кп жбк 2 жук

Рисунок 23 – Сетка С-1

Рисунок 24 – Сетка С-2, С-3

Рисунок 25 – Сетка С-3

Рисунок 26 – Сетка С-4

Рисунок 27 – Схема армирования подколонника

Рисунок 28 – Армирование тела фундамента

3. Расчет и конструирование предварительно напряженной конструкции покрытия балки с параллельными поясами.

3.1.Данные для проектирования.

Требуется запроектировать предварительно напряженную балку с параллельными поясами. Балка является балкой покрытия производственного здания пролетом L=12 м.

Расстояние между разбивочными осями здания L= 12м, расчетный пролёт балки L0=L-2*δ-c=12000-2*20-230=11730. Шаг балок В=12 м.

Таблица 4 – Сбор нагрузок с покрытия

Наименование		Нормативное		Расчетное
элементов		значение	f	значение с
конструкций				f
Железобетонная		1,59	1,1	1,75
ребристая	плита
покрытия 3х12 м
Рулонная		-	-	-
пароизоляция
Эффективный		0,1	1,2	0,12
плитный
утеплитель	100
мм
Выравнивающая		0,27	1,3	0,351
цементная
стяжка
15 мм
Основной	4-	0,06	1,2	0,072
слойный
рубероидный
ковер 10 мм
Итого:		∑gкн=2,02		∑gк=2,29
Снеговая		0,84	1,4	1,176
длительная
нагрузка
Снеговая		0,588	1,4	0,82
кратковременная
нагрузка
Итого:				3,466

Рисунок 29 – К определению расчетного пролета балки Балка изготавливается из бетона В50 с тепловой обработкой; армирование

выполняется арматурой К1500, поперечная арматура из стали класса А400, сварные сетки из стали класса В500.

3.2. Расчетные характеристики материалов а) Для бетона класса В50

Rb=27,5 МПа, Rbt=1,6 МПа, Rbt,ser=2,45 МПа, Eb=38*103 МПа, Rb,ser=36 МПа б) Для напрягаемой арматуры класса К1500

Rs,n=Rs,ser=1295 МПа=13200 кгс/см2, Rs=1080 МПа, σsp=Rsn*0,8=1500*0,8=1200

МПа.

Модуль упругости Еs=180000 МПа в) Для арматуры класса А400.

Rs,n=Rs,ser=400 МПа, Rs=355 МПа.

Модуль упругости арматуры Es=200000 МПа.

3.3. Предварительное значение размеров сечения. Размеры сечения балки назначаем из следующих соображений:

Н=(1/10 ÷ 1/15)L

bfꞌ=(1/50 ÷ 1/60)L

bf=200 ÷300 мм, с учетом удобства размещения преднапряженной арматуры tст=60 ÷ 100 мм

tпол ≥ 80 мм

Принимаю размеры сечения:

Н=890 мм (10 мм толщина опорного листа), bfꞌ=280 мм, bf=280 мм, tст=80 мм. расчетный пролет балки L1=11960 мм.

3.4.Сбор нагрузок.

Рисунок 30 – К определению внутренних силовых факторов в балке а) Нормативные нагрузки на балку.

- сосредоточенные силы, передаваемые плитами покрытия:

Рn=(qn+Sn)*Aпл

Рn=(2,02+0,84)*3*12=102,96 кН P1n=(qn+Sn)*Aпл

Р1n=(2,02+0,84)*2,93*12=100,56 кН

б) Расчетные нагрузки на балку.

- сосредоточенные силы, передаваемые плитами покрытия:

Р=(q+S)*Aпл

Р=(2,29+1,176)*3*12=124,78 кН

P1=(q+S)*Aпл Р1=(2,29+1,176)*2,93*12=121,86 кН

- расчетная нагрузка от собственного веса балки:

g=45*1,1/11,96=4,14 кН/м

Определим внутренние силовые факторы, возникающие в сечении балки. Максимальный расчетный изгибающий момент в сечении балки:

M=R*5,865-P1*3-g*5,8652/2=786,25 кН*м

R=(2*P1+P+g*lp)/2 R=(2*121,86+124,78+4,14*11,73)/2=208,53 кН

Поперечная сила: Q=R=208,53 кН.

Максимальный нормативный изгибающий момент в сечении балки:

Rn=(2*P1n+Pn+gn*lp)/2 Rn=(2*100,56+102,96+3,76*11,73)/2=174,1 кН

Mn=Rn*5,865-P1n*3-gn*5,8652/2=223,34*5,865-100,56*3-3,76*5,8652/2=654,7

кН*м

Поперечная сила: Qn=Rn=174,1 кН

Рисунок 31 – Эпюры изгибающих моментов и поперечных сил

3.5.Расчет прочности нормальных сечений.

Рисунок 32 – Поперечное сечение балки и эквивалентное ему

Рабочая высота сечения h0=h-a=890-100=790 мм. Граничное значение относительной высоты сжатой зоны:

ξR=0,8/(1+(εs,el/εb2))

Для арматуры с условным пределом текучести:

εs,el=(Rs+400-σsp)/Es εs,el=(1080+400-1295)/180000=0,001

εb2 – предельная относительная деформация сжатого бетона, принимаемая равной 0,0035.

ξR=0,8/(1+(0,001/0,0035))=0,622

Определяем положение нейтральной оси:

M ≤ Rb*bfꞌ*hfꞌ*(h0-0,5*hfꞌ)

786,25 кН*м ≤ 27500*0,28*0,2*(0,79-0,5*0,2)=1062,6 кН*м

Границы в сжатой зоны проходит в полке.

Определение необходимости постановки арматуры в сжатой зоне: α=(M-γb1*Rb*hfꞌ*(bfꞌ-b)*(h0-0,5*hfꞌ))/(Rb*b*h02)

α=(786,25*106-27,5*200*(280-80)*(790-0,5*200))/(27,5*80*7902)=0,019

αR=ξR*(1-0,5*ξR)

αR=0,622*(1-0,5*0,622)=0,428

αR=0,428 > α=0,019

ε=1-√(1-2*α)

ε=1-√(1-2*0,019)=0,019

ε=0,019 ˂ εR=0,622

Следовательно, не требуется расчет арматуры в сжатой зоне. Определяем площадь сечения преднапряженной арматуры:

Asp=(ε*Rb*b*h0+Rb*A0v)/(Rs*γs3)

ε/εR=0,065/0,622=0,104 ˂ 0,6, то γs3=1,08 кН/мм2

A0v=(bfꞌ-b)*hfꞌ

A0v=(0,28-0,08)*0,2=0,04 мм2

Asp=(0,065*0,0275*80*90+0,0275*40000)/(1080*1,08)=1021,02 мм2

Принимаю 10 канатов 15К7-1500 с Asф=1416 мм2.

Конструктивно в верхней зоне устанавливаю продольную арматуру 2 12

А400 с Аsф=226,2 мм2

μ=Аф*100%/b*h0=226,2*100%/200*790=0,14 > 0,1 %

3.6. Определение геометрических характеристик приведенного сечения. Площадь приведенного сечения:

Ared=A+α*Asp+α*Asꞌ+α*As,

где А – площадь бетона,

Аsp – площадь напрягаемой арматуры, Аs – площадь арматуры в нижней зоне, Аsꞌ – площадь арматуры в верхней зоне.

А=152000 мм2

α – коэффициент приведения, α=Es/Eb=180000/38000=4,74 Ared=152000+4,74*1416+4,74*226,2+4,74*79=160162,45 мм2

Статический момент:

Sred=Sb+αs*As*a+αр*Asр*αр+a*As*(h-a)

αр=100 мм

αs=30 мм

αs'=30 мм

Sb=(b*h2/2)+((bf-b)*hf2/2)+(bfꞌ-b)*hfꞌ*(h-hfꞌ/2)

Sb=(8*892/2)+((28-8)*252/2)+(28-8)*20*(89-20/2)=69534 см3

Sred=69534000+4,74*226,2*30+4,74*1416*100+4,74*79*(900-30)=70425148,44 мм3=70425,15 см3

Расстояние от центра тяжести приведенного сечения до растянутой в стадии эксплуатации грани.

Расстояние от центра тяжести приведенного сечения до нижней грани ребра:

yred=Sred/Ared

yred=70425,15/1601,62=43,97 см

Момент инерции приведенного сечения:

Ired=I+α*Asp*ysp2+α*As*ys12+α*Asꞌ*ys22, ysp=y-αp=440-100=340 мм

ys1=y-αsꞌ=440-30=410 мм ys2=900-440-30=420 мм

Ib=b*h3/12+b*h*(y0-h/2)2+((bf-b)*hf3/12)+(bf-b)*hf*(y0-hf/2)2+((bfꞌ-b)*hf3/12)+(bfꞌ- b)*hfꞌ*(h-y0-hfꞌ/2)2

I=80*8903/12+80*890*(440-445)2+((280-80)*2503/12)+(280-80)*250*(440- 125)2+((280-80)*2003/12)+(280-80)*200*(890-440-100)2=1,496*1010 мм4=1496000 см4

Ired=1496000+4,74*14,16*342+4,74*0,79*4,12+4,74*2,26*4,22=1573840,8 см4

Момент сопротивления приведенного сечения:

Wred=Ired/yred

Wred=1573840,8/44=35769 см3

Тоже для верхней грани балки:

Wredꞌ=Ired/y0ꞌ

Wred=1573840,8/45=34974,24 см3

Расстояние от центра тяжести до верхней ядровой точки: r=Wred/Ared=35769/1601,62=22,33 см Упругопластический момент сопротивления сечения:

Wpl=Wred/γ=35769*1,25=44711,25 см3,

где γ – коэффициент, для сечения двутаврового симметричного при 2 ˂ bfꞌ/b=bf/b=3,5 ≤ 6, γ=1,25.

Рисунок 33 – К расчету геометрических характеристик сечения

3.7. Определение потерь предварительного напряжения арматуры. Предварительное напряжение принимаем:

σsp ≤ 0,8*Rs,n=0,8*1500=1200 МПа σsp ≥ 0,3*Rs,n=0,3*1500=450 МПа

Принимаем σsp=1200 МПа