Курсач стр. конструкции

туры производят по требуемой площади Аs c использованием сортамента. Армирование ребер плиты должно быть симметричным. В каждом ребре плиты можно разместить по одному или по два стержня продольной арматуры. При большом количестве стержней уменьшается рабочая высота сечения d. Площадь стержней не должна превышать требуемую площадь более чем на 5 %.

При расчете элементов, имеющих полку в сжатой зоне сечения, следует ограничивать значение ее расчетной ширины bf из условия, что

размер свеса полки в каждую сторону от ребра должен быть не более 1/6 пролета элемента и не более:

– при наличии поперечных ребер или при hf 0,1h – половины рас-

стояния в свету между продольными ребрами;

– при отсутствии поперечных ребер или при расстоянии между ними большем, чем расстояние между продольными ребрами, и при hf < 0,1h – 6 hf .

Различают два расчетных случая элементов таврового сечения в зависимости от положения нижней границы сжатой зоны: в пределах полки и в ребре. Расчетный случай может быть установлен проверкой условия

МSd М f fcd bf hf d hf / 2 , (3.1)

где М f – момент, который может воспринять бетон сжатой полки от-

носительно растянутой арматуры.

Если это условие выполняется, граница сжатой зоны проходит в полке. В этом случае сечение рассчитывается как прямоугольное с размерами сечения h×b′f. При обратном неравенстве она проходит в ребре.

Вэтом случае сечение рассчитывается как тавровое.

Вприведенной формуле d – рабочая высота сечения – расстояние от

крайней сжатой грани бетона до центра тяжести растянутой рабочей продольнойарматуры, d = h – c (предварительноможнопринятьс= 30...50 мм).

Определение требуемой площади рабочей продольной арматуры производят с учетом установленного расчетного случая.

Первый случай – нижняя граница сжатой зоны бетона проходит в полке.

Расчет производим по алгоритму, приведенному в таблице 3.1.

21

Т а б л и ц а 3.1 – Определение площади сечения арматуры в изгибаемых элемен-

тах прямоугольного сечения по методу предельных усилий

7m 1

2

Пример расчета (первый случай)

В приведенных расчетах продольного ребра: класс бетона С16/20, fcd = 10,67 МПа, класс арматуры S400, fуd = 365 МПа, класс по условиям

эксплуатации ХС1; расчетная ширина полки bf 1470 мм, с = 40 мм,

h = 400 мм, d = h – с= 400 – 40 = 360 мм.

Изгибающий момент в продольном ребре плиты МSd = 116,98 кН м. Несущую способность полки определим по формуле (3.1):

22

М f 310,56 кН м > МSd = 116,98 кН м, следовательно, граница сжа-

той зоны проходит в полке, сечение рассчитываем как прямоугольное по алгоритму таблицы 3.1:

Предельное значение относительной высоты сжатой зоны бетона:

kc 0,008 fcd 0,85 0,008 10,67 0,765 ;

lim .

Требуемая площадь арматуры

Принимаем 4 18 мм, Аs = 10,17 см2 с расположением арматуры в два ряда (рисунок 3.1).

Рисунок 3.1 – Поперечное сечение плиты

с = сcov + + 25/2 = 20 + 18 + 12,5 = 50,5 мм; d = 400 – 50,5 = 349,5 мм = 0,350 м.

Проверяем несущую способность сечения:

Аs f yd 10,17 10 4 365 0,068 lim 0,626 ;fcd bf d 1 10,67 1,47 0,350

23

M Rd m fcd bf d 2 0,066 1 10,67 103 1,47 0,3502 124,44 кН м; M Rd 124,44 кН м > 116,98 кН м.

В т о р о й с л у ч а й – нижняя граница сжатой зоны бетона проходит в ребре.

Расчет производим по алгоритму, приведенному в таблице 3.2.

Т а б л и ц а 3.2 – Определение сечения арматуры в изгибаемых элементах тавро-

вого сечения по методу предельных усилий

7m 1

2

24

Пример расчета (второй случай)

В приведенных расчетах продольного ребра принято: полная расчетная нагрузка на ребро плиты qd = 59,70 кН/м2, изгибающий момент, возникающий в ребре плиты от полной расчетной нагрузки,

М f 310,56 кН м < МSd = 315,86 кН м, следовательно, граница сжа-

той зоны проходит в ребре, сечение рассчитываем как тавровое по алгоритму таблицы 3.2:

Предельное значение относительной высоты сжатой зоны бетона:

kc 0,008 fcd 0,85 0,008 10,67 0,765 ;

lim .

Требуемая площадь арматуры

25

Принимаем 4 32 мм, Аs = 32,17 см2 с расположением арматуры в два ряда (рисунок 3.2).

Рисунок 3.2 – Поперечное сечение плиты

с = сcov + + 25/2 = 32 + 32 + 12,5 = 76,5 мм; d = 400 – 76,5 = 323,5 мм = 0,324 м.

Проверяем несущую способность сечения:

32,17 10 4 365 106 1 10,67 106 (1,47 0,19) 0,06 1 10,67 106 0,19 0,324

0,540 lim 0,626 ;

M Rd 324,64 кН м > 315,86 кН м.

26

3.2 Расчет плиты на действие поперечной силы

Прочность наклонных сечений ребристой плиты на действие поперечной силы обеспечивается постановкой в ее ребрах поперечной арматуры (хомутов) (см. рисунок 2.4, поз. 2). Общий вид каркаса КР-1 продольных ребер представлен на рисунке 3.3.

Рисунок 3.3 – Общий вид каркаса КР-1 продольных ребер

Алгоритм подбора поперечной арматуры приведен в таблице 3.3. Вуказанном алгоритме задаются диаметром поперечных стержней sw, который по условиям сварки связан с диаметром продольных стержней s. При крестовом соединении двух стержней sw s/4, а трех стержнейsw s/2. По назначенному диаметру поперечных стержней определяется их шаг s, который не должен превышать шага по конструктивным требованиям и максимально допустимого шага smax, предотвращающего разрушениепонаклонномусечению, проходящемумеждусоседнимихомутами.

После определения шага поперечных стержней выполняется проверка прочности сечений.

В расчетно-графической работе выполняется подбор поперечной арматуры приопорных (левого и правого) и пролетного участков продольного ребра.

Т а б л и ц а 3.3 – Определение сечения и шага поперечной арматуры

27

15Если условия 11 и 14 не выполняются, то следует или увеличить диаметр хомутов, или уменьшить их шаг, или увеличить ширину ребер плиты, а затем снова выполнить расчет

28

2d = 0,70 м, Аs = 10,17 см2 (4 18 мм), bw = 0,19 м, бетон класса С16/20, fcd = 10,67 МПа, fctd = 0,87 МПа, Ecm = 3,1·105 МПа, класс арматуры S400,

fywd = 263 МПа, Es = 2·105 МПа, число ветвей n = 2, N = 0, с2 = 2, с3 = 0,6.

Задаемся диаметром поперечных стержней. По условиям сварки поперечной арматуры к продольным стержням 18 мм можно принять диаметр поперечной арматуры sw10 мм (Аs1 = 0,785 см2). При двух каркасах Аsw = 2 0,785 = 1,57см2.

Назначаем расстояние между поперечными стержнями вдоль ребра плиты (шагхомутов) s, учитываяследующие конструктивные требования:

а) приопорные участки ребра плиты длиной 1/4 пролета l40 5,454 1,36 м;

s h2 4002 200 мм, s 150 мм.

Принимаем наименьшее значение s1 150 мм;

б) на остальной части пролета:

s 34h 3 4004 300 мм, s 500 мм.

Принимаем наименьшее значение s2 300 мм.

Приопорный участок. Определяем усилие в хомутах на единицу длины элемента для приопорного участка:

где с3 = 0,6; N = 0.

29