Принимаем бетон класса C. - Расчет и конструирование железобетонных конструкций

Расчетное сопротивление бетона сжатию составит

МПа.

Назначаем арматурные стержни класса S500:

МПа

.

По таблице П.4 Приложения для оlim = 0,62 находим m, lim = 0,42.

Определим, где проходит граница сжатой зоны в нашем случае:

кНм

Так как MRd, n = 666,2 кНм > MSd1,max = 121,83 кНм, то нейтральная ось проходит в пределах полки.

Сечение расчитывается как прямоугольное с шириной.

По таблице П.4 Приложения для m = 0,031 находим з = 0,985.

Определим требуемую площадь продольной арматуры:

мм2

2. Подбор площади сечения продольной арматуры во втором пролете по положительному моменту

MSd2,max = 76,85 кНм;

Bw =180 мм;

D = h - c = 500 - 40 = 460 мм;

Мм;

.

По таблице П.4 Приложения для m = 0,018 находим з = 0,991.

Определим требуемую площадь продольной арматуры:

Мм2.

3. Подбор площади сечения продольной арматуры на опоре В:

MSd, B = -95,7 кНм;

Bw = 180 мм, т. к. сжатая зона находится в ребре в нижней части балки.

D = 500 - 40 = 460 мм, т. к. арматура может быть установлена в два ряда.

По таблице П.4 Приложения для m = 0,289 находим о = 0,378 и з = 0,825.

= 0,35 < lim = 0,62 - условие выполняется.

Определим требуемую площадь продольной арматуры:

мм2.

4. Подбор площади сечения продольной арматуры на опоре С:

MSd, C = -76,85 кНм; bw = 180 мм; d = 460 мм;

По таблице П.4 Приложения для m = 0,22 находим о = 0,29 и з = 0,874, = 0,25 < lim = 0,62 - условие выполняется.

Определим требуемую площадь продольной арматуры:

мм2.

5. Подбор площади сечения продольной арматуры во втором пролете по отрицательному моменту.

MSd2,min = -11 кНм; bw = 180 мм; d = 460 мм;

По таблице П.4 Приложения для m = 0,032 находим о = 0,032 и з = 0,984, = 0,032 < lim = 0,62 - условие выполняется.

Определим требуемую площадь продольной арматуры:

мм2

Расчет поперечной арматуры

1. кН.

Сечение балки 500180(h) мм.

Класс бетона C. Поперечная арматура класса S500.

Расчетные характеристики материалов:

МПа; МПа; МПа;

МПа; МПа; МПа;

Мм; d = h - c = 500 - 40 = 460 мм; зc2 = 2; зc3 = 0,6.

.

.

Asl = 509 мм2 - площадь продольной арматуры (218), заведенной на опору.

4. Поперечная сила, воспринимаемая железобетонным элементом без поперечной арматуры

VSd,1 = V1= 0,4qlsb = 0,4?37,19?5,750 = 87,5 кН.

    5. Т. к. кН?кН, требуется постановка поперечной арматуры. 6. По конструктивным требованиям предварительно назначаем 28 класса S500 (Asw = 101 мм2). 7. Принимаем на приопорном участке шаг хомутов.

.

В средней части пролета балки мм. Принимаем S = 300 мм.

8. Проверяем

;

;

    10. Определяем ; 11. Коэффициент, учитывающий наличие хомутов

Назначаю диаметр хомутов 6 мм, т. к. h=500 мм и число ветвей равным 2 т. к. bw =180 мм.

12. Проверяем несущую способность бетона по наклонной полосе между наклонными трещинами на действие главных сжимающих напряжений

Таким образом, прочность бетона по наклонной полосе обеспечена.

13. Определяем коэффициент, учитывающий влияние сжатых полок

Мм;

.

Коэффициент, учитывающий влияние продольной силы, .

14. Погонное усилие, воспринимаемое хомутами на единицу длины

Н/мм >

Н/мм.

15. Определяем

16. Горизонтальная проекция наклонного сечения (пролета среза)

Мм,

,

.

17. Длина проекции опасной наклонной трещины на продольную ось элемента

Мм.

    18. Проверяем мм < мм. 19. проверяем мм ? мм. 20. проверяем мм > мм. 21. Определяем величину поперечной силы, воспринимаемой наклонным сечением

КН > кН.

Окончательно принимаем для армирования балки в приопорных сечениях поперечную арматуру 28 класса S500 (Asw = 101 мм2)

Назначение количества и диаметров продольной рабочей

Арматуры

На первой опоре

    2d12 - монтажная арматура A=226 мм2. 2 отгиба с первого пролета 1d12 А=226мм2 1отгиб со второго пролета 1d18 А=254,5 мм2

Суммарная площадь 593,6 мм2 выше требуемой 560,38 мм2. Дополнительная арматура не требуется.

На второй опоре

    2d12 - монтажная арматура A=226 мм2 1 отгиб со второго пролета 1d18 А=254,5 мм2 1 отгиб с третьего пролета 1d12 А=113,1 мм2

Суммарная площадь 593,6 мм2 выше требуемой 424,7 мм2. Дополнительная арматура не требуется.

Точную проработку смотреть в графической части.

Построение эпюры материалов

Прочность балки должна быть обеспечена по всей ее длине, однако не следует забывать и экономическую сторону проектирования. Площади сечения арматуры найдены по усилиям в наиболее загруженных сечениях балки и, естественно, по мере уменьшения нагибающих моментов по длине балки часть стержней обрывают или переводят в другую зону. При помощи построения эпюры материалов определяются места обрывов и уточняются места отгибов стержней. Эпюра материалов представляет собой графическое изображение значений моментов, которые могут быть восприняты балкой в любом сечении. Сопоставляя эпюру материалов с огибающей эпюрой моментов, можно проверить прочность сечения балки в любой точки по ее длине. В любом сечении балки момент внешних сил не должен быть больше того момента, который может быть воспринят бетоном и арматурой в этом сечении, т. е. эпюра материалов должна везде перекрывать эпюру моментов. Чем ближе на всем протяжении балки эпюра материалов подходит к огибающей эпюре моментов, тем экономичнее запроектирована балка.

Пролет

Диаметр и количество стержней

Требуемая площадь сечения арматуры

Принятая площадь сечения арматуры

Момент

О

З

1-й в середине

4d14

597,5

615

0,985

2-ой посередине

3d12

374,6

339

0,091

2-ой отрицательный

1d12

54

113,1

0,032

0,825

На первой опоре

3d12+1d18

560,38

593,6

0,378

0,874

На второй опоре

3d12+1d18

424,7

593,6

0,29

0,984

Расчет и конструирование монолитной колонны

В железобетонных конструкциях все сжатые элементы рассчитываются как внецентренно сжатые. Это обусловлено тем, что кроме фактического эксцентриситета приложения сжимающей силы (e = M/N) в железобетонном элементе, ввиду несовершенства его геометрических форм, отклонения фактических размеров сечений от проектных, неоднородности бетона геометрический и физический центры тяжести сечения не совпадают и поэтому в расчет дополнительно вводят так называемый случайный эксцентриситет еa. Суммарный эксцентриситет определяется по формуле: e0=e+ea.

При приложении сжимающей силы по оси элемента (е=M/N=0) учитывают только случайный эксцентриситет е0=еа, и элемент можно рассматривать как условно центрально-сжатый. К таким элементам относят промежуточные колонны в зданиях с неполным каркасом.

Колонны и стойки при е0=еа назначают обычно квадратного сечения, иногда прямоугольного. В целях стандартизации размеры сечения колонн назначают кратными 50 мм. Минимальные размеры сечения сборных колонн жилых и общественных зданий допускается принимать равными 200200 мм, промышленных зданий - 300300 мм. Монолитные железобетонные колонны рекомендуется принимать с размерами поперечного сечения не менее 250250 мм. Бетон для колонн применяют не ниже класса по прочности на сжатие, a для сильно загруженных не ниже. Колонны армируют продольными стержнями диаметром не менее 12 мм из стали классов S400 или S500 и поперечными стержнями (или хомутами) из стали классов S240, S400 и S500.

При проектировании сжатых колонн надо соблюдать следующие конструктивные требования:

    - размеры сечений колонн должны быть такими, чтобы их гибкость в любом направлении не превышала 120; - минимальная площадь сечения продольной арматуры As, tot должна составлять, %:

В элементах при l0/i < 17.... 0,10;

То же 17 l0/i < 35 0,15;

" 35 l0/i < 83 0,20;

" l0/i ? 83 0,25.

Содержание арматуры должно быть не более 5% (при этом в случае, когда с > 3%, в расчетах площадь, занимаемая арматурой исключается из площади бетона элемента). Если окажется, что условие сmin % < с % ? сmax (5%) не удовлетворяется, то изменяют размеры сечения и расчет повторяют.

    - толщина защитного слоя бетона принимается по табл. 2.1 (табл. 5.3 [1,2]) и должна быть не менее диаметра продольной арматуры; - расстояние между вертикальными стержнями арматуры в свету, если они при бетонировании расположены вертикально, должно быть не менее 50 мм и не более 400 мм;

Для предотвращения бокового выпучивания продольных стержней при сжатии расстояние между поперечными стержнями (хомутами) принимают не более:

    А) на участках (длиной lbd) стыковки без сварки продольной рабочей арматуры - 10; Б) если все сечение сжато и общая площадь сечения арматуры As, tot по расчету более 3% - 10 и не более 300 мм; В) по всей длине элемента из условия обеспечения работы продольной арматуры, установленной по расчету:
      - при fyd ? 400 Н/мм2 - не более 500 мм и не более 15 и 20 в вязаных и сварных каркасах соответственно; - при fyd ? 450 Н/мм2 - не более 400 мм и не более 12 и 15 в вязаных и сварных каркасах соответственно.

Диаметры стержней поперечной арматуры следует принимать:

    - в вязаных каркасах - не менее 0,25 рабочей арматуры и не более 12 мм; - в сварных каркасах - не менее диаметра, устанавливаемого из условия сварки с наибольшим, поставленным по расчету, диаметром продольной арматуры и не более 14 мм.

При диаметре продольных стержней 14...20 мм обычно диаметр поперечных стержней в сварных каркасах принимают 5-6 мм, при диаметре 22...25 мм - 8 мм, при диаметре 28...32 мм - 10 мм. Диаметр хомутов в вязаных каркасах должен быть не менее 5 мм и не менее 0,25, где - наибольший диаметр продольных стержней. Обычно принимают хомуты из проволоки класса S240 диаметром 6...8 мм.

Похожие статьи




Принимаем бетон класса C. - Расчет и конструирование железобетонных конструкций

Предыдущая | Следующая