Xreferat.com » Рефераты по строительству » Железобетонные конструкции

Железобетонные конструкции

Характеристики прочности бетона и арматуры


Бетон В45:

Нормативная прочность бетона на сжатие для предельных состояний соответственно первой группы – Rbn=32МПа,

Расчетная прочность бетона на сжатие для предельных состояний второй группы – Rb, ser=32МПа;

Нормативная прочность бетона на растяжение для предельных сотояний первой группы – Rbtn=2,2 МПа;

Расчетная прочность бетона на растяжение для предельных состояний второй группыRbt, ser=2,2МПа;

Расчетная прочность бетона на сжатие для предельных состояний первой группы – Rb=25МПа;

Расчетная прочность бетона на растяжение на растяжение для предельных состояний первой группы – Rbt=1,45МПа;

Начальный модуль упругости бетона при сжатии – Eb=34*103 МПа;

Арматура А 1000:

Нормативная прочность арматуры на растяжение для первой группы предельных состояний – Rsn=980МПа;

Расчетная прочность арматуры на растяжение для второй группы предельных состояний – Rs, ser=980МПа;

Расчетная прочность арматуры на растяжение для первой группы предельных состояний – Rs=815МПа;

Расчетная прочность арматуры на сжатие для первой группы предельных состояний – Rsc=390МПа;

Модуль упругости продольной арматуры – Es=19*104 МПа;

Предварительное напряжение арматуры:


Железобетонные конструкции; (1)

Железобетонные конструкции

Проверяю условия:


Железобетонные конструкцииЖелезобетонные конструкцииsp=0.05Железобетонные конструкцииsp, (2)


Железобетонные конструкцииЖелезобетонные конструкцииsp=0.05*735=36,75


Железобетонные конструкции; (3)


Железобетонные конструкции

771,75<980 – Условие выполняется;

Предельное отклонение предварительного напряжения:


Железобетонные конструкции, (4)


где n – число арматурных стержней=2;

Железобетонные конструкции


Железобетонные конструкции; (5)


Железобетонные конструкции

При проверке по образование трещин в верхней зоне плиты при обжатии принимаем


Железобетонные конструкции

Железобетонные конструкции

Предварительное напряжение с учетом натяжений


Железобетонные конструкции


Железобетонные конструкции– с учетом потерь.

Расчет пустотной плиты в предельном состоянии первой группы


Расчетный пролет и нагрузки


Для установления расчетного пролета плиты предварительно задаюсь размерами сечения ригеля:


Высота – Железобетонные конструкции, (6)


где l – длина ригеля;

Железобетонные конструкции


Ширина – Железобетонные конструкции, (7)


Железобетонные конструкции

50х20 см-размеры ригеля

При опирании на ригель поверху расчетный пролет:


Железобетонные конструкции, (8)

Железобетонные конструкции


Таблица 1 – Нормативные и расчетные нагрузки на 1м2 перекрытия

Нагрузка Нормативная нагрузка, Н/ м2 Коэффициент надежности по нагрузке Расчетная нагрузка, Н/ м2

Постоянная:

многопустотная плита с круглыми пустотами

слой цементного раствора,

δ=20 мм (ρ=2200 кг/м3 )

керамические плитки, δ=13 мм (ρ=1800 кг/м3)


3000


440


240


1,1


1,3


1,1


3300


570


264

Итого 3680 - 4134

Временная

В том числе:

длительная

кратковременная

5000


2000

3000

1,2


1,2

1,2

6000


2400

3600

Полная нагрузка

В том числе:

постоянная и длительная

кратковременная

8680


7180

1500

-


-

-

10134


-

-


Расчетная нагрузка на 1 м2 при ширине плиты 1,533 м.

постоянная

Железобетонные конструкции

полная

Железобетонные конструкции

Железобетонные конструкции

Нормативная нагрузка на 1 м:

постоянная

Железобетонные конструкции

полная

Железобетонные конструкции

в том числе постоянная и длительная

Железобетонные конструкции


Усилия от расчетных и нормативных нагрузок


От расчетной нагрузки


Железобетонные конструкции; (9)


Железобетонные конструкции.


Железобетонные конструкции; (10)


Железобетонные конструкции


От нормативной полной нагрузки

Железобетонные конструкции

От нормативной постоянной и длительной нагрузок

Железобетонные конструкции


Установление размеров сечения плиты


Высота сечения многопустотной (7 круглых пустот диаметром 15,9 см) предварительно напряженной плиты:

Железобетонные конструкции


Рабочая высота сечения:


Железобетонные конструкции; (12)


Железобетонные конструкции

Толщина верхней и нижней полок (22–15,9) 0,5=3,05 см.

Ширина ребер: средних-3,5 см; крайних-4,65 см.

В расчетах по предельным состояниям первой группы расчетная толщина сжатой полки таврового сечения h'ƒ=3 см; отношение h'ƒ/h=3/22=0,14›0,1, при этом в расчет ввожу всю ширину полки b'ƒ=1500 мм;

расчетная ширина ребра

Железобетонные конструкции


Расчет прочности плиты по сечению, нормальному к продольной оси


М=72 кНм. Сечение тавровое с полкой в сжатой зоне.


Железобетонные конструкции; (13)


Железобетонные конструкции.

Нахожу из таблицы III.1 учебника В.Н. Байкова коэффициент ξ=0,07;


Железобетонные конструкции; (14)

Железобетонные конструкции

1,33 см ‹ 3 см – нейтральная ось проходит в пределах сжатой полки; η=0,965.

Характеристика сжатой зоны:


Железобетонные конструкции; (15)


Железобетонные конструкции

Граничная высота сжатой зоны:


Железобетонные конструкции, (16)


где в знаменателе формулы ξR принимаю 500 МПа, поскольку γb2‹1;


Железобетонные конструкции; (17)


Железобетонные конструкции

Железобетонные конструкции

Коэффициент условий работы, учитывающий сопротивление напрягаемой арматуры выше условного предела текучести, согласно формуле:


Железобетонные конструкции; (18)

Железобетонные конструкции

здесь η=1,15 – для арматуры класса А-1000;

принимаем γs6=η=1,15.

Вычисляю площадь сечения растянутой арматуры:


Железобетонные конструкции; (19)


Железобетонные конструкции

Принимаю 6Ш10 А-1000, As=4,71см2.


Расчет прочности плиты по сечению, наклонному к продольной оси


Проверяю, требуется ли поперечная арматура по расчету по первому условию:


Железобетонные конструкции; (20)


Железобетонные конструкции

Проверяю, требуется ли поперечная арматура по расчету по второму условию:


Железобетонные конструкции (21)


Для того, чтобы подсчитать Q вычисляем q1:

Железобетонные конструкции; (22)


Железобетонные конструкции

Сравниваем Железобетонные конструкции, (23)

Железобетонные конструкцииЖелезобетонные конструкции

Условие выполняется, назначаю С=Сmax=2,5ho;

C=2,5·190=475 мм.

Для определения Q вычисляю:


Железобетонные конструкции; (24)


Железобетонные конструкции

Железобетонные конструкции

Железобетонные конструкции

Проверяю прочность бетона по сжатой полосе по условию:


Железобетонные конструкции (25)


где Железобетонные конструкции


Железобетонные конструкции

Железобетонные конструкции

Железобетонные конструкции

Железобетонные конструкции

Условие выполняется

Расчет многопустотной плиты по предельным состояниям второй группы


Геометрические характеристики приведенного сечения


Круглое очертание пустот заменяю эквивалентным квадратным со стороной h=0,9в=0,9*1,59=14,3 см. Толщина полок эквивалентного сечения h'f=3 см. Ширина ребра 150–7*14,3=49,9. Ширина пустот 150–49,9=100,1 см. Площадь приведенного сечения Ared=150*22–100,1*14,3=1869 см2 (пренебрегаю ввиду малости величиной νАs).

Расстояние от нижней грани до центра тяжести приведенного сечения:


Железобетонные конструкции (26)


Железобетонные конструкции

Момент инерции сечения (симметричного):

Железобетонные конструкции

Момент сопротивления сечения по нижней зоне:


Железобетонные конструкции; (27)


Железобетонные конструкции

Железобетонные конструкции

Расстояние от ядровой точки, наиболее удаленной от растянутой зоны (верхней), до центра тяжести сечения по формуле:


Железобетонные конструкции; (28)


Железобетонные конструкции

то же, наименее удаленной от растянутой зоны (нижней) rinf =4,49 см, здесь:


Железобетонные конструкции; (29)


Железобетонные конструкции

Отношение напряжения в бетоне от нормативных нагрузок и усилия обжатия к расчетному сопротивлению бетона для предельных состояний второй группы предварительно принимаю равным 0,75.

Упругопластический момент сопротивление по растянутой зоне, согласно формуле:


Железобетонные конструкции; (30)

Железобетонные конструкции


Потери предварительного напряжения арматуры


Коэффициент точности натяжения арматуры принимаю γsp=1.

σ1 – потери от релаксации напряжений в арматуре при электротермическом способе натяжения:

Железобетонные конструкции; (31)


Железобетонные конструкции

σ2 – температурный перепад (разность температур натянутой арматуры в зоне нагрева и устройства, воспринимающего усилие натяжения при прогреве бетона). В процессе термообработки при подтяжке напрягаемой арматуры, компенсирующей потери от температурного перепада. Принимаю равным 0.

σ3 – деформации анкеров, расположенных у натяжных устройств. При электротермическом способе натяжения, потери от деформаций анкеров в расчете не учитываю, так как они учтены при определении полного удлинения арматуры. Принимаю равным 0.

σ4 – трение арматуры об огибающие приспособления. Так как огибающих приспособлений в конструкции нет, принимаю равным 0.

σ5 – деформации стальной формы при неодновременном натяжении арматуры на форму. При электротермическом способе натяжения потери от деформаций форм в расчете не учитываю, так как они учтены при определении полного удлинения арматуры.

σ6 – быстронатекающая ползучесть. Рассчитываю по формуле:


Железобетонные конструкции, (32)


при σbp/Rbp≤α,

где α=0,25+0,025*Rbp=0,25+0,025*22.5=0.813,

σbp – напряжение в бетоне в стадии предварительного обжатия, определяемые на уровне центров тяжести сечения продольной арматуры s и s' с учетом потерь от α1 до α5.

Для бетона, подверженного тепловой обработке, значение потерь умножаю на 0,85:

Железобетонные конструкции; (33)


Усилие обжатия – Железобетонные конструкции; (34) Эксцентриситет этого усилия относительно центра тяжести сечения


Железобетонные конструкции; (35)


Железобетонные конструкции;

Железобетонные конструкции

Железобетонные конструкцииЖелезобетонные конструкции

Устанавливаю величину передаточной прочности бетона из условия:

Железобетонные конструкции

Железобетонные конструкции

Принимаем Rbp=22,5 МПа

Тогда отношение σbp/Rbp=4,03/22,5=0,18.

Вычисляю сжимающие напряжения в бетоне на уровне центра тяжести площади напрягаемой арматуры от усилия обжатия (без учета момента от веса плиты):

Железобетонные конструкции

Потери от быстронатекающей ползучести при σbp/Rbp=3,4/22,5=0,15‹0,5;

Железобетонные конструкции

Первые потери:

Железобетонные конструкции; (36)


Железобетонные конструкции

σbp/Rbp=0,18

σ8 – усадка бетона класса В45 и ниже. Принимаю равной 60. Для бетона, подверженного тепловой обработке при атмосферном давлении, значение потерь умножаю на 0,85. σ8=0,85*60=51МПа.

σ9 – ползучесть бетона по формуле:


Железобетонные конструкции Железобетонные конструкции; (37)


Железобетонные конструкции

При σbp/Rbp≤0,75. Для бетона, подверженного тепловой обработке при атмосферном давлении, значение потерь умножаю на 0,85.

Вторые потери:


Железобетонные конструкции; (38)


Железобетонные конструкции

Полные потери:


Железобетонные конструкции; (39)


Железобетонные конструкции

Усилие обжатия с учетом полных потерь:


Железобетонные конструкции; (40)

Железобетонные конструкции


Расчет по образованию трещин, нормальных к продольной оси


Производится для выяснения необходимости проверки по раскрытию трещин. При этом для элементов, к трещиностойкости которых предъявляются требования третьей категории, принимаю значение коэффициентов надежности по нагрузке γf=1; М=61,5кНм. М≤Мcrc. Вычисляю момент образования трещин по приближенному способу ядровых моментов по формуле:


Железобетонные конструкции; (41)

где Железобетонные конструкции; (42)


Железобетонные конструкции

Железобетонные конструкции

Поскольку М=61,5›Мcrc=50кНм, трещины в растянутой зоне образуются. Следовательно, необходим расчет по раскрытию трещин.

Проверяю, образуются ли начальные трещины в верхней зоне плиты при ее обжатии при значении коэффициента точности натяжения γsp=1,14 (момент от веса плиты не учитываю). Расчетное условие:


Железобетонные конструкции


Железобетонные конструкции

Железобетонные конструкции

Условие удовлетворяется, начальные трещины не образуются.


Расчет по раскрытию трещин, нормальных к продольной оси


Предельная ширина раскрытия трещин: непродолжительная acrc =0,4 мм, продолжительная acrc =0,3 мм. Изгибающие моменты от нормативных нагрузок: постоянной и длительной М=50,8кНм; полной М=61,5кНм. Приращение напряжений в растянутой арматуре от действия постоянной и длительной нагрузок расчитываю по формуле:


Железобетонные конструкции, (43)


где z1 – плечо внутренней пары сил:


Железобетонные конструкции; (44)


Ws – момент сопротивления сечения по растянутой арматуре:


Железобетонные конструкции; (45)


Железобетонные конструкции.

Т.к. усилие обжатия Р приложено в центре тяжести площади нижней напрягаемой арматуры, esn=0.

Железобетонные конструкции;

Железобетонные конструкции

Приращение напряжений в арматуре от действия полной нагрузки:

Железобетонные конструкции

Вычисляю по формуле:

ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия полной нагрузки:


Железобетонные конструкции, (46)

где Железобетонные конструкции; (47)


Железобетонные конструкции;

Железобетонные конструкции.

ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоянной и длительной нагрузок:

Железобетонные конструкции

ширина раскрытия трещин от постоянной и длительной нагрузок:

Железобетонные конструкции

Непродолжительная ширина раскрытия трещин:


Железобетонные конструкции; (48)


Железобетонные конструкции

Продолжительная ширина раскрытия трещин:

Железобетонные конструкции


Расчет прогиба плиты


Прогиб определяю от постоянной и длительной нагрузок, предельный прогиб f=3 см. вычисляю параметры, необходимые для определения прогиба плиты с учетом трещин в растянутой зоне. Заменяющий момент равен изгибающему моменту от постоянной и длительной нагрузок М=50,8кНм; суммарная предельная сила равна усилию предварительного обжатия с учетом всех потерь и при γsp=1, Ntot=P2=266кН; эксцентриситет es, tot=M/Ntot=5080000/266000=19 см; коэффициент φl =0,8 – при длительном действии нагрузок; по формуле:


Железобетонные конструкции; (49)


Железобетонные конструкции

принимаю φm=1;

коэффициент, характеризующий неравномерность деформации растянутой арматуры на участке между трещинами, по формуле:


Железобетонные конструкции; (50)


Железобетонные конструкции

Вычисляюкривизну оси при изгибе по формуле:


Железобетонные конструкции; (51)


Железобетонные конструкции

ψb=0,9; λb=0,15 – при длительном действии нагрузок; Ab=216*3=648см2.

Вычисляю прогиб по формуле:

Железобетонные конструкции; (52)


Железобетонные конструкции


Определение усилий в ригеле поперечной рамы


Расчетная схема рамы и нагрузки

Поперечная многоэтажная рама имеет регулярную расчетную схему с равными пролетами ригелей и равными длинами стоек (высотами этажей). Сечения ригелей и стоек по этажам также приняты постоянными. Такая многоэтажная рама расчленяется для расчета на вертикальную нагрузку на одноэтажные рамы с нулевыми точками моментов – шарнирами, расположенными по концам стоек, – в середине длины стоек всех этажей, кроме первого.

Нагрузка на ригель от многопустотных плит считается равномерно распределенной, от ребристых плит при числе ребер в пролете ригеля более четырех – также равномерно распределенной. Ширина грузовой полосы на ригель равна шагу поперечных рам, в примере – 6 м. Подсчет нагрузок на 1 м2 перекрытия приведен в таблице 1.3.1.

Вычисляю постоянную нагрузку на 1 м длины ригеля.

Постоянная: от перекрытия с учетом коэффициента надежности по назначению здания γn=0,95:

Железобетонные конструкции

От веса ригеля сечением 0,25х0,55 (ρ=2500 кг/см3) с учетом коэффициентов надежности γf=1,1 и γn=0,95:

Железобетонные конструкции

Итого:

Железобетонные конструкции

Временная с учетом γn=0,95:

Железобетонные конструкции

в том числе длительная:

Железобетонные конструкции

и кратковременная:

Железобетонные конструкции

Полная нагрузка:

Железобетонные конструкции

Вычисление изгибающих моментов в расчетных сечениях ригеля

Опорные моменты вычисляю для ригелей, соединенных с колоннами на средних и крайних опорах жестко, по формуле:


Железобетонные конструкции


Железобетонные конструкции


Таблица 1.5.1 – Опорные моменты ригеля при различных схемах загружения

Схема загружения Опорные моменты, кНм

М12 М21 М23 М32

-0,035*27,4*

*6,6*6,6=-42

-0,098*27,4*

*6,6*6,6=-117

-0,09*27,4*

6,6*6,6=-107


-107


-0,044*33,4*

*6,6*6,6=-64

-0,063*33,4*

*6,6*6,6=-92

-0,062*33,4*

*6,6*6,6=-39


-39


0,009*33,4*

*6,6*6,6=2

-0,035*33,4*

*6,6*6,6=-51

-0,062*33,4*

*6,6*6,6=-90


-90


-0,034*33,4*

*6,6*6,6=-49

-0,114*33,4*

*6,6*6,6=-166

-0,103*33,4*

*6,6*6,6=-150

-0,047*33,4*

*6,6*6,6=-68

1+2 -106 -209 -146 -146
1+3 -40 -168 -197 197
1+4 -91 -283 -257 -175

Таблица 1.5.2 – Ординаты моментов для свободнолежащей балки

Схема загружения

х

х

при l=6,6 м


l-x

l-x

при l=6,6 м

Мх=qx (l-x)/2,

кНм

Mx=(q+v)*x*(l-x)/2,

кНм


0

0,2l

0,4l

0,5l

0,6l

0,8l

l

0

1,32

2,64

3,3

3,96

5,28

6,6

l

0,8l

0,6l

0,5l

0,4l

0,2l

0

6,6

5,28

3,96

3,3

2,64

1,32

0

0

95,48

143,23

149,19

143,23

95,48

0

0

211,88

317,81

331,06

317,81

211,88

0


Таблица 1.5.3 – Определение пролетных моментов в неразрезном ригеле

Схема загружения,

опорные моменты, кНм


х,


м


х/l


(l-x)

/l

Ординаты изгибающих моментов в крайнем (среднем) пролете, кНм




Мх М12(23)*(l-x)/l M21(32)*x/l M*

1+2

М12=-106

М21=-209

0

1,32

2,64

3,3

3,96

5,28

6,6

0

0,2

0,4

0,5

0,6

0,8

1

1

0,8

0,6

0,5

0,4

0,2

0

0

211,88

317,81

331,06

317,81

211,88

0

-106

-84,8

-63,6

-53

-42,4

-21,2

0

0

-41,8

-83,6

-104,5

-125,4

-167,2

-209

-106

85,28

170,61

173,56

150,01

23,48

-209

1+3

М12=-40

М21 =-168

0

1,32

2,64

3,3

3,96

5,28

6,6

0

0,2

0,4

0,5

0,6

0,8

1

1

0,8

0,6

0,5

0,4

0,2

0

0

95,48

143,23

149,19

143,23

95,48

0

-40

-32

-24

-20

-16

-8

0

0

-33,6

-67,2

-84

-100,8

-134,4

-168

-40

29,88

52,03

45,19

26,43

-46,92

-168

1+4

М12=-91

М21 =-283

0

1,32

2,64

3,3

3,96

5,28

6,6

0

0,2

0,4

0,5

0,6

0,8

1

1

0,8

0,6

0,5

0,4

0,2

0

0

211,88

317,81

331,06

317,81

211,88

0

-91

-72,8

-54,6

-45,5

-36,4

-18,2

0

0

-56,6

-113,2

-141,5

-169,8

-226,4

-283

-91

82,48

150,01

144,06

111,61

-32,72

-283

1+2

М23=-146

М32 =-146

0

1,32

2,64

3,3

3,96

5,28

6,6

0

0,2

0,4

0,5

0,6

0,8

1

1

0,8

0,6

0,5

0,4

0,2

0

0

95,48

143,23

149,19

143,23

95,48

0

-146

-116,8

-87,6

-73

-58,4

-29,2

0

0

-29,2

-58,4

-73

-87,6

-116,8

-146

-146

-50,52

-2,77

3,19

-2,77

-50,52

-146

1+3

М23=-197

М32 =-197

0

1,32

2,64

3,3

3,96

5,28

6,6

0

0,2

0,4

0,5

0,6

0,8

1

1

0,8

0,6

0,5

0,4

0,2

0

0

211,88

317,81

331,06

317,81

211,88

0

-197

-157,6

-118,2

-98,5

-78,8

-39,4

0

0

-39,4

-78,8

-98,5

-118,2

-157,6

-197

-197

14,88

120,81

134,06

120,81

14,88

-197

1+4

М23=-257

М32 =-175

0

1,32

2,64

3,3

3,96

5,28

6,6

0

0,2

0,4

0,5

0,6

0,8

1

1

0,8

0,6

0,5

0,4

0,2

0

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Похожие рефераты: