В курсовом проекте №1 по курсу «Железобетонные и каменные конструк- 2 страница

1.2.2 Определение расчетных усилий

Плита рассчитывается как многопролетная неразрезная балка прямоугольно-

го сечения шириной 1 м, опорами которой служат кирпичные стены и второстепен-

ные балки. При этом нагрузка, приходящаяся на 1 м² плиты, в то же время является нагрузкой на 1 м полосы.

Для определения усилий в плите необходимо вычислить расчетные пролеты l₀. В свою очередь,для определения расчетных пролетов необходимо знать ширинувторостепенной балки b_в.б., на которую опирается плита:

^bв. б.

^hв. б.

= (0,3...0,5) h_{в . б .};

æ 1	...		ö	^lв. б. ^,
= ç					÷
è		ø

где h_{в . б .} – высота второстепенной балки, м.

По конструктивным соображениям ширину и высоту второстепенной балки

назначаем кратной 50 мм.

Тогда расчетные пролеты l₀, м:

l _{0 п . кр} = l_{п . кр} - ^{bв . б .};

2

l _{0 п . ср} = l_{п . ср} -2 ^bв ₂^{. б.} .

Изгибающие моменты в плите определяются с учетом перераспределения

моментов вследствие пластических деформаций, то есть методом предельного рав-

новесия. При этом моменты на опорах выравниваются(рисунок1.8).

Изгибающие моменты в плите определяются по формулам, кН∙м:

^M кр	=	(g + v) l 0^2 п . кр	;
^M ср	=		(g + v) l 0^2 п . ср	;
^M оп 1	=		(g + v) l 0max^2		;
^M оп	=	(g + v) l 0^2 п . ср	,

где l _0max – больший из пролетов, примыкающих к первой опоре (max (l _{0 кр}; l _{0 ср} )), м.

Поперечные силы в плите определяются по формулам, кН:
^Qкр. лев.	= 0, 4 (g + v) l 0 п . кр;
^Qкр. пр.	= 0, 6 (g + v) l 0 п . кр;
Qср .=0,5(g + v) l 0 п . ср.
Рисунок 1.8 – Эпюры усилий в плите (указать свои значения)

1.2.3 Характеристики материалов

Характеристики материалов определяются согласно заданию на проектиро-

вание, а также в соответствии с СП 52-101-2003 «Бетонные и железобетонные кон-

струкции без предварительного напряжения арматуры». Приведем их в таблице 1.4.

Таблица 1.4 – Характеристики материалов

					Материал
				Бетон		Арматура
				Класс B15		Класс В500
RT	= 8,5 МПа;
b
R = g	b 2	R^T =0,9×8,5=7, 65 МПа;		В 500:
b		b
R^T	= 0, 75 МПа;		-Æ3 -12 мм: Rs = 415 МПа;
bt
R	= g		R^T =0,9×0, 75=0, 675 МПа.
bt			b 2 b

1.2.4 Проверка толщины плиты по прочности наклонных сечений

В общем случае, при расчете по прочности сечений, наклонных к продоль-

ной оси элемента, на действие поперечных сил, необходимо соблюдения следую-

щих условий:

1). Q £ Q_bc;

2). Q £ Q_u;

3). Q £ Q_bs,

где Q – максимальная поперечная сила на рассматриваемом участке, кН;

Q_bc –прочность по бетонной полосе между наклонными сечениями,кН;

Q_u –прочность по наклонному сечению,кН;

Q_bs –прочность бетона между хомутами,кН.

В нашем случае первое условие не проверяем: Q_bc > Q_u, поскольку расчетное сопротивление бетона сжатию в несколько раз превышает расчетное сопротивление бетона растяжению. Кроме того, в рассчитываемом сечении плиты отсутствуют по-

перечные хомуты, следовательно, третье условие также не проверяем.

В условии 2:

Q_u = Q_b + Q_sw,

где Q_b –поперечная сила, воспринимаемая бетоном в наклонном сечении, кН;

Q_sw –поперечная сила,воспринимаемая поперечной арматурой в наклонном сече-

нии, кН;

Как уже говорилось выше, в рассчитываемом сечении плиты отсутствуют поперечные стержни, следовательно:

Q_u = Q_b.

Q _max£0,5 R_bt bh ₀,

где b – ширина сечения, в нашем случае b = 1 м; h ₀–рабочая высота сечения(Рисунок1.9),м;

Рисунок 1.9 – К расчету рабочей высоты сечения

h ₀= h - ^d - d,

2

где h – толщина плиты, h = 80 мм;

d – диаметр продольной арматуры, предварительно принимаем d = 10 мм;

d – величина защитного слоя бетона, согласно п.8.3.2 СП 52-101-2003 принимаем

d = 20 мм.

h ₀=80-¹⁰-20=55мм.2

Проверяем выполнение условия Q _max £ 0,5 R_bt bh ₀.

Если условие соблюдается, поперечной арматуры не требуется, и толщину плиты оставляем 80 мм. В обратном случае увеличиваем толщину плиты:

h ₀= ^{Q max};

0,5 R_bt b

h = h ₀+¹⁰+20,мм.2

Значение высоты сечения h округляем в сторону увеличения согласно п.1.2.1.

1.2.5 Расчет рабочей арматуры

Расчет сечений, нормальных к продольной оси элемента, следует произво-

дить в зависимости от соотношения между значением относительной высоты сжа-

той зоны бетона x = x / h ₀, определяемой из соответствующих условий равновесия, и

значением граничной относительной высоты сжатой зоны бетона x_R.

Метод предельного равновесия применим, когда x £ 0,35.

Для определения значения относительной высоты сжатой зоны бетона опре-

делим вспомогательные коэффициенты a_m для различных значений моментов в крайних и средних пролетах по формуле

a_m = ^M ₂.

R_b bh ₀

Определим вспомогательные коэффициенты h и относительную высоту сжа-

той зоны бетона x исходя из найденных значений a_m. Все значения запишем в таблицу 1.5.

Таблица 1.5 – Значения коэффициентов a_m, h и относительной высоты сжатой зо-

ны бетона x

Для момента, кН·м	am	h	x
^Mкр	=...
^Mср	=...
^Mоп 1	=...

Значения относительной высоты сжатой зоны x для всех моментов должны удовлетворять условию x £ 0,35. В противном случае увеличиваем высоту сечения.

Также должно выполняться условие x £ x_R.

Значение x_R определяется по формуле

x_R = ^0,8.

₁₊ ^Rs

700

Если все условия соблюдены, то изменение размеров сечения не требуется.

Определим требуемую площадь поперечного сечения продольной арматуры для каждого значения изгибающего момента по формуле.

A_{s . тр .}= ^M.

R_shh ₀

Результаты расчетов сведем в таблицу Таблица 1.6.

Таблица 1.6 – Требуемая площадь поперечного сечения арматуры

Для момента, кН·м	h	As . тр .,мм^2
^Mкр	=...
^Mср	=...
^Mоп 1	=...

1.2.6 Конструирование плиты

Для армирования плиты применяем сетки, изготовленные в заводских усло-

виях. Сетки маркируются в следующем порядке (Рисунок 1.10):

C	d 1 кл 1- S 1	B ´ L	^C 1	,
d 2 кл 2- S 2	C 2

где С – сетка;

d ₁и d ₂–диаметры продольной и поперечной арматуры соответственно;

кл₁ и кл₂ –классы продольной и поперечной арматуры соответственно;

S₁ и S₂ –шаги продольной и поперечной арматуры соответственно;

С₁ и С₂ –размеры выпусков продольной и поперечной арматуры соответственно.

В –ширина сетки;

L –длина сетки.

Рисунок 1.10 – К обозначениям сеток

Согласно ГОСТ 23279-85 шаг арматуры в сетках S₁ и S₂ принимают 100, 150

или 200 мм, а размеры выпусков поперечных стержней С₂ принимают 15, 20, 25, 30, 50, 75 или 100 мм.

При непрерывном армировании сетки раскатывают по всей длине перекры-

тия, включая и крайние пролёты, поперёк второстепенных балок, а в местах, где армирование будет недостаточным, устанавливают дополнительные сетки, которые раскатывают вдоль второстепенных балок (1.11, а).

При раздельном армировании сетки раскатывают вдоль второстепенных ба-

лок в пролетах и над опорами (1.11, б).

Сетки над опорами выводят за грань второстепенной балки на ¼ пролета.

а – непрерывное армирования; б – раздельное армирование;

Рисунок 1.11 – Варианты армирования плиты

Для подбора армирования сведем в таблицу площади поперечного сечения арматуры при различном шаге арматуры.

Таблица 3 - Площади поперечного сечения арматуры, при различном шаге арматуры

Диаметр	Площадь поперечного сечения арматуры A при шаге, см^2
арматуры
d, мм
	1,26	0,879	0,628

5

1,96

1,37

0,98

При подборе рабочей арматуры должно выполняться условие A_{s . факт.} ³ A_{s . треб .},

где A_{s . факт .} – площадь подобранной арматуры;

A_{s . треб .}–требуемая площадь арматуры(Таблица1.6).

Диаметр конструктивной (служащей лишь для образования сеток) арматуры задается в зависимости класса арматуры плиты (см. задание):

- для арматуры В500 – Ø4 мм;

- для арматуры А400 и А500 – Ø6 мм.

Шаг конструктивной арматуры – 200 мм.

При непрерывном армировании для сетки С1рабочая арматура продольная,

для сетки С2 – поперечная.

На крайних и средних пролетах принимаем сетку C 1	5 В 500	- 200	3040´ L	C 1
4 В 500	- 200

Следовательно, для сеток С2, раскатываемых вдоль второстепенных балок

^As. тр. ^{= A}s. тр. оп. ^{- A} s. факт. ^,мм2.

Ширина этой сетки должна удовлетворять условию:

B ³ bвб +0, 25(l 0 п . кр + l 0 п . ср ).
Принимаем сетку C 2	4 В 500 - 200	1000 ´ L	C 1
4 В 500 (´200) -100

При раздельном армировании рабочей арматурой для всех сеток будет попе-

речная арматура.

Ширина сеток В должна удовлетворять следующим условиям:

^BC 1	^» ^l 0 п. кр ^;
^BC 2	^» ^l 0 п. ср ^;
^BС 3	³ bвб +0, 25(l 0 п . кр + l 0 п . ср);
^BС 4	³ bвб +0, 25 l 0 п . ср.

Подбор диаметра и шага арматуры ведется аналогично варианту с непрерыв-

ным армированием.

1.2.7 Конструирование неразрезной плиты

1.3 Расчет и конструирование неразрезной второстепенной балки

1.3.1 Назначение размеров. Сбор нагрузок на балку.

Приведем чертеж разреза по второстепенной балке (рисунок 1.12):

Рисунок 1.12 – Разрез по второстепенной балке

Ширину главной балки b_гб принимаем равной 300 мм по конструктивным соображениям. Высоту второстепенной балки h_вб =... мм мы определили в п.1.2.2.

Расчетные пролеты второстепенной балки l _{0 вб} определяются по формулам, м:

l _{0 вб . кр} = l_{вб . кр} - ^b ₂ ^гб; l _{0 вб . ср} = l_{вб . ср} -2 ^b ₂ ^гб.

Для определения нагрузок на второстепенную балку дадим понятие грузовой площади.

Грузовая площадь –это площадь,через которую нагрузка передается на кон-

кретную конструкцию. Логически ясно, что ширина грузовой площади плиты для передачи нагрузки на второстепенную балку равна половине пролета плиты (рису-

нок 1.13):

Рисунок 1.13 – Схема передачи нагрузки с плиты на второстепенную балку

Поскольку крайние пролеты плиты меньше средних, принимаем для расчета

нагрузок на балку средний пролет плиты.

С учетом этого, временная нагрузка на балку в общем случае будет опреде-

ляться по формуле

v = v ^таблl_{п . ср},

где v^табл – величина временной нагрузки, определенная в п.1.2.1 таблица 1.3.

Постоянная нагрузка на балку складывается из нагрузки от веса плиты и нагрузки от собственного веса балки:

g = g _пп + g _p;

Дата добавления: 2015-10-21