25 ; v = 6,0·2·1,25 =13,2 кН/м.; повне навантаження g + v = 7,87+13,2 = 22,07 кН/м.

Розрахункові зусилля. Згинальні моменти визначаємо як для багатопролітної балки з урахуванням перерозподілення зусиль.

В першому прольоті:

М = (g+v)l²₀/11 = 22,07·5,75² /11 = 66,34 кН·м. (2.68)

На першій проміжній опорі:

М=(g+v)l²₀/14 = 22,07·5,75² /14 = 52,12 кН·м. (2.69)

В середніх прольотах та на середніх опорах:

М = (g+v)l²₀/16 = 22,07·5,75² /16 =45,61 кН·м. (2.70) (2.70)

Від’ємні моменти в середніх прольотах визначаємо по огинаючій епюрі моментів. В розрахунковому перерізі в місці обриву надопорної арматури від’ємний момент при v / g ≤ 3 можна прийняти рівним 40% момента на першій проміжній опорі. Тоді від’ємний момент в середньому прольоті :

М = 0,4∙45,61 = =18,24 кН·м.

Поперечні сили: на крайній опорі

Q = 0,4(g+v)l₀ = 0,4∙22,07∙5,75 = 50,76кН ; (2.71)

на першій проміжній опорі зліва:

Q = 0,6(g+v)l₀ = 0,6∙22,07∙5,75 = 76,14 кН ; (2.72)

на першій проміжній опорі зправа:

Q = 0,5(g+v)l₀ = 0,5∙22,07∙5,75 = 63,45кН. (2.73)

Характеристики міцності бетону та арматури. Бетон, як і для плити, класа В15; призмена міцність R_b = 8,5 МПа; міцність при осьовому розтягу R_bt=0,75МПа. Коефіцієнт умов роботи бетону γ_b2=0,9 Арматура повздовжня класа А400, R_s=365 МПа., поперечна – класа Вр-1 ø5 мм, R_s=360 МПа

Визначення висоти перерізу балки. Висоти перерізу підбераємо по опорному моменту при ξ = 0.35, оскільки на опорі момент визначають з урахуванням пластичного шарніра. По таб. 3.1[1] знаходимо А₀= 0,289 . Переріз працює як прямокутник з шириною ребра b = 20 см.

Визначаємо:

h₀ = √М /( А₀R_bb) = √5212000/(0,289∙0,9∙8,5∙20∙100) = 34,33см. (2.74)

h=h₀+a=34,33+3,5=37,83 см., приймаємо h=40 см, b=20 см, тоді

h₀=40–3,5=36,5 см.

В польоті переріз тавровий – полка в стиснутій зоні. Розрахункова ширина полки при h_f’/h =5/40 = 0,125> 0,1 ; дорівнює L /3 = 600 / 3 = 200 см.

Розрахунок міцності по перерізам, нормальним до повздовжньої вісі. Переріз в першому прольоті: М = 66,34 кН·м. ;

За формулою (2.5)

А₀= 6634000 /(0,9·8,5·200·36,5²·100) = 0,0325; ξ =0,033 ;

х = ξ· h₀ =0,033·36,5 = 1,2 см<6 см; нейтральна вісь проходить в стиснутій полиці, η = 0,984

З формули (2.30) знаходимо площу армування:

A_s= 6634000/(365·36,5·0,984·100) =5,06 см.²

Приймаємо 2ø18 А400, As= 5,09 см.²

Переріз в середньому прольоті: М = 45,61 кН·м.

З формули (2.30) отримуємо:

As =4561000/(365·36,5·0,984·100) = 3,48 см.²

Приймаємо 2ø16 А400, As = 4,02 см.²

На від’ємний момент М = 18,24 кН·м. переріз працює як прямокутний .

За формулою (2.5)

А₀= 1824000/(0,9·8,5·20·36,5²·100) = 0,089→η = 0,953

За формулою (2.30) розраховуємо:

As = M/ (Rs ηh₀) = 1824000/(365·36,5·0,953·100) = 1,44 см.²

Приймаємо 2ø10 А400, As = 1,57 см.²

Переріз на першій проміжній опорі: М=52,12 кН·м переріз працює як прямокутний.

За формулою (2.5)

А₀= 5212000/(0,9·8,5·25·36,5²·100) = 0,205→η = 0,885 ; ξ =0,23

З формули (2.30) отримуємо:

As=M/(Rsηh₀)=5212000/(365·36,5·0,885·100)=4,42 см.²

Приймаємо 6ø10 А400, As=4,71 см², дві гнутих сітки по 3ø10 А400 в кожній.

Переріз на середніх опорах: М = 45,61 кН·м.

За формулою (2.5):

А₀= 4561000/(0,9·8,5·20·36,5²·100) = 0,224→η=0,872 ;

As = 4561000 /(365·36,5·0,872·100) = 3,93 см² (формула (2.30)

приймаємо 5ø10 АIII, As = 3,92 см.²

Розрахунок міцності другорядної балки по перерізам, похилих до повздовжньої вісі, Q = 76,14 кН.

Визначаємо проекцію озрахукового перерізу на повздовжню вісь с. Вплив звісів стиснутої полиці.

φ_f = (0.75 (3 h_f’) h_f’) / (bh₀) = (0.75∙(3∙5)∙5)/20∙36,5 =0,08 < 0,5 ; (2.75)

Визначаємо:

В = φ_b2(1+ φ_f)R_btbh₀²=2(1+0,08)0,75∙20∙36,5²(100)=43,2∙10⁵ Н∙см (2.76)

З формул (2.13) та (2.14) обраховуємо

с= =43,2∙10⁵ /0,5∙76140=113,5см>2h₀=2∙36,5=73 см; приймаємо с=73см.

Тоді:

Q=43,2∙10⁵ /73=59,2кН

Q_sw=Q- Q_b=76,14-59,2=16,94 кН; (2.77)

За формулою (2.33):

=16940/73=232 Н/см.

Діаметер поперечних стержнів влаштовують із умови зварювання зповздовжніми стержнями d=18 мм. і приймають d_sw=5 мм класа Вр-1, R_sw=260 МПа, число каркасів–два, А_sw=2·0,196=0,392 см².

Крок поперечних стержнів

по конструктивним вимогам S = h/2 =50/2 = 25 см, але небільше 15 см. Для всіх приопорних ділянок проміжних та крайніх опор балки прийнятий крок S = 15 см. В середній частині прольота ≈ L/2 шаг S=(3/4)h = =(3/4)∙50 = 37,5 см.

перевірка по стиснутій зоні між похилими тріщинами:

μ = A_sw / bs=0,392/20∙15=0,0013;

α= Es / Eb = 170000 /23000 = 7,4;

φ_w1= 1+5 α μ = 1+5·7,4·0,0013 =1,05 ;

φ_b1 = 1 –0,01R_b = 1 –0,01·0,9·8,5 =0,92;

Умова:

Q = 76140 Н < 0,3 φ_w1φ_b1R_bbh = 0,3·1,05·0,92·0,9·8,5·2·36,5·100 = 161839 H

задовільняється.

Визначаємо за формулою (2.34):

q_sw = (260∙0,392∙100)/15 = 679,5 Н/см. ;

Q_b,min = φ_b3(1+ φ_f)R_btbh₀ = 0,6·1,121·0,9·0,75·25·31,5·100 =35,8·10³Н (2.78) q_sw=981Н/см>Q_b,min/2h₀=35,8·10³/231,5=568 Н/см.

Умова задовільняється.

Вимога:

S_max = (φ_b4R_btbh₀²)/Q_max>S (2.79)

S_max = (1,5·0,9·0,75·25·31,5²·100)/77,410³ =32,45см>S= 15 см – вимога задовільняється.

При розрахунку міцності визначають

M_b= φ_b2 (1+ φ_f) R_btbh₀² =2·1,121·0,9·0,75·25·31,5²·100 =375,4·10⁴Н·см. (2.80)

q₁ = (q+v) /2 =25,8/2 = 12,9 кН/м =129 Н/см < 0,56 q_sw = 0,56·981 =

= 549,36 Н/см.

В звязку з цим визначаємо значення “с” по формулі:

С=√M_b/q₁ =√375,4∙10⁴/129=170,5>3,33 h₀=3,33∙31,5=104,9 см. (2.81)

Приймаємо С=105 см.

Тоді:

Q_b = M_b / С = 375,4∙10⁴/105 = 35,95∙10³Н >Q_b,min =35,8·10³Н

Поперечна сила в верху похилого перерізу:

Q = Q_max–q₁C = 77,4∙10³ –129∙105 = =63,8∙10³H (2.82)

Довжина проекції розрахункового похилого перерізу:

С₀=√M_b/q_sw=√375,4∙10⁴/981=61,8 см < 2h₀=2∙31,5=63 см (2.83)

приймаємо С=62 см.

Визначаємо:

Q_sw = q_sw С₀ = 981∙62 = 60,8∙10³Н. (2.84)

Умова міцності: Q_b+ Q_sw = 35,95·10³+60,8∙10³ = 96,75∙10³Н >Q = 63,8∙10³H забезпечується.

Перевірка постиснутій похилій полосі:

За формулами (2.37), (2.38) та (2.40) відповідно визначамо:

μ = 0,566/25·15 = 0,0015 ;

α =170000 /23000 = 7,4 ; φ_w1= 1+5 α μ = 1+5·7,4·0,0015 =1,06 ;

φ_b1 =1 –0,01·0,9·8,5 =0,92;

Q = 77400 Н < 0,3 φ_w1φ_b1R_bbh = 0,3·1,06·0,92·0,9·8,5·25·31,5·100 = 176249 H

Умова задовільняється.

3 Технологія будівельного виробництва

3.1 Виконання робіт нульового циклу

3.1.1 Характеристика будівлі

Запроектована громадська будівля(школа), що має розміри в осях: ширина 36 м, довжина 60 м.

Прив’язка будівлі згідно завдання 10м по вертикалі і 10м по горизонталі. В будівлі є підвальне приміщення розмірами 18х9м з відміткою підлоги -3.3м, рівень підлоги першого поверху знаходиться на позначці 0,000. Споруда розташована на будівельному майданчику, що має розміри 80x100м, уклони в поздовжньому напрямку і₁= 0,005, в поперечному і₂= 0,009.

3.1.2 Підрахунок об’ємів робіт

При плануванні будівельного майданчика методом “нульового” балансу застосовуємо метод квадратних призм. В цьому випадку на плані майданчика з горизонталями наносимо розбивочну сітку з квадратами. Величина сторони квадрата 20м (Додаток А).

Шляхом інтерполяції визначаємо позначки поверхні землі в вершинах квадратів (чорні позначки).

. Чорна відмітка вершини квадрату рівна:

, (3.1)

де m-відмітка горизонталі;

h - різниця відміток сусідніх горизонталей;

l - відстань від горизонталі ”m” до вершини квадрата;

z – відстань між двома горизонталями в плані.

Згідно формулою (3.1) визначаємо чорні відмітки вершин усіх інших квадратів

А: H₁=100.08м H₂=100.04м H₃=100.13м H₄=100.29м H₅=100.47м

Б: H₁=99.9м H₂=100.05м H₃=100.19м H₄=100.31м H₅=100.47м

В: H₁=99.94 м H₂=100.07м H₃=100.2м H₄=100.34м H₅=100.48м

Г: H₁=100.00м H₂=100.14м H₃=100.24м H₄=100.36м H₅=100.48м

Д: H₁=99.42м H₂=99.50м H₃=100.13м H₄=100.34м H₅=100.61м

Е: H₁=100.27 м H₂=100.42м H₃=100.55м H₄=100.66м H₅=101.00м

Проектні позначки кутів ділянки обчислюємо за формулою:

(3.2)

i₁=0,005

i₂=0,002

Н_ср=100.2

Користуючись формулою знаходимо червоні відмітки вершин квадратів

А: H₁=99.59 м H₂=99.77м H₃=99.95м H₄=100.13м H₅=100.31м

Б: H₁=99.69м H₂=99.87м H₃=100.05м H₄=100.23м H₅=100.41м

В: H₁=99.79 м H₂=99.97м H₃=100.15м H₄=100.33м H₅=100.51м

Г: H₁=99.89м H₂=100.07м H₃=100.25м H₄=100.43м H₅=100.61м

Д: H₁=99.99м H₂=100.17м H₃=100.35м H₄=100.53м H₅=100.71м

Е: H₁=100.09м H₂=100.27м H₃=100.45м H₄=100.63м H₅=100.81м

Робочі позначки кутів ділянки обчислюємо за формулою:

_(3.3)

H_пр - проектна позначка, м,

H_ч-чорна позначка, м.

Отримані значення h_p зі знаком “-” вказують на виїмку, “+”-на насип(значення робочих відміток вказані на рисунку в додатку )

Розробка земляних споруд під фундамент

Для даної споруди розробляємо котлаван під фундамент підвальної частини, глибиною 3,95м та траншеї для решти фунндаментних конструкцій споруди глибиною 1м.

Грунт – пісок, максимальна крутизна укосу 1:1.

Розміри котловану: по дну – 11.2х19.2м; по верху – 19.1х27.1м

Розміри траншей: по дну – 2.2м; по верху – 3.2м

Для визначення об′єму котловану і таншей розбиваю споруду на окремі об′єми, які підраховуються за формулами:

Кутовий, типу чотирьохгранної піраміди :

(3.4 )

Кутовий, типу призматоїда:

(3.5)

Боковий, типу призматоїда:

(3.6)

де - робочі відмітки кутів котловану та траншей

- коефіцієнт укосу котловану та траншей

Виконавши обрахунки за формулами (3.5), (3.6), (3.7) загальний обєм котловану становить:

(м ³).

Загальний обєм земляних робіт становить:

(3.7)

Визначаємо об’єм ґрунту ручної доробки.

Товщина ґрунту недобору _нед= 0,25 м

(3.8)

Об’єм ґрунту ручної доробки:

== 754,3∙0,25 = 188,6 (м³) (3.9)

Визначаємо об’єм вивозки ґрунту:

(3.10)

Визначаємо об’єм привозки ґрунту:

(3.11)

Визначаємо об’єм планування укосів

V_пл.ук.=945,41 м³

Визначення об’ємів опалубних, арматурних та бетонних робіт

Площа опалубки для фундаментів:

∑ F =671,2м² – загальна площа опалубки всіх фундаментів.

б) Арматура

Вага сітки для фундаментів і каркасів:

Так як арматура займає 20-30% бетону,то

∑М=∑ V ∙ρ∙0,25=190,7т (3.12)

в) Бетон

Загальний об’єм бетону у всіх фундаментах:

∑ V=317,8 м³

3.1.3Вибір засобів комплексно- механізованого процесу та методів виконання робіт

Раціональність та економічність процесу будівництва забезпечується оптимальним вибором методів виконання робіт та засобів комплексної механізації.

Вибір методу потребує встановлення необхідних видів робіт для реалізації проекту.

Земляні роботи включають слідуючі технологічні процеси: розбивку котловану, розробку ґрунту, його транспортування, планування відкосів котловану, зворотню засипку грунту і ущільнення ґрунту.

Бетонні роботи складаються з таких технологічних процесів як: встановлення опалубки та арматури, бетонування, розпалублення конструкції фундаментів після набирання бетоном проектної міцності.