- •Составление вариантов моста
- •Разработка первого варианта моста
- •1.1.1 Описание района проектирования моста
- •1.1.2 Обработка продольного профиля
- •1.1.6 Разработка конструкций промежуточных опор
- •1.1.6.1 Описание условий проектирования
- •1.2 Разработка второго варианта моста
- •2 Разработка и конструирование железоетонного пролетного строения
- •2.1 Расчетная схема и определение нагрузок
- •Б) Определение нагрузок:
- •2.2 Определение геометрических параметров расчетного сечения балки
- •2.2.1 Расчетная схема
- •2.3 Конструирование
2.2 Определение геометрических параметров расчетного сечения балки
2.2.1 Расчетная схема
Для упрощения расчетов сложное реальное сечение балки (рис. 2.5) заменяется тавровым.
Рисунок 2.5 – Общий вид
главной балки
Расчеты производятся по расчетной схеме представленной на рис.2.6.
Рисунок 2.6 - Расчетная схема
где ,- площади поперечного сечения соответственно растянутой и сжатой арматуры;
,- соответственно приведенная толщина и ширина верхней полки;
- рабочая высота сечения главной балки;
- плечо внутренней пары сил;
,- соответственно расстояния от центра тяжести рабочей арматуры до растянутой грани сечения и от центра тяжести сжатой арматуры до сжатой грани сечения;
- расчетная высота балки.
Приведенная толщина верхней полки hf определяется как
, (2.8)
где Аi – площадь верхней полки с учетом вутов.
.
Расчетная высота балки определяется по формуле
(2.9)
h = 1,9 – 0,5 = 1,4 м.
Рабочая высота сечения балки h0 определяется как
(2.10)
где аs - расстояние от центра тяжести рабочей арматуры до растянутой грани сечения. Для приближенного расчета можно принять аs =0,20 м.
h0 = 1,4 – 0,2 = 1,2 м.
2.2.2 Расчет на прочность по нормальным сечениям
Требуемую площадь рабочей арматуры Аs посередине пролета главной балки можно найти из расчетов по прочности на действие изгибающего момента , принимая высоту сжатой зоны бетона х = hf
, (2.11)
где - расчетное сопротивление растяжению продольной арматуры балки, определяется по [2, табл. 7.16, с 74].
Класс арматуры подбираем в зависимости от температуры наружного воздуха самой холодной пятидневки с вероятностью Р=0,92 t˚= - 54˚С. Так как район проектирования относится к северной строительно-климатической зоне сварка арматуры не допускается. В связи с этим принимаем арматуру класса А400, диаметром ds = 38 мм, марка стали - 25Г2С.
.
Число стержней рабочей арматуры балки ns определяется с учетом предварительного назначения её диаметра по выражению
, (2.12)
где - площадь поперечного сечения одного стержня арматуры.
Принимаем Тогда для дальнейших расчетов принимаем
.
Расстановка стержней арматуры главной балки осуществляется в соответствии с [2, п.п.3.119 – 3.123, стр.63 – 64], в виде одиночных стержней. В данном случае, условия размещения стержней можно считать нестесненными и допускается располагать стержни ненапрягаемой арматуры в несколько рядов.
|
Рисунок 2.7 – Схема размещения арматуры балки |
Расстояние до центра рабочей арматуры определяется по выражению
, (2.13)
где – количество стержней арматуры вiом горизонтальном ряду; – расстояние от растянутой грани до центра рассматриваемого горизонтального ряда рабочей арматуры.
.
Корректируем рабочую высоту сечения балки h0
h0 = 1,4 – 0,18 = 1,22 м.
Высота сжатой зоны бетона х может быть больше или меньше приведенной высоты балки hf.
Для прямоугольных сечений высота сжатой зоны определяется по выражению
, (2.14)
где - расчетное сопротивление бетона при осевом сжатии, определяемое по [2, табл. 23, с. 35];- расчетное сопротивление сжатой арматуры, определяемое по [2, табл. 31, с. 41] для гладкой стержневой арматуры класса А240 (А-I); - площадь сжатой арматуры, количество которой принимаемдиаметромds = 10 мм.
для бетона класса В40.
Для данного класса бетона применяем марку по морозостойкости F400.
Если граница сжатой зоны проходит в ребре [2, п.3.63, с. 48], высота сжатой зоны бетона определяется
, (2.15)
Высота сжатой зоны для прямоугольного сечения
Для таврового сечения
.
.
При определении высоты сжатой зоны для таврового сечения получили отрицательные значения, следовательно, принимаем границу сжатой зоны в пределах прямоугольного сечения.
Так как 0,153 <0,18,не учитывается.
Принимаем х = 0,153 м.
Определяем значение относительной высоты сжатой зоны ξ
, (2.16)
Значение определяется по формуле [3, ф-ла 7.18, с. 85]:
|
(2.17) |
где - для элементов с обычным армированием; –напряжение в арматуре, следует принимать равным для ненапрягаемой арматуры,;- предельное напряжение в арматуре сжатой зоны и должно приниматься равным 500 МПа. |
Тогда
ω=0,85 – 0,008 * 20 = 0,69;
- условие выполняется.
Так как х = 0,153 0,265, то прочность сечения, нормального к продольной оси балки (посередине пролета) определяют из условия
, (2.18)
< 7278,15
–условие выполняется.
Проверка расчетов с помощью MOST.
Рисунок 2.8 – Ввод исходных данных.
Рисунок 2.9 – Схема расположения арматуры балки.
Рисунок 2.10 – Результаты расчета нормальных сечений.
2.2.3 Расчет по прочности по наклонным сечениям
Расчет по прочности по наклонным сечениям производим с помощью программы MOST_RNS.
Несущая способность каждого стержня арматуры определяется
, (2.19)
.
Рисунок 2.11 – Исходные данные для расчета по прочности наклонных сечений.
Рисунок 2.12 – Расположение
рабочей арматуры
Рисунок 2.13 – Распределение отгибов арматуры.
Рисунок 2.14 – Результаты расчетов.
Рисунок 2.15 – Исходные данные для расчета по прочности наклонных сечений.
Рисунок 2.16 – Распределение отгибов арматуры.
Рисунок 2.17 – Результаты расчетов.