0.72·1.2 = 0.864

Засыпка песчаная д = 60 мм

1.2

10·0.06·1.700 = 1.020

1.020·1.2 = 1.224

Монолитная плита д = 7 см (г = 2500 кг/м ³)

1.2

10·0.07·2.500 = 1.75

1.75·1.2 = 2.1

ИТОГО:

-

У = 4.09

У = 4.91

Б. Временная

1.2

9

9·1.2 = 10.8

ВСЕГО:

-

13.09

15.71

Изгибающие моменты в крайнем пролете и над первой промежуточной опорой:

M= -M= q•l/11 = 15710•1.66/11 = 3935.5 кгс•м (3.93 кН•м).

Изгибающие моменты в средних пролетах и над средними опорами:

M= -M= q•l/16 = 15710•1.8/16 = 3181.3 кгс•м (3.18 кН•м).

6.3 Подбор сечений арматуры в плите

Рабочая высота: h₀ = 7 - 2 см = 5 см.

При расчете монолитных плит, окаймленных со всех четырех сторон ребрами, рекомендуется при подборе арматуры снижать расчетные значения моментов на 20%, учитывая тем самым влияние распора, обусловленного сопротивлением ребер горизонтального смещения.

где

Крайние пролеты и первые промежуточные опоры:

В средних пролетах и над средними опорами:

6.4 Армирование плиты

Вариант армирования рулонными сетками с продольной арматурой, параллельной направлению главных балок, применяется только при стержнях d ? 7 мм. Во всех пролетах и над опорами раскатываем основную сетку С-1 шириной 1,5 м с продольной арматурой диаметром 5 мм и шагом 200 мм и поперечной арматурой диаметром 3 мм и шагом 250 мм.

В крайнем пролете и над первой промежуточной опорой укладываем дополнительную сетку С-2 с площадью сечения арматуры . По сортаменту подбираем продольную арматуру диаметром 5 мм с шагом 200 мм ) и поперечной арматурой диаметром 3 мм и шагом 250 мм.

6.5 Статический расчет второстепенной балки

Второстепенную балку рассчитываем как многопролетную неразрезную балку таврового сечения с шириной полки b, равной шагу второстепенных балок, т. е. 2000 мм. Эта величина менее предельной

l_0cp /3 + b = 5700/3 + 200 = 2100 мм,

где l_0cp - расчетное значение среднего пролета второстепенной балки, равное расстоянию в свету между гранями главных балок при ширине последних b = 300 мм.

Расчетное значение крайнего пролета определим по аналогии с крайним пролетом плиты:

l_0кр = 6000 - b_гл.б • 0.5 - 300 + 0.5•300 = 5700 мм.

Погонная постоянная g' и временная ' нагрузки на балку определяются как произведение нагрузок g и V, отнесенных к одному квадратному метру перекрытия, на шаг балок l плюс собственный вес балок:

g' = g•l₁ + G_bб = 4.91•2 + 0.2•(0.5 - 0.07)•25•1.1 = 12.185 кН/м,

' = •l₁ = 10.8•2 = 21.6 кН/м.

Полная погонная нагрузка:

q' = g' + ' = 12.185 + 21.6 = 33.785 кН/м.

Изгибающие моменты в крайних пролетах и над первыми промежуточными опорами:

М = q'•/11 = 33.785 •5.7І/11 = 99.8 кН•м.

Изгибающие моменты в средних пролетах и над промежуточными опорами:

М = q'•/16 = 33.785 ·5.7І/16 = 68.6 кН•м.

Поперечная сила на крайней шарнирной опоре:

Q = 0.4• q'•l₀ = 0.4•33.785 •5.7 = 77.03 кН.

Поперечная сила у первой промежуточной опоры со стороны крайнего пролета:

Q = 0.6• q'•l = 0.6•33.785 •5.7 = 115.5 кН.

Поперечная сила у средних промежуточных опор:

Q = 0.5• q'•l₀ = 0.5•33.785 •5.7 = 98.3 кН.



6.6 Расчет прочности балки по нормальным сечениям

При определении площади продольной арматуры в пролетных сечениях, где действуют положительные изгибающие моменты, необходим учет работы свесов полки. Вычисляем момент, воспринимаемый полкой сечения в предположении, что нейтральная ось совпадает с нижней гранью полки:

В первом и среднем пролетах внешний изгибающий момент М < M. Следовательно, нейтральная ось находится в полке. Коэффициент определяем по формуле прямоугольных сечений при b = b^'_f = 200 см.

Для продольной рабочей арматуры балок используем стержни из стали А 300, тогда значение граничной относительной высоты сжатой зоны равно:

;

Для крайних опор:

Принято 4Ш16 А 300 ().

В средних пролетах:



Принято 4Ш14 А 300 ().

При расчете опорных сечений на отрицательные моменты необходимо учитывать, что полка находится в растянутой зоне и сопротивление ее свесов не учитывается. Расчет ведем по формулам прямоугольных сечений с шириной, равной ширине ребра b = 20 см. Над первой промежуточной опорой укладываем сетки с арматурой класса B500,

Сечение над опорами армируем двумя сетками с рабочей арматурой, параллельной оси второстепенных балок и распределенной по ширине, равной шагу балок, т.е. 2 м. Принимаем над крайней опорой две сетки С-7 с рабочей арматурой Ш 7 мм через 200 мм. Площадь арматуры на 1 м ширины сетки:

Над средними опорами:

Принято две сетки С-8 с рабочей арматурой Ш6 через 250 мм:

6.7 Прочность наклонных сечений по поперечной силе

6.7.1 Расчет хомутов

Вычисляем

Необходимо поперечное армирование.

Расчет производим на действующей в крайнем пролете. Тогда:

На приопорных участках длиной

l = 0.25·l₀ = 0.25·5.7 = 1.425 м

устанавливаем хомуты диаметром

Требуемый шаг стержней (хомутов):



Принято на приопорных участках l₁ = 1.4 м, шаг хомутов S₁ = 7 см.

В средней части пролета на участках

l₂ = l₀ - 2·l₁ = 470 - 2·140 = 190 см

согласно требованиям СП 52-101-2003

Принятый значения сохраняем и для средних пролетов балки.

6.7.2 Проверка прочности наклонной сжатой полосы.

Расчетное условие:

Прочность наклонной полосы обеспечена.

6.8 Указания по конструированию

1. Каждый студент выполняет только один вариант армирования плит: при диаметре рабочих стержней не более 7 мм - рулонными сетками, а при больших диаметрах - плоскими отдельными сварными сетками. При d_s> 5 мм применение арматуры класса В 500 не рекомендуется.

2. Графическая часть данного раздела проекта включает фрагмент схемы расположения сеток на плане монолитного перекрытия и разрез, на котором изображаются арматурные сетки плиты с привязкой к осям балок и указанием марок сеток по проекту.

3. При конструировании балок необходимо вычертить в масштабе 1:20 схемы армирования двух или трех пролетов балки, включая крайний пролет, на которых согласно ГОСТу следует изобразить арматурные каркасы и сетки с указанием марок и привязок к осям. Кроме того, необходимо дать в масштабе 1:10 четыре поперечных сечения балки (два для крайнего пролета и два для среднего) с указанием размеров и марок всех арматурных элементов. С целью отражения на чертежах результатов расчета следует также указать диаметры и классы рабочей и монтажной арматуры этих каркасов, а также шаг поперечных стержней.

7. Расчет кирпичного столба

Величину продольной сжимающей силы по аналогии с расчетом колонны принимаем равной 2425.3 кН. Расчетная длина l₀ = 4.8 м. Столб выкладывается из красного кирпича пластического формования марки 200; марка раствора - 100; R = 2.7 МПа (0.27 кН/см ²). Рекомендуется при марке камня (кирпича) не ниже 100 и марке раствора не ниже 50 задаваться размерам поперечного сечения столба в зависимости от величины продольной силы N.

Принимаем b = h = 80 см. Упругая характеристика кирпичной кладки при марке раствора 100 равна 1000. Гибкость _h = 480/80 = 6; = 0.96.

m_g = 1, т.к. _h < 10 и b > 30 см и h > 30 см.

Напряжение в нормальных сечениях столба:

= N / m_g??A = 2425.3 / 1·0.96?80² = 0.395 кН/см² < 2R=20.27=0.54кН/см².

7.1 Вариант с сетчатым армированием

Объемный коэффициент сетчатого армирования не должен превышать предельного:

_max=50R/ [_cs 100(1-2l₀/y) R_s] = 5027/[100(1 - 20/y) 3700.6] = 0.06.

Расчетное сечение эксцентриситета е продольной силы принято равным нулю, а коэффициент условий работы сетчатой арматуры класса В 500 _cs = 0.6. Величину R_s принимаем согласно СНиП 2.03.01-84 равной 415 МПа, что соответствует диаметру проволоки d = 4 мм.

Величину требуемого значения коэффициента армирования ^тр можно определить из выражения: R_sk = R + 2R_scs, в котором в левой части вместо расчетного сопротивления армированной каменной кладки подставляем фактическую величину напряжений = 0.395 кН/см ².

= ( - R)/2R_scs = (0,395 - 0.27)/241.50.6 = 0.0025 < _max =0.06.

Задаемся размером ячеек С = 50 мм и диаметром стержней d = 4 мм (A_st = 0.126 см ²).

Из формулы = 2A_st/CS, определяем шаг сеток S:

S = 2A_st/C = 20.126/0.00255 = 20 см.

Округляем это значение в большую сторону до величины, кратной высоте ряда кладки из красного кирпича, т.е. принимаем S = 22.5 см. Проверяем несущую способность столба:

= 2A_st/CS = 20.126/522.5 = 0.0022;

R_sk = R + 2R_scs = 0.27 + 20.002241.50.6 = 0.38 кН/см ².

Временное сопротивление каменной кладки:

R_sku = 2R + 2R_sucs = 20.27 + 20.00220.650 = 0.672 кН/см ².

Упругая характеристика армированной каменной кладки и коэффициент продольного изгиба:

_sk = 2R/R_sku = 100020.27/0.672 = 804; =0.955.

N = 2425.3 кН < m_gR_skA² = 10.980.3880² = 2383.36 кН.

Условие прочности выполняется.

7.2 Вариант усиления стальными обоймами

Размер поперечного сечения b = h = 54 см. Упругая характеристика кирпичной кладки = 1000, гибкость _h = l₀/h = 480/54 = 8.9, = 0.902 - коэффициент продольного изгиба.

m_g = 1, т.к. _h < 10 и b > 30 см и h > 30 см.

Напряжение в нормальных сечениях столба:

у = N/m_gцA = 2425.3/10.90254² = 0.922 кН/см ².

у >2R; 0.922 > 20.27 = 0.54 - следовательно, необходимо предусмотреть меры по усилению столба.

Из трех условий e₀ = l₀/600 = 480/600 = 0.8 см; h/30 = 54/30 = 1.8; 1см, принимаем e₀ = 1.8 см.

m_k = 1; m_g = 1; R_sn = 150 МПа = 15кН/мс ²; R_sc = 190 МПа = 19 кН/см ²;

R = 2,7 МПа = 0,27 кН/см ²; б = 1000.

Определяем

ш = 1 - 2e₀/h = 1 - 21.8/54 = 0,933; л_h = 8.9;

з = 1 - 4e₀/h = 1 - 41.8/54 = 0,867; ц = 0.902.

Вертикальную арматуру обоймы принимаем из четырех уголков 50x50 мм, A^'_s = 19,2 см². Тогда составляющая усилия, которая должна быть воспринята хомутами (поперечными планками):

N_план = з2.5м / (1 + 2.5 м)R_sn/100A = N/шцm_g - m_kRA - R_scA^'_s = 2425.3/ 0.9330.9021 - 10.2754² - 1919.2 = 1729.8 кН.



Тогда требуемый процент поперечного армирования Р:

1729.8 = з2,5м / (1 + 2,5 м)R_sn/1A;

1729.8 = 0.8672.5 м /(1 + 2.5 м) 15/10054²;

1729.8 = 2.1675 м /(1 + 2.5 м) 43740/1;

94806.45 м = 1729.8 + 4324.5 м;

90481.95 м = 1729.8,

м = 0.019; м % = 1.9.

S - шаг хомутов - 50см S 54см. Принимаем шаг хомутов S = 25см. Тогда требуемая площадь сечения одной планки равна:

A_s = м hbS/2(b + h) = 0.019545425/2(54+54) = 6.41 см ².

Принимаем полоску сечением 110x6 мм, А_s = 6.6 см ².

Из сравнения двух вариантов усиления каменного столба нетрудно сделать вывод, что во втором варианте уменьшение объема кирпичной кладки примерно в 2.2 раза сопровождается увеличением расхода металла в 1.5 раз.



Список литературы

1. СНиП 52-01-03. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения, М., 2003.

2. СП 52-101-2003. Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры, М., 2005.

3. СП 52-102-2004. Предварительно напряженные железобетонные конструкции, М., 2005.

4. СНиП 2.03.01-84. Бетонные и железобетонные конструкции. Нормы проектирования, М., 1987.

5. СНиП II -22-81. Каменные и армокаменные конструкции. Нормы проектирования, М., 1983.

6. СП 20.13330.2011. Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*, М., 2011.

7. Захаров, В.Ф. Проектирование железобетонных и каменных конструкций многоэтажных зданий / В.Ф. Захаров. - К.: КГТУ, 2003.

Размещено на Allbest.ru

...