- •Данные для выполнения проекта
- •Расчет прочности сечения
- •Плита с овальными пустотами
- •Решение:
- •2. Определим вторые потери предварительного напряжения.
- •Проверка образования трещин
- •Неразрезной ригель
- •Проверяем прочность по наклонной полосе ригеля между наклонными трещинами:
- •Сборная железобетонная колонна и центрально-нагруженный фундамент под колонну
- •6 Этап Кирпичный столб с сетчатым армированием
Проверяем прочность по наклонной полосе ригеля между наклонными трещинами:
Построение эпюров материалов выполняем с целью рационального конструирования продольной арматуры ригеля в соответствии с огибающей эпюрой изгибающих моментов.
Сечение в пролете с продольной арматурой 2Ø25A-III
Сечение в пролете с продольной арматурой 4Ø25 A-III
, так как
,
Сечение у опоры с арматурой в верхней зоне 2Ø28
, ,
Для нижней арматуры по эпюре Q графическим способом находим поперечную силу в точке теоретического обрыва стержней диаметром 28 мм тогда требуемая длина анкеровки будет равна:
Для верхней арматуры у опоры диаметром при Q=61кН соответственно получим:
Сборная железобетонная колонна и центрально-нагруженный фундамент под колонну
,
Постоянная нагрузка от конструкций одного этажа:
от перекрытия:
от собственного веса ригеля:
от собственного веса колонны сечением 0,3х0,3 при высоте этажа 3,3 м:
Итого:
Временная нагрузка от покрытия одного этажа:
Временная нагрузка от снега для города Казань ():
, в том числе длительная составляющая:
Постоянная нагрузка от покрытия при нагрузки от кровли и плит:
Т.о. суммарная (максимальная) величина продольной силы в колонне первого этажа (при заданном количестве этажей 4) будет составлять:
, в том числе длительно действующая:
Характеристики бетона и арматуры для колонны:
Бетон: B30, ;
Продольная рабочая арматура класса А-I;
Принимаем предварительный коэффициент вычисляем требуемую площадь сечения продольной арматуры:
Принимаем 3Ø20A-III
Выполним проверку прочности сечения колонны с учетом площади фактически принятой арматуры:
При; ; , ,
Так как , то
Тогда фактическая несущая способность расчетного сечения колонны будет равна:
, следовательно прочность колонны обеспечена.
Поперечная арматура:
и менее 500мм
Фундамент (сечение колонны; )
Фундамент должен проектироваться из тяжелого бетона класса B20
Назначаем размер: , при этом
Рабочая высота фундамента:
Полная высота фундамента должна быть не менее:
,
- высота нижней ступени
,
Выполним проверку условия прочности нижней ступени фундамента (b=1мм)
Прочность нижней ступени по наклонному сечению обеспечена
6 Этап Кирпичный столб с сетчатым армированием
Решение: Определяем требуемые размеры поперечного сечения столба, принимая величину средних напряжений в кладке G = 2,5 Мпа, тогда получим А = N/G = 674 10/2,5 = 0,26 10 мм.Назначаем размеры сечения кирпичного столба с учетом кратности размерам кирпича b = 510 мм и h = 640 мм с А = 640 510 = 0,32 10 мм = 0,32м
Так как заданная величина эксцентриситета е = 62 мм < 0,17 h = 0,17 640 = 109 мм, то ,согласно п 4.31, столб можно проектировать с сетчатым армированием.
Вычисляем максимальное ( у наиболее сжатой грани ) напряжение в кладке с принятыми размерами сечения , пользуясь формулами 13,14 (6):
G= N / ( mA) = 637 10/( 10,90,26101 ) = 2.84Мпа,
Где A= A(1-2e/h) = 0,3210(1-262/640) = 0,26310 мм, а значения коэффициентов
m = 1, = 0,9 и = 1 принято предварительно ориентировочно.
Тогда расчетное сопротивление неармированной кладки должно быть не менее 0,6 2,86 = 1,70 МПа.
По табл. 2(6) принимаем для кладки столба марку кирпича 150 и марку раствора 50 (R = 1.8 Мпа). Так как площадь сечения столба A = 0,32 м >0,3 м, то расчетное сопротивление кладки не корректируем.
Определим требуемый процент армирования кладки, принимая значение R = = 2.86Мпа, тогда получим
= 0,40% > 0,1%
где R = 0,6 360 = 216 МПа для арматуры диаметром 5 мм класса Вр-1 ( A= 19,6 мм) с учетом коэффициента условий работы = 0,6
Назначаем шаг сеток s = 158 мм (через каждые два ряда кладки при толщине шва 14 мм), тогда размер ячейки сетки с перекрестным расположением стержней должен быть не менее
c = 2A/(s) = 219,6100/(0,40158) = 62,0мм.
Принимаем размер с = 60 мм, при этом получим = 2A/(cs) = 219,6100/(60158) = 0,416 %, что не превышает предельного значения
Определяем фактическую несущую способность запроектированного сечения кирпичного столба с сетчатым армированием (рис 1. 34г). Для определения коэффициентов продольного изгиба расчетная высота столба при неподвижных шарнирных опорах будет равна
l = H = 3600 мм
= l/ h = 3300/640 = 5,15
Соответственно гибкость в плоскости действия изгибающего момента
Высота сжатой части сечения и соответствующая ей гибкость
h = h – 2e = 640 - 262 = 516мм; h= H / h= 3300 / 516 = 6,3
При < 10 по табл. 20(6) находим = 0, тогда коэффициент, учитывающий влияние длительной нагрузки, будет равен m= 1.
Вычисляем прочностные и деформативные характеристики армированной кладки:
Расчетные сопротивления армированной кладки при внецентренном сжатии
R= R +( 1- ) = 1.8 + ( 1 - ) = 3,09 Мпа < 2R = 3.6 МПа
Упругую характеристику кладки с сетчатым армированием по формуле
где = 500 принимаем по таблице 15(6) для силикатного полнотелого кирпича;
R = kR = 21.8 = 3,6 Мпа, а
R = kR + 2R/100 = 6,76 МПа
Пользуясь табл.18 (6) по величинам гибкостей и и значению упругой характеристики армированной кладки находим значения коэффициентов продольного изгиба для армированной кладки при внецентренном сжатии = 0,945 и = 0,8 ; соответственно получим = ( + )/2 = (0,945 + 0,80)/2 = 0,887
Коэффициент , учитывающий повышение расчетного сопротивления кладки при внецентренном сжатии, определяем по табл. 19
= 1 + e/ h = 1 + 62/ 640 = 1,09 < 1,45
Тогда фактическая несущая способность запроектированного кирпичного столба при при внецентренном сжатии будет равна
N = mRA = 1 = 837000 Па
Т.к. сечение прямоугольного профиля, то выполняем проверку несущей способности столба на центральное сжатие в плоскости, перпендикулярной действию изгибающего момента.
Поскольку при центральном сжатии армирование кладки не должно быть более
50 R/ R = 50 1.8/ 216 = 0,41 % < = 0,42% , то в расчете на центральное сжатие принимаем = 0,41% , соответственно получим следующие значение прочностных и деформативных характеристик армированной кладки
R = R + 2R/100 = 1,8 + 0,41 / 100 = 3,57 Мпа, что не более 2R = 3.6Мпа; = 0,877 при = 3300 / 640
Тогда несущая способность при центральном сжатии составит
N = mRA = 1 = 949 Н
949 кН. Следовательно, фактическая несущая способность столба будет определяться случаем внецентренного сжатия и составит N = 949 кН, поэтому прочность кирпичного столба обеспечена.