Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Подбор сечений симметричной арматуры
Колонна многоэтажного рамного каркаса с размерами сечения b=300 мм, h=300 мм, с = 40 мм, с1 = 40 мм. Арматура класса S400 симметрично расположена в сечении, т.е AS1 = AS2. Расчетная длина колонны многоэтажных зданий при жестком соединении колонн с фундаментом и шарнирном в уровне перекрытия равна: . l0=0.7l почему 0, 7l? (см. п.п. 5.8.1 и 5.8.3 ТКП EN 1992-1-1-2009…колонна – это отдельно стоящий элемент? ) d = 300 – 40 = 260 мм. Первое сочетание: Величина полного эксцентриситета приложения продольной силы равна: etot=e0+ei e0= ei – см. 5.2(7) ТКП EN 1992-1-1-2009, если колонна – отдельно стоящий элемент Величина изгибающего момента относительно центра тяжести растянутой арматуры равна: . Определяем величину относительного изгибающего момента, воспринимаемого сжатой зоной сечения . Поскольку выполняется условие необходимо устанавливать арматуру в сжатой зоне бетона. Для бетона класса и арматуры класса S400 по таблице 6.7[Пецольд] находим и .
Находим величину требуемой площади сжатой арматуры: Находим величину требуемой площади растянутой (менее сжатой) арматуры: . Ast< 0, растянутая арматура не требуется по расчету. Может стоит в качестве образца выбрать другой пример из книги " Ж. кон-ции", Пецольд, Тур (примеры 12, 13). Полученные результаты свидетельствуют о том, что при выбранной величине относительной высоты сжатой зоны для выполнения условий равновесия внутренних и внешних сил требуется ставить сжатую арматуру в зоне сечения, в которой наблюдается деформации растяжения. Это свидетельствует о неверном выборе величины . В этом случае необходимо найти такое значение относительной высоты сжатой зоны , когда при выполнении условий равновесия внутренних и внешних сил усилий в арматуре растянутой зоны равно нулю, т.е. не требуется устанавливать арматуру. Находим величину по формуле:
Поскольку условие не выполняется ( ), сечение полностью сжато и находится в области деформирования 4. В этом случае необходимо найти такое значение относительной высоты сжатой зоны , когда при выполнении условий равновесия внутренних и внешних сил усилий в арматуре растянутой зоны равно нулю, т.е. не требуется устанавливать арматуру. Величину можно найти по формуле , где величина р4 находится по следующей формуле: Следовательно, по расчету арматура не требуется. Второе сочетание: Величина полного эксцентриситета приложения продольной силы равна: Величина изгибающего момента относительно центра тяжести растянутой арматуры равна: . Определяем величину относительного изгибающего момента, воспринимаемого сжатой зоной сечения
Поскольку выполняется условие необходимо устанавливать арматуру в сжатой зоне бетона. Для бетона класса и арматуры класса S400 по таблице 6.7[Пецольд] находим и . Находим величину требуемой площади сжатой арматуры: Находим величину требуемой площади растянутой (менее сжатой) арматуры: . Полученные результаты свидетельствуют о том, что при выбранной величине относительной высоты сжатой зоны для выполнения условий равновесия внутренних и внешних сил требуется ставить сжатую арматуру в зоне сечения, в которой наблюдается деформации растяжения. Это свидетельствует о неверном выборе величины . В этом случае необходимо найти такое значение относительной высоты сжатой зоны , когда при выполнении условий равновесия внутренних и внешних сил усилий в арматуре растянутой зоны равно нулю, т.е. не требуется устанавливать арматуру. Находим величину по формуле: Поскольку условие не выполняется ( ), сечение полностью сжато и находится в области деформирования 4. В этом случае необходимо найти такое значение относительной высоты сжатой зоны , когда при выполнении условий равновесия внутренних и внешних сил усилий в арматуре растянутой зоны равно нулю, т.е. не требуется устанавливать арматуру. Величину можно найти по формуле , где ; Находим : Поскольку условие выполняется, сечение находится в области деформирования 4, а, следовательно, величина определена правильно. Находим величину требуемой площади сжатой арматуры:
Минимальный процент армирования колонны – п. 9.5.2(2) ТКП EN 1992-1-1-2009
Поперечное армирование: Диаметр стержней назначаем из условий свариваемости стержней: Ø 8 мм; Шаг назначаем по конструктивным требованиям: s = 300 мм; Для усиления торцов внецентренно сжатых элементов следует устанавливать не менее четырех сеток на длине 10Æ т. к. продольная арматура имеет периодический профиль, считая от торца конструкции. Проектируем консоль колонны: Опорное давление ригеля: V = 217, 8 кН, бетон класса C30/37, fcd = 20 МПа, fctd = 1.93МПа; S400, fyd= 365 367 МПа, fywd = 263 МПа. Длина опорной площадки l = 20см, при ширине ригеля bbm = 20 см. Расчет на действие поперечной силы – п. 6.2.2(6) ТКП EN 1992-1-1-2009
Изгибающий момент консоли у грани колонны: . Площадь сечения продольной арматуры при ; => - принимаем 2Æ 14 S400 с As = 308 мм2. Колонна армируется пространственными каркасами, образованными из плоских сварных каркасов.
ТЕМА 5. Компоновка монолитного ребристого перекрытия и выбор наиболее экономичного варианта. Цель занятия: научиться выполнять компоновку монолитных ребристых перекрытий, определять наиболее экономичное расположение их элементов.
Монолитные ребристые перекрытия представляют собой систему монолитно связанных между собой перекрестных балок и плит. Полки ребер – плитная часть, работают на местный изгиб. При этом, в зависимости от соотношения размеров ячейки (участок перекрытия, заключенный между балками) выделяют ребристые перекрытия с балочными плитами и плитами, опертыми по контуру. К балочным относятся плиты с соотношением сторон ячеек , они работают на изгиб только в одном коротком направлении. К плитам, опертым по контуру, относятся плиты с соотношением , они работают на изгиб в двух взаимо перепендикулярных направлениях и армируются соответственно сетками с перекрестной рабочей арматурой. Пролеты главных и второстепенных балок определяются сеткой колонн: для типовых решений – 6 или 9м, для нестандартных решений пролеты второстепенных балок принимают в пределах 5…7м, а главных балок – 6…8м. Расстояние между второстепенными балками, определяющее пролет плиты, назначают в интервале 1, 7…2, 4м. Более редкое расположение второстепенных балок приводит к увеличению толщины плиты и соответственно расхода бетона на ее изготовление. При этом на плиту требуется до 60% бетона от общего расхода на все перекрытие. Для обеспечения возможности выполнения статического расчета с применением готовых формул и таблиц элементы перекрытия следует размещать с равными пролетами или пролетами, отличающимися не более чем на 20% для плит и не более чем на 10% для балок. Предварительные размеры поперечных сечений плиты, балок и колонн можно вычислять по следующим формулам: - толщина плиты, см: ; - высота главной балки, см: ; - сторона квадратного сечения колонны, см: . В вышеприведенных формулах , , - пролеты соответственно плиты, второстепенной и главной балок, м; - нормативное значение временной нагрузки на перекрытие, кПа; , , - количество пролетов соответственно плиты, второстепенной и главной балок, шт.; - высота этажа, м; - количество вышележащих этажей, имеющих колонны. Высоту сечения главной балки ребристого перекрытия из условия жесткости следует принимать , а высоту поперечного сечения второстепенной балки – (высота сечения балок включает в себя и толщину плиты). Ширина поперечного сечения главных и второстепенных балок принимается равной 0, 3…0, 5 их высоты. Толщина монолитной плиты должна быть оптимальной, поскольку на ее изготовление расходуется наибольшая часть бетона от общего количества. Предварительную толщину в зависимости от пролета и нагрузки и из условий жесткости можно определять по табл. 5.1, 5.2. Кроме того, толщина плиты по конструктивным соображениям для монолитных перекрытий производственных зданий назначается не менее 70мм; для сред с большей агрессивностью принимается большая толщина. Таблица 5.1 - Ориентировочные минимальные толщины балочных плит междуэтажных перекрытий производственных зданий в зависимости от полезной нагрузки см
Таблица 5.2 - Рекомендуемые минимальные толщины балочных плит по условиям жесткости
Пример 5. Дано: Трехэтажное здание с неполным каркасом без подвала имеет размеры в плане 18, 6х41, 4м (шаг колонн 6, 2·6, 9м). Наружные несущие стены кирпичные толщиной 510мм. Высота этажей 4, 0м. Нормативное значение временной нагрузки на междуэтажные перекрытия 9000Н/м². Коэффициент надежности по назначению здания . Класс по условию эксплуатации XС2 (минимальный класс бетона для изготовления конструкций Требуется: Выполнить компоновку монолитного ребристого перекрытия и определить наиболее экономичный вариант. Решение: Наиболее экономичным вариантом компоновки будет тот, на реализацию которого требуется наименьшее количество железобетона (с наименьшей приведенной толщиной перекрытия). Приведенную толщину перекрытия можно определить по формуле: , где , , , - приведенные толщины соответственно плиты, второстепенных балок, главных балок и колонн: ; ; В приведенных выше формулах знак «+» следует принимать для перекрытий, имеющих по контуру окаймляющие балки (здания с полным каркасом), а для перекрытий, опирающихся по контуру на несущие стены (здания с неполным каркасом) – знак «-». При заданной сетке колонн можно изменять направление расположения главных и второстепенных балок, количество и пролеты плит.
Для выбора экономичного перекрытия рассмотрим три варианта компоновки. Исходные данные для всех вариантов:
ВАРИАНТ №1:
Тогда ВАРИАНТ №2:
Тогда
ВАРИАНТ №3:
Тогда ВЫВОД: по расходу бетона наиболее экономичным является вариант №3.
Далее задаемся предварительными размерами сечений элементов для выбранного оптимального варианта. Толщина плиты принимается из следующих условий: - не менее 70мм (для монолитных перекрытий производственных зданий); - из условий прочности по приближенной эмпирической зависимости при полной расчетной нагрузке ; - по конструктивным требованиям из условий жесткости по таблицам 5.1, 5.2 толщина плитной части должна быть в пределах 70…90мм. Принимаем толщину плиты
Высота второстепенной балки предварительно определяется: - из условия жесткости - по приближенной формуле из условия прочности . Принимаем высоту второстепенной балки
Высота главной балки предварительно определяется: - из условия жесткости - по приближенной формуле из условия прочности Принимаем высоту главной балки .
Ширина главной и второстепенной балок должна быть . Тогда п ринимаем ширину второстепенной балки , главной балки .
Сторона квадратного сечения колонны: , принимаем колонну сечением 300х300мм.
|
Последнее изменение этой страницы: 2019-05-17; Просмотров: 243; Нарушение авторского права страницы