Министерство образования и науки Российской Федерации филиал фгбоу впо «псковский государственный университет»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Филиал ФГБОУ ВПО «Псковский государственный университет»

Контрольная работа

по курсу

«Железобетонные и каменные

изделия»

Вариант №5

студента 3-го курса заочной формы обучения

270800 «строительство»

Группа 1333-06сф

Шифр:12104065

Выполнил: Левченков Алексей Иванович

Проверила: Морозова Светлана Юрьевна

Великие Луки

2015г.

Задача № 1.

По данным своего варианта рассчитать и сконструировать однопролётную свободно опёртую железобетонную балку покрытия прямоугольного сечения, загруженную равномерно распределённой нагрузкой. При этом требуется определить усилия в сечениях балки, размеры балки, произвести расчет балки по нормальным и наклонным сечениям и выполнить конструирование балки. Выполнить рабочие чертежи балки, составить спецификацию арматуры.

Произвести расчёт и конструирование балки покрытия прямоугольного сечения по следующим данным:

Пролёт балки l, = 6,4 м

Шаг балок с = 6,0 м

Постоянная нормативная нагрузка q^н, = 5,0 кН/м²

Район строительства г. Великие Луки p^н =180 кг / м ² = 1,8 кН / м²

Бетон класса В 25

Продольная рабочая арматура из А- III

Коэффициент надёжности по нагрузке для постоянной нагрузки γ_f1 = 1,1

Коэффициент надёжности по нагрузке для снеговой нагрузки γ_f2 = 1,4

Коэффициент надёжности по назначению здания γ_n = 0,95

Поперечная арматура класса А- I

Решение:

1. Определяем расчётные характеристики бетона и арматуры

R_b = 148 x 0,95 = 140,6 кг с / см ²

R_bt = 10,7 х 0,95 = 10,17 кг с / см ²

R_s = 3750 х 0,95 = 3562,5 кг с / см ² (для арматуры класса А – III)

R_sw =1800 x 0,95 = 1710 кг с / см ² (для арматуры класса А – I)

2. Определяем полную расчётную нагрузку на балку

q = (q^н х γ_{f 1} + р^н х γ_{f 2}) х с = (5 х 1,1 +1,8 х 1,4) х 6 = 48,12 кН / м²

3. Производим статический расчёт балки

Q = q l / 2 = 48,12 x 6,4 / 2 = 153,98 кН

М = q l²/ 8 = 48,12 x 6,4² / 8 = 246,4 кН м

4. Устанавливаем размеры поперечного сечения балки. Для этого одним из размеров задаёмся. Принимаем ширину балки b = 25 см. Принимаем ζ = 0,3

что меньше ζ_R = 0,591. По коэффициенту ζ устанавливаем коэффициент А_о.

А_о = 0,255. Тогда рабочая высота сечения

а = а_з.с. + d / 2 = 2 + 2 / 2 = 3 см

h = h_o + a = 52,43 см + 3 см = 55,43 см

Окончательно принимаем h = 55 см (кратно 5 см).

Таким образом, принимаем сечение балки b x h = 25 x 40 см

5. Рассчитываем продольную рабочую арматуру

h_o = h – a = 55 – 3 = 52 см

А_о = М / R_b b h_o = A_{o max} = 0,416

По коэффициенту A_o устанавливаем коэффициент η = 0,85

A_S = М / R_s η h_o = см²

По таблице сортамента арматуры принимаем 2Ø 32 А – III (A_S = 16,09 см²)

Производим расчёт поперечной арматуры. Проверяем условия:

Q Q_b = 0,35 R_b b h_o

Q Q_b = 0,6 R_bt b h_o

Q_b = 0,35 R_b b h_o = 0,35 x 140,6 x 25 x 52 = 63973 = 639,73 кН

Q = 153,98 кН < 639,73 кН условие выполняется

Q_b = 0,6 R_bt b h_o =0,6 10,17 25 52 = 7932,6 = 79,3 кН

Q = 153,98 кН > 79,3 кН условие не выполняется, следовательно, расчёт поперечной арматуры необходим.

Вычисляем величину поперечной силы, проходящей на единицу длины балки по формуле:

q_sw = Q² / 8 R_bt b h_o² = 15398² / 8 х 10,17 х 25 х 52² = 43,11 кг / см

Вычисляем ход хомутов

S_max = 1,5 R_bt b h_o/ Q = 1,5 x 10,17 x 25 x 52² / 15398 = 66,97 см

По конструктивным требованиям при h 450 мм

s = h / 2 = 55 / 2 = 27,5 см должно быть 15 см

С учётом вычислений, а также конструктивных требований окончательно принимаем шаг хомутов s = 15 см.

тогда площадь поперечного одного хомута

_sw = q_sw s / R_sw = 43,11 x 15 / 1710 = 0,38 см²
По сортаменту и с учётом условия свариваемости принимаем поперечную арматуру Ø 8 А – I ( _sw = 0,503 см²

Задача № 3.

Рассчитать и сконструировать сборную железобетонную колонну по следующим данным:

Сечение колонны h_k x b_k= 300х300 мм =30 х 30 см

Расчётная длина колонны l₀ = 5,4 м

Бетон класса В 25

Рабочая арматура из стали класса А - II;

Расчётная нагрузка длительно действующая N_дл. = 720 кН

кратковременного действия N_кр. = 250 кН

Решение:

1. Определяем расчётные характеристики бетона и арматуры

R_b = 148 кг с / см ²

R_sc = 2850 кг с / см ²

2. Вычисляем предварительно требуемую площадь поперечного сечения арматуры при коэффициенте продольного изгиба φ = 1 по формуле

A_s = N / φ R_SC – R_b A_b / R_SC = (72000 + 25000) / 1 х 2850 – 148 х 30 х 30 / 2850 = 34,04 – 46,74 = 12,7 см²

Предварительно принимаем 4 Ø 22 А – II (A_S = 15,2 см ²)

3. Определяем точное значение коэффициента φ

Вычисляем α = R_SC A_S / R_b A_b = 2850 х 15,2 / 148 х 30 х 30 = 0,33

Гибкость λ = l_o / b = 540 / 30 = 18

Отношение N_дл / N = 720 / (720 + 250) = 0,742

По таблице коэффициентов φ_b и φ_r устанавливаем эти коэффициенты

Коэффициент продольного изгиба для бетона φ_b = 0,735 и арматуры φ _r = 0,81

Вычисляем коэффициент продольного изгиба для колонны

φ = φ_b + 2 (φ_r - φ_b) х α = 0,735 + 2 (0,81 – 0,735) х 0,33 = 0,785

4. Искомая площадь арматуры

А_S = N / φ R_SC - R_b A_b / R_SC = (72000 + 25000) / 0,785 x 2850 – 148 x 30 x 30 / 2850 =

Окончательно принимаем 4 Ø

5. Поперечные стержни (хомуты) из условия свариваемости принимаем

Задача № 4.

Рассчитать и сконструировать железобетонный фундамент стаканного типа, воспринимающий нагрузку от колонны, загруженной вертикальной нагрузкой. Средний объёмный вес фундамента и грунта на его уступах для всех вариантов заданий принять γ_ср.=20 кН/м².Выполнить рабочие чертежи фундамента, составить спецификацию арматуры. Фундамент принять двухступенчатым, квадратным в плане.

Расчётное усилие на фундамент N=1500кН

Коэффициент надёжности по нагрузке γ_ḟ=1,2

Расчётное сопротивление грунта основания R_o= 250 КПа

Глубина заложения фундамента d=1,55 м

Сечение колонны h_к х b_к=300х300мм

Бетон фундамента класса В 25

Арматура в фундаменте класса А-II

Продольная арматура колонны Ø 25 А- III (Из задачи № 3)

Решение.

Определяем нормативную нагрузку на фундамент

N^н = N / γ_ḟ = 1500 / 1,2 =1250 кН

Устанавливаем расчётные характеристики бетона класса В 25 и арматуры класса А –II.

R_b= 148 кгс/см²

R_bt= 10,7 кгс/см²

R_S= 2850 кгс/см²

Требуемая площадь подошвы квадратного фундамента

А = а х а = N^Н /(R_о-γ_ср.d) = 1250 / 250 – 20 х 1,55 = 1250 / 219 = 5,71 м²

Размер стороны а = м

Округляя принимаем а = 2,4 м

А = 2,4² = 5, 76 м²

Реактивный отпор грунта р_гр = N / A = 1500 кН / 5,76 = 260,42 кН / м ²

Рабочая высота фундамента из условия продавливания

h_о = +

Высота фундамента с учётом конструктивных требований из условий заделки колонны h = 1,5 х h_k + 25 см = 1,5 х 30 + 25 = 70 см

Высота фундамента из условий анкеровки продольной арматуры колонны

d_S = 25 мм в фундаменте h = 30 d_S + 25 см = 30 х 2,5 + 25 = 75+ 25 = 100 см

Принимаем окончательную высоту фундамента h = 100 см

Рабочая высота фундамента h_o = h – a = 100 -

Дата добавления: 2015-10-21