Расчет элементов железобетонного здания

Подбор продольной арматуры в крайних пролетах и  на первых промежуточных опорах.

 

 

Относительная высота рабочей  зоны:

, тогда

Поскольку в плите уже  предусмотрена основная сетка с  рабочей арматурой  ширины плиты, принимаем дополнительное армирование в крайних пролетах и на первых промежуточных опорах по , тогда полная площадь сечения 

Монолитная плита армируется сварными рулонами (т.к. диаметр арматуры меньше 6 мм) сетками с рабочей арматурой вдоль главных балок. Размещение арматуры соответствует характеру эпюры изгибающих моментов. Поперечная арматура конструктивная  с шагом 250 мм.

 

 

5.3. Расчет и армирование второстепенной  балки.

Расчетная схема и нагрузки.

Расчетная схема - 5-ти пролетная  неразрезная балка. Расчетный пролет- расстояние в свету между гранями главных балок

Расчетная нагрузка на 1 метр длины второстепенной балки: 
1)от участка плиты шириной с=1,8м  
1.1) постоянная  
1.2) временная  
2) от собственного веса ребра второстепенной балки

 
Для построения огибающей эпюры  моментов принимаются две схемы  загружения второстепенной балки. Огибающая эпюра необходима для определения отрицательных величин моментов в пролетах второстепенной балки.

Рис. 14 Расчетная схема второстепенной балки с эпюрами изгибающих моментов и поперечных сил.

 

Первая схема:

Полная нагрузка:  - в нечетных пролетах 
Условная полная нагрузка: - в четных пролетах 
Вторая схема:

- в четных пролетах

- в нечетных пролетах

Расчетные усилия определяются с учетом их перераспределения в  предположении образования пластического шарнира на первой промежуточной опоре. 
Ординаты выровненной эпюры моментов:

-в первом пролете

-на первой промежуточной  опоре 

-в средних пролетах  и на средних опорах 

Отрицательные изгибающие моменты  определяются в сечениях балки соответствующих местам обрыва надопорной арматуры(на расстоянии )

При отношении  можно принять . Поскольку

 

 

Поперечные силы:

-на крайней опоре 

-на первой промежуточной  опоре слева 

-на первой промежуточной опоре справа

Для второстепенной балки  принята арматура А400

-нормативное сопротивление R_s,n, МПа        400; 
-расчётное сопротивление R_s, МПа         355; 
-модуль упругости E_s, МПа                                  2*10⁵

Расчетное сечение второстепенной балки тавровое сечение. Полка тавра- участок плиты имеющий  ширину с=1,8 м, высота сечения , ширина ребра .

Проверка принятой высоты сечения второстепенной балки.

Поверка производиться по моменту на первой промежуточной  опоре

 .

Значение относительной  высоты сжатой зоны, соответствует  условию образования пластического шарнира   коэффициент .

Момент отрицательный, т.е. полка сечения растянута, поэтому расчет производится как для сечения прямоугольной формы с высотой , .

  тогда полная высота сечения

  поэтому увеличиваем высоту сечения и в дальнейших расчетах принимаем .

Расчет прочности нормальных сечений.

Цель расчета: подобрать  продольную рабочую арматуру в опорных  и пролетных сечениях балки.

Сечение в крайних пролетах (): расчетное сечение тавровой формы с размерами: , , высота сечения , рабочая высота сечения , ширина ребра .м

 

Относительная высота рабочей  зоны:

,

Высота  сжатой зоны:  следовательно нейтральная ось проходит в полке, расчет ведется для прямоугольного сечения шириной

Для обеспечения прочности  нормальных сечений в крайних  пролетах балки у нижней(растянутой) грани принимаем по .

Сечение в среднем пролете():

 

Относительная высота рабочей  зоны:

,

Высота  сжатой зоны:  следовательно нейтральная ось проходит в полке, расчет ведется для прямоугольного сечения шириной

Для обеспечения прочности  нормальных сечений в средних пролетах балки у нижней(растянутой) грани принимаем по .

Сечение в среднем пролете на расстоянии 0,25 от грани главной балки (отрицательный момент )

Расчетное сечение имеет  прямоугольную форму с размерами: , ,

 

Относительная высота рабочей  зоны:

 

 

Для обеспечения прочности  нормальных сечений в средних  пролетах балки на расстоянии 0,25от грани главной балки у верхней (растянутой) грани принимаем по .

Сечение на первой промежуточной опоре().

Расчетное сечение на опорах имеет прямоугольную форму так  как здесь действует отрицательный изгибающий момент и полка растянута. Размеры сечения: , ,

 

Относительная высота рабочей  зоны:

 

 

Для обеспечения прочности  нормальных сечений на первой промежуточной  опоре балки у верхней(растянутой) грани принимаем по .

Сечение на средних опорах ()

Расчетное сечение на опорах имеет прямоугольную форму так  как здесь действует отрицательный изгибающий момент и полка растянута. Размеры сечения: , ,

 

Относительная высота рабочей  зоны:

 

 

Для обеспечения прочности  нормальных сечений на средних опорах балки у верхней (растянутой) грани принимаем по .

5.4.  Расчет прочности наклонных сечений

Цель: проверить прочность  наклонных сечений при принятой по конструктивным требованиям поперечной арматуре.

Прочность наклонных сечений  следует проверить только на действие максимальной поперечной силы 

Для поперечной арматуры принимаем, из условий свариваемости с продольной арматурой, проволоку  
расчётное сопротивление R_sw, МПа                           300; 
модуль упругости E_s, МПа                  20∙10⁴.

В поперечном сечении устанавливаем 2 каркаса тогда , где

n-число каркасов,

Согласно п.п. 8.3.11    шаг стержней в приопорных участках

, примем

Максимально допустимый шаг хомутов  в приопорных участках:

 -принятый шаг не превышает максимально допустимого.

Проверим  прочность бетонной полосы между наклонными трещинами  на действие главных сжимающих напряжений .

 

 прочность бетонной полосы между наклонными трещинами обеспеченна.

Расчет второстепенной балки по наклонному сечению производится из условия:

, где

-поперечная сила воспринимаемая бетоном.

-поперечная сила воспринимаемая арматурой.

Усилие в хомутах  у опор на единицу длины(п.п. 3,31):

 

 

Условие выполняется хомуты учитываются полностью.

По 3,46

Определим длину наиболее опасной  наклонной трещины(п.п. 3,32)

, где =q=27,32=273,2

 

Проверим условия п.п. 3,32.

 

1)

2)=0,69<2 условия не выполняются, принимаем

Поперечная сила на расстоянии с  от опоры.

 

Выполним проверки п.п. 3,41

1)

2)Q_max ≤ 2,5R_btbh_o,    

Условие 1 не выполняется, поэтому необходим  расчет с учетом поперечной рабочей арматуры.

Поперечная сила воспринимаемая бетоном:

, при  и

 

 

 условия не выполняются следовательно необходим расчет с рабочей арматуры.

 

 

Поперечная сила воспринимаемая арматурой в наклонном сечении по 3.47 [4]:

,

Где - проекция наклонной трещины принимаемая с =, но не более 2

=50,39

 

Выполним  проверку:

+29629,32=73030,75 проверка выполняется следовательно прочность наклонных сечений на действие главных растягивающих напряжений обеспечена.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы:

1. СНиП 23-01-99*. Строительные нормы и правила  Российской Федерации. Строительная климатология. / Госстрой России.

2. СП 52–101–2003. Свод правил по проектированию и строительству. Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры / Госстрой России. – М.: ГУП «НИИЖБ», ФГУП ЦПП, 2004

3. СП 52–102–2004. Свод правил по проектированию и строительству. Предварительно напряженные железобетонные конструкции / Госстрой России. – М.: ГУП «НИИЖБ», ФГУП ЦПП, 2005

4. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 52-101-2003). ЦНИИПромзданий, НИИЖБ. – М.: ОАО «ЦНИИПромзданий», 2005

5. Пособие по проектированию  предварительно напряженных железобетонных конструкций из тяжелого бетона (к СП 52-102-2003). ЦНИИПромзданий, НИИЖБ. – М.: ОАО «ЦНИИПромзданий», 2005

6.СП 52-103-2007.Свод правил по проектированию и строительству. Железобетонные конструкции монолитных зданий. / Госстрой России. – М.: ГУП «НИИЖБ», ФГУП «НИЦ «Строительство», 2007

7. СНиП 2.01.07-85^*. Нормы проектирования. Нагрузки и воздействия. –М.: ГУП ЦПП, 2003.