5.5 Расчет подколонника

Рис. 5.4 – К расчёту подколонника.

Расчетные усилия: ; .

Сетки устанавливаем для предотвращения раскалывания подколонника. Определяем значение расчетного эксцентриситета:

.

Так как , то

Условие прочности для сеток имеет вид:

Откуда требуемая площадь сеток составит :

где

По конструктивным соображениям требуемая площадь сеток должна быть не менее 0,04% от площади бетонного сечения . Тогда требуемая площадь арматуры составит .

Окончательно принимаем сетки 78 S240 ( ).

Продольную арматуру подколонника рассчитываем по схеме внецентренно сжатого элемента коробчатого сечения. Армирование делается симметричным.

Определим требуемую площадь арматуры:

где ;

- статический момент половины площади бетонного сечения относительно центра тяжести нейтральной оси.

.

По конструктивным соображениям требуемая площадь арматуры должна быть не менее 0,15% от площади бетонного сечения . Тогда требуемая площадь арматуры составит:

.

Окончательно принимаем арматуру 712 S500 ( ) с шагом s = 290 мм.

По длинной стороне арматуру назначаем конструктивно:

Принимаем арматуру 512 S500 ( ) с шагом s = 290 мм.

Рис. 5.5 – Схема размещения продольной арматуры.

6. Расчет и конструирование безраскосной фермы

Исходные данные

Ферма:

Пролет 28.1 м

Шаг ферм 12.4 м

Покрытие из крупнопанельных плит размером 3.5×6.2

Все элементы фермы изготавливаются из тяжёлого бетона класса

В расчетное сопротивление бетона следует вводить коэффициент , учитывающий длительное действие нагрузки и неблагоприятный способ ее приложения

Применяемая арматура

Напрягаемая – канатная S1400

Ненапрягаемая – S500

Подбор нагрузок на ферму. Геометрические размеры и поперечные сечения элементов

Номинальный пролет фермы

Конструктивный пролет

Расчетный пролет

Расстояние между фермами

Высота фермы

Нагрузка на ферму от покрытия:

Расчетное значение постоянной нагрузки

Собственная масса фермы

Снеговая нагрузка

Узловая постоянная нагрузка на ферму:

Нормативное значение

Расчетное значение

Узловая временная нагрузка на ферму:

Нормативное значение

Расчетное значение

Определение усилий в элементах фермы

Значение узловых нагрузок для определения расчетных сочетаний усилий:

1. При расчете по предельным состояниям первой группы

2. При расчете по предельным состояниям второй группы

Усилия в элементах фермы определяем с помощью вычислительного комплекса «Rudaga».

Результаты расчета приведены в таблице

А)

Б)

В)

Рис. 6.1. Эпюры усилий в элементах фермы основного сочетания нагрузкок А) изгибающих моментов, Б) продольных сил, В) поперечных сил

Таблица 6.1 - Расчетные усилия в элементах фермы основного сочетания нагрузок

Таблица 6.2 – Определение расчетных сочетаний усилий

Элемент фермы	Номера стержней	h, м	r=1/6h, м	Msd	Nsd	Mr
Верхний пояс	1, 8	0,3	0,05	-3,9	-2016,8	608,9
	2, 7			-75,6	-2004,9	677,1
	3, 6			33,8	-2016,6	638,8
	4, 5			15,8	-2012,1	619,4
Нижний пояс	9, 16	0,3	0,05	-3,4	1823,0	550,3
	10, 15			-77,4	1920,2	653,4
	11, 14			34,2	1985,6	629,8
	12, 13			15,9	2008,7	618,5
Стойки	17, 23	0,3	0,05	-73,4	38,5	84,9
	18, 22			-82,3	-20,9	88,5
	19, 21			-35,9	-11,9	39,5
	20			0,0	-9,9	3,0

Расчет элементов фермы

Расчет верхнего пояса фермы

Расчет производим по максимальным расчетным сочетаниям усилий

Длина панели

Эксцентреситет

Усилия от длительно действующей нагрузки:

Расчет в плоскости изгиба

Радиус инерции сечения

необходимо учесть влияние прогиба на эксцентриситет продольной силы

– величина случайного эксцентриситета, принимаемая большая из величин

Принимаем

Тогда

Условная критическая сила:

Но не менее

- для элементов без предварительного напряжения

Коэффициент приведения:

Момент инерции площади сечения арматуры относительно центра тяжести сечения элемента при первоначально принятом коэффициенте продольного армирования :

Коэффициент, учитывающий влияние прогиба на величину эксцентриситета:

Полный эксцентриситет с учетом влияния гибкости составляет:

Расчетный изгибающий момент продольной силы относительно центра тяжести растянутой арматуры:

Предполагаем, что сечение находится в области деформировании 2 ( ).

Определяем для симметричного армирования величину высоты сжатой зоны:

Поскольку , т.е. сечение находится в области деформирования 3 и коэффициенты и .

Уточняем величину

Находим площадь сжатой арматуры при найденном , соответствующей нижней границе поиска требуемой площади

Находим площадь сжатой арматуры, соответствующей верхней границе поиска требуемой площади,

При гибкости минимальная площадь как сжатой, так и растянутой арматуры:

Принимаем армирование

Для соблюдения защитных слоев уточняем размеры сечения пояса

Уточняем коэффициент :

Относительная высота сжатой зоны:

Величина относительной деформации:

Величина коэффициента :

Требуемое количество растянутой арматуры:

Принимаем армирование

Коэффициент продольного армирования:

Расчет из плоскости изгиба

Величина эксцентриситета принимается большая из величин:

Прочность сечения из плоскости изгиба обеспечена.

Расчет на действие поперечной силы

Максимальная расчетная поперечная сила:

Условие выполняется, расчет поперечной арматуры не производится и поперечная арматура устанавливается конструктивно. Принимаем

Расчет нижнего пояса фермы

Расчет по предельным состояниям первой группы

Максимальные расчетные усилия в нижнем поясе в стержне №15. Расчет производим для двух расчетных сечений:

1. 

2. 

Рабочая высота сечения:

Размеры сечения:

Сечение 1

Имеет месть случай малых эксцентриситетов внецентренно растянутого элемента

Площадь арматуры из конструктивного минимума:

Принимаем

Сечение 2

Имеет месть случай малых эксцентриситетов внецентренно растянутого элемента

Площадь арматуры из конструктивного минимума:

Расстояние от точки приложения усилия предварительного обжатия до центра тяжести бетонного сечения:

Принимаем

Суммарная площадь напрягаемой арматуры:

Подсчет потерь усилия предварительного напряжения в напрягаемой арматуре

При механическом способе натяжения арматуры:

Для канатной арматуры:

Принимаем

Первые потери

Потери от релаксации напряжений арматуры

Потери от температурного перепада

Потери от деформации анкеров при натяжении на упоры

– смещение канатов в инвентарных зажимах

Потери, вызванные упругой деформацией бетона

– начальное значение усилия предварительного напряжения (без учета потерь).

Усилие предварительного обжатия должно удовлетворять условию:

– условие выполняется

Вторые потери

Реологические потери

Среднее значение усилия предварительного обжатия должно удовлетворять условиям:

Условия выполняются

Расчет стойки

Расчет в плоскости изгиба

Расчетная длина стойки:

Радиус инерции:

– влияние прогиба на эксцентриситет продольной силы можно не учитывать.

Расчетный изгибающий момент относительно центра тяжести растянутой арматуры:

– имеет место случай больших эксцентриситетов

Определяем величину относительного изгибающего момента:

Принимаем

Принимаем арматуру в сжатой и растянутой зонах

Расчет из плоскости изгиба

Прочность сечения из плоскости изгиба обеспечивается.

Расчет на действие поперечной силы

Максимальная расчетная поперечная сила:

Необходимо поперечную арматуру устанавливать по расчету

Назначаем шаг

Продольные деформации в растянутой арматуре:

Касательные напряжения в рассматриваемом сечении:

Главные растягивающие напряжения:

Принимаем арматуру

Список использованных литературных источников.

1. СНБ 5.03.01 –02. Бетонные и железобетонные конструкции. Министерство архитектуры

и строительства Республики Беларусь, Минск 2002г.

2. Железобетонные конструкции. Основы теории расчета и конструирования. Учебное пособие для студентов строительных специальностей под редакцией проф. Пецольд Т.М., проф. Тур В.В. – Брест, БНТУ, 2003г.-380с., с илл.

3. Железобетонные конструкции. Курсовое и дипломное проектирование. Под редакцией доктора технических наук, профессора А. Я. Барашикова. – К. : Вища шк. Головное издательство, 1987. – 416 с.

4. СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений: Утв. Гос. ком. СССР по делам строительства. - М.: Госстрой СССР, 1984. – 125с.

5. Железобетонные конструкции. Общий курс. В.Н.Байков, Э.Е.Сигалов. Учебник для вузов.- 5 изд., переработанное и дополненное.- М. Стойиздат, 1991.- 767с.: ил.