Проектирование одноэтажного промышленного здания

Находим граничную относительную высоту сжатой зоны бетона по таблице:

- для арматуры класса Вр-II и бетона класса В35 .

Определяем положение границы сжатой зоны бетона:

Следовательно граница сжатой зоны бетона находится в пределах верхнего пояса.

Определяем требуемую площадь арматуры растянутой зоны с учетом арматуры в сжатой зоне:

,

Таким образом, сжатой арматуры достаточно.

Значение коэффициента о определяем по таблице - для б_m=0,098,

о =0,103, тогда:

.

Принимаем .

Из условия обеспечения прочности сечение напрягаемой арматуры должно быть в середине пролета:

В опасном сечении:

Ориентировочное сечение напрягаемой арматуры из условия обеспечения трещиностойкости:

где =0,5…0,6 принимаем =0,6

Принимаем 498 Вр-II A₁₁₄=0,503см²_, A_sp=24,65см²

6.5 Определение геометрических характеристик приведенного сечения

1) Отношение модулей упругости:

2) Площадь приведенного сечения:

3) Статический момент инерции относительно нижней грани элемента:

Рис. 6.2. Приведенное сечение

4) Центр тяжести приведенного сечения:

5) Момент инерции:

6) Момент сопротивления приведенного сечения:

а) Относительно растянутой зоны:



б) Относительно сжатой зоны:

7) Упруго пластический момент сопротивления по растянутой зоне:

8) Упруго пластический момент сопротивления по растянутой зоне в стадии изготовления и обжатия элемента (по сжатой зоне):

6.6 Определение потерь предварительного напряжения арматуры

Натяжение арматуры принимаем на бетон при электротермическом способе.

R_sn = 1020 (10400) МПа (кг/см²).

R_s = 850 (8700) МПа (кг/см²).

у_sp = 0,8 * 10400 = 8320кг/см² = 816 МПа.

Потери возникающие в стадии изготовления изделия:

Потери возникающие в стадии эксплуатации изделия:

Полные потери:

1) Релаксация напряжений арматуры при натяжении арматуры на бетон:

2) Потери от температурного перепада: , т.к. при пропаривании форма с изделием нагревается вместе с изделием.

3) Потери от деформации анкеров, расположенных у натяжных устройств:

4) Потери от трения арматуры о стенки каналов или о поверхность бетона конструкций:

, - коэффициенты, определяемые по табл. 6 [3],

= 0 (бетонная поверхность), = 0,55.

- длина участка от натяжного устройства до расчетного сечения, м;

- суммарный угол поворота оси арматуры, рад, =0.

_sp - принимается без учета потерь

5) Потери от деформации стальной формы при изготовлении предварительно напряжённых железобетонных конструкций ₅=0.

6) Потери от быстронатекающей ползучести бетона ;

Первые потери:

7) Потери от релаксации напряжений проволочной арматуры:

8) Потери от усадки бетона:

9) Потери от ползучести бетона:



,

Р₂ - усилие обжатия с учетом потерь по позициям 1-6;

, согласно ф. 6 [3]

при механическом способе натяжения арматуры

Эксцентриситет действия силы: е = у - а = 108,8 - 9 = 99,8см.

, тогда

10) Потери от смятия бетона под витками спиральной или кольцевой арматуры ₁₀=0.

11) Потери от деформации обжатия стыков между блоками ₁₁=0.

Вторые потери:

Полные потери:

Усилие обжатия с учетом полных потерь будет равно:

6.7 Расчет прочности нормального сечения

Проверяем прочность наиболее опасного сечения 1-1, расположенного на расстоянии от опоры.

,

Предельный момент, воспринимаемый сечением 1-1:

Условие выполняется

6.8 Расчет по сечению наклонному к продольной оси

Исходя из расчета, мы осуществляю подбор арматуры каркаса Кр-1.

Поперечную арматуру каркаса принимаем из арматуры класса A-I Ш10мм. Изначально назначаем шаг поперечной арматуры согласно п.5.27[3]:

Высота балки на приопорном участке - h=790 мм.

На приопорном участке L/4, при h>450, S ? h / 3 = 263 мм и S ? 500.

Принимаем шаг равный 100 мм.

На остальной части пролета S ? 3h / 4 = 593 мм и S ? 500 мм, назначаем шаг S = 400 мм.



Рис. 6.3. Расчетное сечение

I) Проверка прочности балки осуществляется по трем условиям:

-значение поперечной силы в вершине наклонного сечения:

Q_max=33940,6 кг;

с - величина длины проекции наиболее опасного наклонного сечения на продольную ось элемента, определяемая по формуле:

,

=1,5 - коэффициент определяемый согласно п. 3.32[3] для тяжелого бетона;

- коэффициент определяемый согласно ф.78[3]:

N- усилие обжатия.

Условие выполняется

2) Прочность бетона по наклонным трещинам без поперечной арматуры:

Правая часть условия должна быть:

ц_b3=0,6 - коэффициент определяемый согласно п. 3.31. [3]

Условие не выполняется, требуется подбор арматуры по расчету

3)Прочность бетона по сжатой наклонной полосе между наклонными трещинами

Коэффициент _w1, учитывающий влияние хомутов, нормальных к продольной оси элемента, определяется по формуле

,

Коэффициент _b1 определяется по формуле:

=0,01 -- коэффициент, принимаемый в зависимости от бетона.

Условие выполняется

II) Определение значения минимальной поперечной силы, воспринимаемой бетоном сжатой зоны, над расчетным наклонным сечением:

,

=0,6 - коэффициент определяемый согласно п. 3.31[3]

- коэффициент определяемый по формуле

,

Проверяем условие:

III) Определение значения погонного усилия в поперечных стержнях, отнесенного к единице длины элемента:

,

=1800кг/см² согласно табл. 22[3]

.

Проверяем условие:

Условие выполняется

IV) Определить шаг поперечной арматуры по расчету и сравнить его с шагом арматуры по конструктивному требованию:

Условие выполняется

V) Вычисление значения М_в.

=2 - для тяжелого бетона;

VI) Рассчитать поперечную силу, воспринимаемую бетоном:

в дальнейших расчетах используем .

VII) Определим длину проекции расчетного наклонного сечения:

,

Так же проверяем условия:

VIII) Вычислим поперечную силу воспринимаемую поперечными стержнями:

IX) Проверка условия прочности в наклонном сечении

Условие выполняется

6.9 Расчет балки на образование трещин

r -- расстояние от центра тяжести приведенного сечения до ядровой точки, наиболее удаленной от растянутой зоны, трещинообразование которой проверяется:

Условие выполняется.

Т.к. условие выполнилось, то нет необходимости проводить расчет на раскрытие трещин.

6.10 Расчет прогиба балки

Нормативное значение прогиба равно:

f-расчетная величина прогиба

- кривизна, т.к. в растянутой зоне трещин не образуется, то расчет по формуле

,

где -- кривизна соответственно от кратковременных и от постоянных и длительных временных нагрузок (без учета усилия Р), определяемая по формулам:



_b1=0,85 -- коэффициент, учитывающий влияние кратковременной ползучести бетона, для тяжелого бетона;

_b2 =2 -- коэффициент, учитывающий влияние длительной ползучести бетона на деформации элемента без трещин, для тяжелого бетона.

-- кривизна, обусловленная выгибом элемента от кратковременного действия усилия предварительного обжатия Р и определяемая по формуле

-- кривизна, обусловленная выгибом элемента вследствие усадки и ползучести бетона от усилия предварительного обжатия и определяемая по формуле

здесь _b, '_b -- относительные деформации бетона, вызванные его усадкой и ползучестью от усилия предварительного обжатия

,

т.к. нет рабочей преднапряженной арматуры в сжатой зоне

Условие прогиба выполняется.

Список используемой литературы

1. СП 52-101-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры», - Москва, 2004

2. СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия». Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*

3. Байков В.Н., Сигалов Э.Е. «Железобетонные конструкции»;

4. СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений»

5. Мандриков А.П. «Примеры расчёта железобетонных конструкций»: Учеб. пособие для строит. техникумов по спец. «Промышленное и гражданское строительство».-М.: Стройиздат, 1979.-419с., ил.

6. Методическое пособие на тему «Железобетонные конструкции одноэтажного промышленного здания». Тюмень, ТюмГАСУ, 2007 г., методическое пособие издание 1.

7. Демин В.А., Долинина А.В. Железобетонные и каменные конструкции: методические указания по проектированию ребристой плиты перекрытия для студентов специальностей: 270102 «Промышленное и гражданское строительство», 270115 «Экспертиза и управление недвижимостью», очной и заочной форм обучения, для направления 270800.62 «Строительство». - Тюмень: РИО ФГБОУ ВПО «ТюмГАСУ», 2011. - 66с.

8. Шерешевский И.А. «Конструирование промышленных зданий и сооружений» - Ленинград: Стройиздат. Ленинградское отделение, 1979. - 167с.

Размещено на Allbest.ru

...