Курсовая работа ЖБК_1_до
.pdf
61
8.3. Расчет и конструирование главной балки
8.3.1. Расчетные пролеты и нагрузки
Расчет главной балки производится для перекрытия, изображенного на рис.2. Расчетная схема главной балки составляется в соответствии с по-
ложениями главы 2 и величина расчетных пролетов совпадает с осевыми размерами. В соответствии с конструктивной схемой перекрытия главная балка загружается сосредоточенными силами в местах опирания на нее второстепенных балок (собственный вес перекрытия принимается в соот-
ветствии с табл.4).
Нагрузки на главную балку составят:
-постоянная нагрузка
G=(gpl*lpl*lsb+ bsb*(hsb-hpl)*lsb* * f +bmb*(hvb- hpl)*lpl* * f) n= =(4,547*2,2*6,4+0,25*(0,5-0,08)*6,4*25*1,1+0,35*(0,8-
0,08)*2,2*25*1,1)*0,95=92,86 кН
-временная нагрузка
V=v* lpl*lsb* f* n=15*2,2*6,4*1,2*0,95=220,7 кН.
Расчетная схема приведена на рис.12.
8.3.2. Статический расчет главной балки
Статический расчет выполняется в табличной форме с применением таблиц гл.2
62
63
Рис.13. К расчету на отрыв
64
65
66
67
8.3.3. Конструктивный расчет нормальных сечений главной балки
(подбор арматуры)
Размеры поперечного сечения балки (принятые на стадии компо-
новки):
h=80см, b=35cм, h’f=8см,
для участков балки, где действуют положительные изгибающие моменты, за расчетное принимают тавровое сечение с полкой в сжатой зо-
не. Вводимую в расчет ширину сжатой полки b’f принимают согласно п.3.16. [1] из условия, что ширина свеса в каждую сторону от ребра должна быть не более ? пролета плиты.
b’f-=lmb/3+bmb=6,6/3+0,35=2,55м.
Уточняем высоту сечения второстепенной балки по опорному изги-
бающему моменту Мbгр =-400000 Н*м при =0,35 для обеспечения целесо-
образного распределения внутренних усилий за счет пластических дефор-
маций бетона и арматуры и ограничения ширины раскрытия трещин в зоне пластических деформаций.
Требуемую высоту сечения балки определяем как для прямоуголь-
ного сечения с шириной b=35см, так как для опорного сечения полка будет находится в растянутой зоне:
hтр |
|
Mbгр |
|
400 |
0.718м=72см, |
|
|
|
|||
0 |
Rb |
b2 b m |
|
8500 0.9 0,35 0.289 |
|
|
|
|
Окончательно высоту второстепенной балки принимаем: hmb=htp0+а(hpl) =72+8=80см.
Определяем требуемую площадь сечения продольной арматуры:
-сечение в первом пролете при ho=hmb-a=800-20-12-50/2=743мм. и
положительном изгибающем моменте М1=570,5 кН*м. Положение грани-
цы сжатой зоны бетона определим из условия:
М b2*Rb*b’f*h’f*(ho-0.5*h’f)
570,5 0.9*8500*2,55*0.08*(0.743-0.04)=1097,10 кН*м,
68
условие выполняется, следовательно, граница сжатой зоны бетона проходит в полке и расчет производим как для прямоугольного сечения шириной b’f=255см.
m=M1/(Rb b2 b’f h02)= 57050000/(850 0.9 255 74,32)=0,053
по табл. 3.1 стр.140 [3], =0,06, =0,97
Аs=М1/(Rs h0 )=57050000/(36500 74,3 0.97)=21,68см2.
Принимаем 4 18 А-III с Аs=10,18см2, 2 22 А-III с Аs=7,6см2, 2
16 А-III с Аs=4,02см2 запас – 0,5%.
-сечение в среднем пролете при положительном изгибающем мо-
менте М2=351390 Н*м. <М1=570500Н*м, следовательно граница сжатой зоны бетона проходит в полке и расчет производим как для прямоугольно-
го сечения шириной b’f=255см.
m=M2/(Rb b2 b’f h02)= 35139000/(850 0.9 255 74,32)=0,033
по табл. 3.1 стр.140 [3], =0,033, =0,983
Аs=М1/(Rs h0 )=35139000/(36500 74,3 0.983)=13,28см2.
Принимаем 4 18 А-III с Аs=10,18см2, 2 16 А-III с Аs=4,02см2 за-
пас – 6,9%.
На отрицательные пролетные и опорные моменты балка работает с полкой в растянутой зоне, поэтому рассчитываем как прямоугольное сече-
ние с шириной b=35cм.
-сечение на первой промежуточной опоре (опора В) при ho=hsb- a(hpl)=80-8=72см. и отрицательном изгибающем моменте Мbгр =-400000
Н*м.
m= Мbгр /(Rb b2 b h02)= 40000000/(850 0.9 35 722)=0,259
по табл. 3.1. стр.140 [3], =0,26, =0,87
Аs= Мbгр /(Rs h0 )=40000000/(36500 72 0.87)=17.49см2.
69
Принимаем 2 14 А-III с Аs=3,08см2, 6 16 А-III с Аs=12,06см2 , 2
18 А-III с Аs=5,09см2.
8.3.4. Расчет прочности главной балки по сечениям, наклонным к продольной оси
Рассматривается сечение на первой промежуточной опоре слева
Qb=397.29кН, (свесы тавра в растянутой зоне, не учитываются).
Для принятых размеров поперечного сечения задаемся диаметром,
шагом и количеством срезов хомутов в приопорной зоне (до первой сосре-
доточенной силы):
dw=6мм А-I (h=800мм), n=4 (b≥350), s=25cм (п.5.27 СНиП)
Интенсивность поперечных стержней составит: qsw=(Rsw*Аsw*n)/s=(18000*0.283*4)/25=815.04 Н/см.
qsw qsw,min=( b3 (1+ f+ n) Rbt b2 b)/2=
=(0.6*(1+0+0)*76,5*0.9*35)/2=722,92Н/см,
условие выполняется.
Максимально допустимый шаг поперечных стержней: smax=(0.75 b2 (1+ f+ n) Rbt b2 b h20)/Q=
=(0.75*2*1 *0.9*76,5*35*722)/397290=47,16см
Определяем проекцию наиболее невыгодной наклонной трещины
со= |
b2 (1 n f ) b2 Rbt b h02 |
|
|
2 (1) 0.9 76,5 35 722 |
|
=175см, |
|
qsw |
815,04 |
||||||
|
|
|
|
|
при этом с0 должно быть не менее h0=72см и не более 2h0=144см.
Проекцию наклонного сечения определим как наименьшую вели-
чину между со расстоянием от грани опоры до точки приложения первой силы lx=200см, т.е. с=175см.
-усилие воспринимаемое поперечными стержнями
Qsw=qsw*c0=815,04*144=117365,76Н
-усилие, воспринимаемое бетоном при с=с0
70
Qb=( b2 (1+ f+ n) Rbt b2 b h20)/c=
=(2*1*0.9*76,5*35*722)/175=142767Н.
Усилие, воспринимаемое отогнутыми стержнями определится:
Qs,inc=QВ-Qb-Qsw=397290-142767-117365=137158Н.
Необходимая по расчету площадь отогнутых стержней:
Аs,inc= Qs,inc / Rsw sin ,=137158/29000*0,7=6,75см2
Так как требуемая площадь стержней превышает площадь 2-х
стержней используемых в качестве продольной арматуры, производим увеличение интенсивности поперечных стержней за счет увеличения диа-
метра до 8мм.
Интенсивность поперечных стержней составит: qsw=(Rsw*Аsw*n)/s=(18000*0.503*4)/25=1448,6 Н/см.
Определяем проекцию наиболее невыгодной наклонной трещины
со= |
b2 (1 n f ) b2 Rbt b h02 |
|
|
2 (1) 0.9 76,5 35 722 |
|
=131,3см, |
|
qsw |
1448,6 |
||||||
|
|
|
|
|
при этом с0 должно быть не менее h0=72см и не более 2h0=144см.
-усилие воспринимаемое поперечными стержнями
Qsw=qsw*c0=1448,6*131,3=190201Н
Усилие, воспринимаемое отогнутыми стержнями определится:
Qs,inc=QВ-Qb-Qsw=397290-142767-190201=63313Н.
Необходимая по расчету площадь отогнутых стержней:
Аs,inc= Qs,inc / Rsw sin ,=63313/29000*0,7=3,16см2
В качестве отгибов используем 2 16 А-III с Аs=4.02cм2.
Далее в курсовой работе следует провести расчет поперечных стержней для других сечений главной балки с целью определения требуе-
мой площади отогнутых стержней.
8.3.5. Расчет на отрыв
Расчет на отрыв производим для зоны примыкания второстепенной балки к главной (расчетная схема см. рис.13)