Схемы армирования железобетонных балок: а) отгибами продольной арматуры на опорах: б) поперечными стержнями (хомутами) на приопорных участках: 1 — нормальное сечение; 2 — наклонное сечение;

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 растянутой и сжатой арматуры (табл.6.5 ):

1. = 365 МПа;/;, =365 МПа

3. Минимальный размер защитного слоя находим по таблице 11.4. с=30

мм.

4. Определяем рабочую высоту балки:

d = h-c = 500 - 30 = 470мм

5. Находим эффективную высоту сжатой зоны бетоны исходя из условия:

fyd ' Al ^{= а} ’ fed ’ ’ X_eff + f_yd * A_s2

тл fyd ^sl fyd ^s2

^eff~ a-f •b

^u Jed ^uw

Определяем площадь сечения сжатой и растянутой арматуры по сортаменту

A_sl = 982мм²\ A_{s 2} = \51мм²

365-982-365-157

Хгг = = 15,3мм

^ff 1-20-200

6. Проверяем условие постановки арматуры в сечении:

4. = 0,542 75,3 <0,542-470

75,3мм < 254,1мм

7. Находим несущую способность железобетонной балки:

^MRd=^a ■ fed ■ К ■ X_eff(d-^-) + ■ A_s2(d-_Cl)

М_м = 1 • 20 • 200 • 73,3(470 - + 365 -157(470 - 30) =

= 155438020// • мм —155,4кН • м Несущая способность балки M_Rd -155,4кН • м

27. Дать определение понятию «предельные состояния». Назвать группы предельных состояний.

Подобрать армирование центрально сжатой железобетонный монолитной колонны расчетной высотой h⁼hfr 2,7 м. Размеры поперечного сечения колонны 300x300 мм, бетон класса С30/37. Нагрузка, действующая на колонну Nsd ⁼ 1950 кН. Для армирования колонны применяется горячекатаная сталь класса S400.

ОТВЕТ

Предельными называются такие состояния для здания, сооружения, а также основания или отдельных конструкций, при которых они перестают удовлетворять заданным эксплуатационным требованиям, а также требованиям, заданным при их возведении.

Предельные состояния конструкций (зданий) подразделяются на две группы:

• первая группа — по потере несущей способности или непригодности к эксплуатации. Говоря проще, состояния, относящиеся к этой группе, считаются предельными, если в конструкции наступило опасное напряженно-деформированное состояние; в худшем случае, если она по этим причинам разрушилась;

• вторая группа — по непригодности к нормальной эксплуатации. Нормальной называется такая эксплуатация здания или его конструкции, которая осуществляется в соответствии с предусмотренными в нормах или заданиях на проектирование технологическими или бытовыми условиями. Другими словами, возможны случаи, когда конструкция не потеряла несущей способности, т.е. удовлетворяет требованиям первой группы предельных состояний, но ее деформации (например, прогибы или трещины) таковы, что нарушают технологический процесс или нормальные условия нахождения людей в помещении.

Задача

fck

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

Гс

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

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

fyd =365 МПа

2. Случайный эксцентриситет принимаем максимальным из следующих значений:

f Li ^h in 1 [2700 . _с 300 ]

е_п = тах< ——; —; 10мм> = < = 4,5мм; = 10мм; 10мм>

[600 30 J [ 600 30 J

е_а = Юлш

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

^ ⁼ ^^eff/h ⁼ ^^300 ⁼ ^ ^{И е}Ук “ Ю / 300 = 0,033 по табл. 7.2 находим (р=0,92.

4. Расчет армирования колонны со случайным эксцентриситетом производим из условия

Nsd — ^Rd =<р-(а-f_cd • А_с + f_yd • A_sj_ot)

Требуемая площадь сечения арматуры

--<*■ fed'А

^Аио< > — 7

J yd

где A_c=b- h - площадь сечения сжатого бетона.

1950-Ю³

—1-20-300-300

0 92 ?

А. > ’ = 875мм¹

s Jot

365

2

5. По сортаменту подбираем 4018; ^₅₁=1018лш S400 симметрично

располагаемых в сечении.

29. Назвать следующие характеристики стали: R_w ; R_y; R_un\ R_u. Объяснить каким образом устанавливаются нормативные и расчетные сопротивления стали.

Определить ширину соединяемых элементов / из учета обеспечения прочности стыкового сварного шва. Растягивающая сила N= 90 кН (у_с = 1,0). Сварка ручная электродуговая с визуальным контролем качества шва. Соединяемые листы из стали С245, толщиной / = 10 мм.

ОТВЕТ

R_y - расчетное сопротивление стали растяжению, сжатию, изгибу по пределу текучести;

R_yn - предел текучести стали, принимаемый равным значению предела текучести с>_т по государственным стандартам и техническим условиям на сталь;

r_u - расчетное сопротивление стали растяжению, сжатию, изгибу по временному сопротивлению;

R_un - временное сопротивление стали разрыву, принимаемое равным минимальному значению ^а_в по государственным стандартам и техническим условиям на сталь;

Для металлов нормативные сопротивления устанавливают по значениям предела текучести R =а_у и временного сопротивления R_un = а_и в

соответствии с государственными стандартами и техническими условиями. При изготовлении сталей и алюминиевых сплавов пределы текучести и прочности контролируют выборочно, поэтому случайные отклонения этих характеристик учитывают с помощью коэффициента надежности по материалу. Его устанавливают на основе статистической обработки результатов испытаний, у_т = 1,025...1,15.

Расчетные сопротивления устанавливают, деля нормативные сопротивления на коэффициенты надежности по материалу. Расчетные сопротивления различают по пределу текучести R = R / у_т и временному

сопротивлению R_u = R_m /у_т.

Задача

Из общего условия прочности стыковых швов определяем расчетную длину шва:

N N

a = — <R • у —>/ >

W . т м/с W

Ширина соединяемых элементов равна: l=l_w+2t (с учетом непровара и кратера шва)

^^=0,85 R_y (т.к сварка с визуальным контролем качества шва).

R_y- расчетное сопротивление стали по пределу текучести определяем по таблице 51* R_y = 240 МПа

R_wy = 0,85-240=204 МПа

90 • 10³

L = = 44,2 мм

^w 204-1-10

Ширина элемента /=44,2+2-10=64,2 мм

Окончательно принимаем ширину - 65 мм.

30. Назвать типы поперечных сечений клееных деревянных балок, представленных на рисунке. Объяснить преимущества клееных соединений деревянных конструкций.

Подобрать квадратное сечение деревянной балки перекрытия жилого дома, выполненной из цельной древесины. Класс условий эксплуатации - 3. Материал балки - пихта 1 сорта. Расчетная длина балки - l_d = 4,28 м. Нагрузка на погонный метр балки: q_d = 4,5 кН/м (постоянная). Выполнить проверку прочности принятого сечения на скалывание.