9. Расчёт по предельным состояниям второй группы

1. Расчёт по образованию трещин, нормальных к оси балки

В этом расчёте следует проверить трещиностойкость балки при действии эксплуатационных нагрузок (при ) и при отпуске натяжения арматуры.

При действии эксплуатационных нагрузок

Равнодействующая усилий обжатия бетона с учётом всех потерь:

• при : ;

• при : .

Эксцентриситет равнодействующей: .

Момент сил обжатия относительно верхней ядровой точки:

.

Момент, воспринимаемый сечением балки в стадии эксплуатации непосредственно перед образованием трещин в нижней части:

поэтому расчёт на раскрытие трещин можно не производить.

При отпуске натяжения арматуры

Усилие обжатия бетона при :

.

Момент сил обжатия относительно верхней ядровой точки:

.

Момент усилия относительно нижней ядровой точки:

поэтому трещин в верхней зоне балки при не образуется.

При : ;

;

следовательно, и при в верхней зоне трещин не появится.

2. Расчёт по образованию наклонных трещин

За расчётное принимаю сечение 2-2, в котором сечение стенки уменьшается с 30 до 10 см. Высота балки на расстоянии 1 м от опоры при уклоне 1:12 равна .

Поперечная сила от расчётной нагрузки в сечении 2-2:

.

Геометрические характеристики сечения 2-2 балки:

• площадь приведённого сечения:

;

• статический момент приведённого сечения относительно нижней грани:

• расстояние от центра тяжести приведённого сечения

до нижней грани:

; то же, до верхней грани: ;

• момент инерции приведённого сечения относительно центра тяжести сечения:

• статический момент верхней части приведённого сечения балки

относительно центра тяжести: .

Скалывающие напряжения на уровне центра тяжести сечения:

.

Напряжение на бетоне на уровне центра тяжести от усилия обжатия при :

.

Поскольку напрягаемой поперечной и отогнутой арматуры нет, то . Момент у грани опоры принимаю равным нулю.

Главные растягивающие и сжимающие напряжения определяю по формулам:

,

где приняты со знаком минус, т. к. напряжения сжимающие;

,

где , поэтому принимаю .

.

4. Расчёт рамы поперечника здания

В данном разделе курсовой работы необходимо произвести расчёт поперечника здания, который представляет собой плоскую раму, образованную колоннами, защемлёнными в фундаменте, и ригелем, шарнирно опирающимся на колонны.

Верх колонн – на отметке +12,050 м. Полная высота колонн с учётом заглубления ниже отметки пола на 1 м равна , высота надкрановой части колонны . Подкрановые балки – железобетонные, высотой 1,5м. Головка кранового рельса - на отметке +8,69 м. Привязка колонн к разбивочным осям – 250 мм от наружной грани колонны. Грунты – суглинок с коэффициентом пористости и показателем текучести . Район строительства – г. Орел

4. 1. Определение нагрузок, действующих на раму

Нагрузки, действующие на раму:

• длительно действующие – от собственного веса покрытия, стеновых панелей, балки, заполнения оконных проёмов и собственного веса колонны;

• кратковременные – снеговая, крановая, ветровая.

Для подсчёта собственного веса колонн предварительно принимаю размеры сечений, аналогичные типовым:

- в надкрановой части ;

- в подкрановой части , .

Моменты инерции сечения колонн:

- верхняя часть: ;

- нижняя часть: .

Отношение .

Относительная жёсткость колонн рамы: - для надкрановой части; - для подкрановой части.