- •1. Розрахунок і конструювання міжповерхового залізобетонного перекриття
- •1.1. Компоновка конструктивної схеми збірного перекриття в склад збірного балочного міжповерхового перекриття входять панелі та несучі їх ригелі, котрі опираються на колони (рис.1.1).
- •2. Розрахунок і конструювання ребристої плити
- •2.1. Навантаження, які діють на плиту і характеристичні експлуатаційні і граничні навантаження на 1м2 перекриття з урахуванням завдання на проектування зведені в таблицю
- •2.2. Матеріали для плити.
- •2.3. Розрахунок плити за граничними станами першої групи
- •2.3.1. Встановлення розрахункових розмірів плити і визначення зусиль від зовнішніх навантажень
- •2.3.2. Розрахунок міцності перерізів, нормальних до поздовжньої осі
- •2.3.3. Розрахунок міцності перерізів, похилих до поздовжньої осі
- •2.3.4. Розрахунок полиці плити
- •2.3.5. Визначення навантажень і зусиль
- •2.3.6. Розрахунок поперечного ребра
- •2.4. Розрахунок плити за граничними станами другої групи
- •2.4.1. Розрахунок плити за розкриттям тріщин, нормальних до поздовжньої осі
- •2.4.2. Розрахунок прогину плити
- •3. Розрахунок і конструювання ригеля
- •3.1. Розрахункові навантаження, що діють на ригель
- •3.2. Характеристики міцності бетону і арматури
- •3.3. Визначення зусиль, що виникають в перерізах ригеля від дії зовнішнього навантаження
- •3.4. Розрахунок ригеля за граничними станами першої групи
- •3.5. Розрахунок міцності перерізу, похилого до поздовжньої осі ригеля
- •3.6. Побудова епюри матеріалів
- •4. Розрахунок та конструювання колони
- •4.1. Матеріали для проектування
- •4.2. Розрахункова схема колони, обчислення зусиль
- •4.3. Розрахунок міцності колони
- •4.4. Розрахунок міцності консолі колони
- •5. Розрахунок та конструювання фундаменту під колону
- •5.1. Визначення розмірів підошви фундаментів
- •5.2. Визначення висоти фундаменту
- •5.3. Розрахунок арматури фундаменту
2.3.6. Розрахунок поперечного ребра
Поперечне ребро можна розглядати як однопролітну вільнолежачу балку на двох опорах з розрахунковим прольотом, рівним відстані між осями поздовжніх ребер lo =146 – 9,5 = 136 (см),
завантажену рівномірно – розподіленим навантаженням від власної ваги ребра
qc = bp · (hp –hf /) · ρ · γf = 0,06 · (0,2 –0,05) · 25 · 1,1 = 0,25 (кН),
де bp – середня товщина поперечного ребра,
bp = 0,5 · (b1 + b2) = 0,5 · (5 + 7) = 6 (cм) = 0,06 (м),
і навантаженням по трикутнику від полиці плити, максимальна ордината якої
q max = qf · (l02 + b2) = 10,980 · (1,27 + 0,07) = 14,71 (кН/м).
Згинаючий момент в середині прольоту
М=q max · lo2/12+qc · lo2/8=14,71·1,362/12+0,25·1,362/8=2,3 (кН·м).
Поперечна сила біля опор
Q = q max · lo / 4 + qo · lo / 2 = 14,71 · 1,36 / 4 + 0,25 · 1,36 / 2 = 5,2 (кН)
Переріз поперечного ребра тавровий.
Робоча висота перерізу ho = h – a = 20 – 3 = 17 (см),
ширина ребра bp = 6 (cм), товщина полиці hf / = 5 см, ширина полиці
bf / = 1 / 3 · lo + 7 = 1 / 3 · 136 + 7 = 52,3 ≈ 52 (см).
Значення коефіцієнта αm обчислюємо за формулою
αm = M / γbr · Rb · bf / · ho2 = 230000 / 0,9 · 11,5 · 52 · 172 · (100) = 0,015,
що менше мінімального значення αm . Приймаємо ?=1.
Необхідна площа перерізу поздовжньої робочої арматури
(см2).
З конструктивних міркувань приймаємо 1 Ø 12 A 240, Аs = 1,13 (см2).
Повздовжню арматуру у верхній зоні приймаємо конструктивно 1Ø8 A240, а поперечні стержні можна прийняти із стержнів Ø 6 мм А240. Крок поперечних стержнів S=0,5·h =0,5·20=10(см).
В даному випадку коефіцієнт армування поперечною арматурою μw = Asw / b · s = 0,283 / 6 · 10 = 0,0047.
При відношенні модулів α = Es / Eb = 210000 / 24000 = 8,75
коефіцієнти φw1 = 1 + 5 · α · μw = 1 + 5 · 8,75 · 0,0047 = 1,18,
φw1 = 1 – β · Rb = 1 – 0,01 · 14,5 = 0,855;
умова Q ≤ 0,3 · φw1 · φb1 · Rb · b · ho ,
Q =5,2 (кН)<0,3·1,18·0,855·11,5·6·17·(100)=35503(H)=35,5(кН)
задовольняється, відповідно міцність по похилій полосі між поперечними тріщинами забезпечена.
Перевіримо виконання умови Q ≤ φb3 · (1 + φf + φn) · Rbt · b · ho ,
Q = 5,2 (кН) < 0,6 · (1 + 0) · 0,9 · 6 · 17 · (100) = 6426 (H) = 6,4 (кН).
Умова виконується, розрахунок поперечної арматури можна не виконувати, а залишити її такою як призначили попередньо.
2.4. Розрахунок плити за граничними станами другої групи
2.4.1. Розрахунок плити за розкриттям тріщин, нормальних до поздовжньої осі
Для конструкцій, що експлуатуються в закритих приміщеннях, до тріщиностійкості яких пред?являються вимоги 3-ої категорії, гранична ширина розкриття тріщин : короткочасна [α crc1] = = 0,4 (мм), довготривала [α crc2 ] = 0,3 (мм).
Розрахунок ведеться за навантаженням із коефіцієнтом надійності за навантаженням γf = 1,0.
Ширина розкриття тріщин визначається за формулою:
α crc = φ1 · η · δ · λ · σs / Es · d.
Напруження в поздовжній робочій арматурі визначається за формулою:
.
Приймаємо плече внутрішньої пари сил
Z ≈ ho – 0,5 · hf / = 37 – 0,5 · 5 = 34,5 (см).
Напруження в арматурі від діі постійного і довготривалого експлуатаційного навантажень (згинаючий момент Mnl = 39 (кН· м)).
(МПа);
Напруження в арматурі від дії повного експлуатаційного навантаження,
від якого згинаючий момент Мn = 47,36 (кН· м),
(МПа).
Коефіцієнт армування приймаємо без врахування стиснутої зони бетону
Коефіцієнт φl приймається рівним :
-для короткочасних навантажень і нетривалої дії постійних і тривалих навантажень φl = 1,0;
-для тривалої дії постійних і довготривалих навантажень для конструкцій із важкого бетону природної вологості
.
Коефіцієнт η = 1,0 –для стержневої арматури періодичного профілю.
Коефіцієнт δ визначається за формулою:
,
де α = Es / Eb = 20 · 105 / 2,85 · 104 = 7,01;
φd =1,13 – коефіцієнт, визначено за лінійною інтерполяцією.
Обчислюємо
Коефіцієнт λ визначається за формулою:
де коефіцієнт ω визначається за формулою:
Для повного експлуатаційного навантаження
для постійного і довготривалого експлуатаційного навантажень
Обчислюємо коефіцієнт λ : для короткочасної дії навантаження
для тривалої дії навантаження
Визначаємо ширину розкриття тріщин