3. Случайный эксцентриситет принимаем максимальным из следующих

значении:

fyd =365 МПа

е_а = 10 мм

4. Определяем гибкость колонны и необходимость учета влияния коэффициента продольного изгиба

^ ⁼ ^^eff/h ^{= 3}°%0 ⁼ ^ ^{И =} Ю / 300 = 0,033 по табл. 7.2 находим (р=0,92.

4. Общее условие прочности для центрально сжатых элементов:

5. Несущую способность колонны со случайным эксцентриситетом определяем по условию:

^NM=<p\a- f_d ■ А + f_yd ■ A_SJOI)

Площадь сечения арматуры по сортаменту

А,_ш = 804мм²

A_c=b- h - площадь сечения сжатого бетона.

N_Rd = 0,92 • (1 • 16,67 • 300 • 300 + 365 • 804) = 1650259,2Н = 1650,2кН

N_sd = 1950кН > N_Rd = 1650,2кН

Несущая способность центрально-сжатой колонны не обеспечена

22. Описать сущность железобетона. Раскрыть недостатки железобетона. Определить несущую способность центрально сжатой сборной железобетонный колонны расчетной высотой lo⁼l_eff ⁼ 3,3 м. Размеры поперечного сечения колонны 300x300 мм, класс бетона С30/37. Армирование колонны 4025 S400.

ОТВЕТ

Если растянутую зону сечения усилить с помощью стальных стержней, проволоки или прокатного профиля, обеспечив их совместную работу с бетоном, то при неизменных геометрических размерах балки можно значительно (в 15..20 раз) повысить ее несущую способность.Это связано с тем, что сталь имеет в десятки раз большее сопротивление растяжению, чем бетон. Поэтому основная идея объединения названных материалов в едином сечении заключена в том, чтобы максимально использовать бетон для восприятия сжимающих усилий, а арматуру - растягивающих.

Недостатки железобетона:

1. большая плотность железобетона и как следствие большой удельный вес конструкций;

2. высокая тепло- и звукопроводность;

3. появление трещин вследствие усадки и силовых воздействий;

Задача

f

1. Определяем расчетное сопротивление бетона сжатию f_cd = ——. f_ck -

Ус

нормативное сопротивление бетона сжатию (табл. 6.1 ), у_с- частный коэффициент безопасности по бетону (пункт 6.1.2.11 у_с-1,5)

/_с,=^ = 20МПа

2. Определяем расчетное сопротивление арматуры (табл.6.5 ):

/,,=365 МПа

3. Случайный эксцентриситет принимаем максимальным из следующих значений:

\l_col h _1Л 1 [3300 300 _1А

е„ =тах<——; —; 10мм> = < = 5,5мм; = 10мм\ Юлш

[600 30 J [ 600 30

е_а = Юлш

4. Определяем гибкость колонны и необходимость учета влияния коэффициента продольного изгиба

^ ⁼ ^^ff/h ⁼ ^^300 ⁼ ^ ^{и е}Ук ⁼ = 0,033 по табл. 7.2 находим

^=0,915.

5. Несущую способность колонны со случайным эксцентриситетом определяем по условию:

^NM=<p\a- fa ■ А + f_yd ■ A_SJOI)

Площадь сечения арматуры по сортаменту

А,10, = 1963ММ²

A_c=b- h - площадь сечения сжатого бетона.

N_Rd = 0,915 • (1 • 20 • 300 • 300 + 365 • 1963) = 2302592Я = 2302,6кН Несущая способность центрально-сжатой колонны N_Rd = 2306,5к//

25. Дать название видов деревянных стоек, изображенных на рисунке. Раскрыть область применения деревянных стоек.

Проверить устойчивость деревянной стойки выполненной из цельного бревна диаметром D = 20 см, расчетной длиной l_d = 3,0 м. Материал стойки - ель 2-го сорта. Расчетное усилие, действующее на стойку Nd ⁼ 440 кН (постоянная). Класс условий эксплуатации - 1.

б)

а)

Y				//				Y
гО								гО

П

hi

Рисунок 1 - Виды деревянных стоек

ОТВЕТ

а - составная стойка с прокладками; б - составная стойка без прокладок.

Областью применения деревянных стоек являются здания с несущими деревянными конструкциями покрытия индустриального изготовления (балки, фермы). Но объем применения деревянных стоек невелик, что объясняется сложностью узла крепления стойки и железобетонного фундамента. Чаще применяют клееные деревянные колонны, реже составные из брусьев.

Задача

Устойчивость центрально-сжатых элементов рассчитывается по формуле:

Zfc

c.O.d.

N.

АгК

Находим площадь поперечного сечения стойки

_A E^Lj^-200² _=ЗШ0мм2

4 4

Определяем гибкость элемента:

_{л =} к ₌ —к—= ³⁰⁰⁰ = 60

1. 0,25 D 0,25-200

л < л_ы

60<70 Я

= 0,712

к=1-с

vlOOy

Определяем расчётное сопротивление древесины сжатию.

f_c,._d = f_c,._d-k_mod=\6-0,8 = 12,ШПа

440-10³

<12.8

0,712-31000

19. бМПа >12, ЪМПа Устойчивость стойки не обеспечивается.

26. Перечислить основные типы балочных площадок. Указать элементы балочных клеток представленных на рисунке.

Подобрать сечение балки перекрытия крытого рынка. Балка выполнена из прокатного швеллера (сталь С275). Расчетный пролет балки 1^= 3,15 м. Расчетная равномерно распределенная нагрузка на балку - q = 59 кН/м. Коэффициент условий работы у_с=0,9. Выполнить проверку прочности балки по касательным напряжениям.

6 1 2 5

ОТВЕТ

а - балочная клетка упрощенного типа; б - нормального типа; в - усложненного типа.

1. - настил; 2 - балки настила; 3 - вспомогательные (второстепенные) балки; 4 - главные балки; 5 - колонны.

Задача

Из условия прочности по нормальным напряжениям определяем момент сопротивления сечения:

й^гУ\7\7\7^ 13

лЛ.Ш.т 14

Q-s, 19

6 22

6 22

b = tfw = ^/з -1,3 - 10^б = 158мм 22

w^b 22

2 2 _с Ah 160-320 320 _{опг1п6 3} 22

⁷s„p ^Ь 24

8 8 24

f 28

f 30

f 32

±Т 33

ГЯ7 35

^/а'⁼г!^{=1б,б7мпа} 44

\ Кы_. А. 44

f 52

¹*щ= — = = 2,6-10 мм 62

2,6-10*-200 62

Проверку подобранного сечения выполняем по касательным напряжениям:

0-^<R ■у I_x.t ^{s с}

Определяем расчетные усилия, действующие в сечении:

_{м =} ЯЛй_₌ 59-³Д5 _=7318кНм 8 8

q ₌ чЛя_₌ 59JU5 ₌₉₂ 9кн

1. 2

Расчетное сопротивление стали по пределу текучести R_y=210 МПа; расчетное сопротивление сдвигу 7^=0,587^=0,58 • 270 = 156,6 МПа. Вычисляем:

73,18-10 ₌₃₀₁₁5_2лш³ ₌ 30115см³ 270-0,9

По сортаменту прокатных профилей подбираем, швеллер №27 со следующими геометрическими характеристиками сечения:

3 4 3

W_x=308 см ; 1_Х=4160 см ; S_x=178 см ; толщина стенки швеллера (У) /=6мм.

Выполняем проверку сечения по касательным напряжениям:

92.29-Ю³-178-Ю³

<156.6-0.9

4160-Ю⁴-6 65 Я МП а < 140,94МПа прочность по касательным напряжениям обеспечена. Окончательно принимаем сечение балки из швеллера № 27.

27. Дать определение понятию «сечение с двойным армированием». Назвать сечения железобетонных балок, показанные на рисунке 1.

Найти несущую способность железобетонной балки перекрытия. Сечение балки прямоугольное b_wx h = 200x500 мм; бетон класса С30/37. Класс среды по условиям эксплуатации ХС4. Армирование изображено на рисунке 2.

20 10 S400

ОТВЕТ

Сечения балок называются сечениями с двойным армированием при наличии расчетной арматуры в сжатой зоне бетона.

Необходимость постановки расчетной арматуры в сжатой зоне бетона возникает в случае, если бетон сжатой зоны не выдерживает приходящихся на него сжимающих напряжений, а увеличивать размеры сечения элемента или прочность бетона по каким-либо причинам нельзя