Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Практические занятия

.pdf
Скачиваний:
53
Добавлен:
12.05.2015
Размер:
807.79 Кб
Скачать

 

25. αn

= 2,05 > ξ R = 0.531 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26.

As

= As¢ =

11.5×0.3×0.26

 

0.98- 0.531(1- 0.531/ 2)

= 1704мм2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 ×1704

 

 

 

 

355

 

 

 

 

1- 0.15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

μ =

 

 

 

 

 

 

= 0,038

 

 

- полученное

армирование

превышает

 

 

0,3×0,26×106

 

 

 

 

армирование принятое при определении D. Повторяем расчет с п. 13 блок-

схемы, принимая μ = 0,038 . В результате получаем A

³ 1690мм 2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

28. Продольную арматуру принимаем 2

36

As = As¢ = 2036мм2 .

Поперечную арматуру в колонне принимаем из условия свариваемости

 

 

10 класса

А240

 

и

устанавливаем

с шагом

500

мм, что

 

не

более

 

 

 

 

15d = 15×36 = 540мм .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример заполнения контрольного талона проверки решения задачи:

 

 

 

Фамилия студента: Иванов

группа: 03-401

Преподаватель: Седов

Вариант задания:

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Контролируемы

 

Rb,

 

 

 

 

 

 

 

η

 

 

As,

 

 

A's,

 

 

 

й

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l0, м

 

h0, мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мпа

 

 

 

 

 

 

 

мм2

 

мм2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

параметр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Значение

 

 

 

 

 

11,5

 

1,5

 

260

 

1,059

 

2036

 

2036

 

 

29. Конец.

Пример расчета 2.

Подобрать симметричную арматуру в внецентренно сжатом элементе. Расчет ведем по блок-схеме 7.1.

1.Начало

2.Сечение элемента по заданию b = h = 300мм , as = 40мм , l = 3.3м .

Опирание шарнирное на двух концах -

l0 = 3.3м .

 

 

Расчетные усилия:

M = 7,5кНм

и

N = 1670кН ,

от

длительно

действующей нагрузки M l = 4кНм , Nl = 1252.5кН .

 

 

Характеристики бетона и арматуры.

Бетон тяжелый,

класса В30,

Rb = 17МПа . С учетом коэффициента γ b2

= 0.9 , принимаемого по п. 2.8,

Rb = 0,9×17 = 15,3МПа .

Продольная

рабочая арматура

класса А-400,

Rs = 355МПа .

 

 

 

 

 

Расчетную длину элемента принимаем l0 = 0.5l = 1.5м . 3. h0 = h - as = 300 - 40 = 260мм .

81

4. e0 = 7.5×1000 = 7.5мм . 1000

6.e0 = 7,5мм < 10мм .

7.Согласно п. 3.49 e0 = 10мм .

8. l0h = 3.3/ 0.3 = 11 > 4 , l0 h = 11 < 20 - расчет допускается производить

из условия 3.97.

Принимая ϕ = 0.8 , вычисляем требуемую площадь сечения по формуле:

A

=

N

 

- A

 

Rb

, A

 

=

1670×103

- 300×300

15,3

= 2001,4мм2

 

 

 

 

 

 

 

 

s,tot

 

 

ϕRsc

 

 

Rsc

s,tot

 

0,8 ×355

 

355

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Принимаем 4

25

 

A

=1963мм2 . Выполним проверку прочности

 

колонны с

 

 

 

s,tot

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сечения

 

учетом

 

площади

сечения

фактически

принятой

арматуры.

Nl

N = 1252,8 1670 = 0,75 ,

 

 

 

 

 

При

 

l0 h = 11

находим

ϕb = 0,888,

ϕsb = 0,903 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

α s =

Rs As,tot

,αs

=

 

 

355×1963

 

= 0,506 ,

 

 

 

 

 

Rb A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15,3×300×300

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ϕ == 0,888 + 2(0,903− 0,888)0,506 =

= 0,903 < ϕsb = 0,903.

Тогда фактическая несущая способность колонны будет равна:

Nu = 0,903(15,3×300×300 + 355×1963) = 1872,7 ×103Н = 1872,7кН > N = 1670кН -

прочность колонны обеспечена.

28. Поперечную арматуру в колонне принимаем из условия свариваемости 8 класса А240 и устанавливаем с шагом 350 мм, что не

более 15d = 15× 25 = 375мм .

Пример заполнения контрольного талона проверки решения задачи: Фамилия студента: Иванов группа: 03-401 Преподаватель: Седов Вариант задания: 1

Контролируемый

Rb,

l0, м

h0,

η

As,

A's,

параметр

Мпа

мм

 

мм2

мм2

Значение

15,3

1,5

260

-

981.5

981.5

29. Конец.

82

При расчете сечений с несимметричной арматурой площади сечения сжатой и растянутой арматуры в п. 24 и 25 блок-схемы 7.1, соответствующие минимуму их суммы, определяют по формулам:

 

A

=

Ne −α R Rbbh02

 

; A =

ξ R Rbbh0

N

+ A′ .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s

 

 

Rsc (h0 a′)

 

s

 

Rs

 

 

s

 

 

 

 

 

Здесь e = M N + (h0 a′) / 2 . При этом вычисления по п. 19

– 25

 

выполнять не нужно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Индивидуальные задания для подбора симметричной арматуры во

 

 

 

 

 

 

внецентренно сжатом элементе.

 

Таблица 7.6

 

 

 

 

 

 

 

 

Варианты заданий

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b,

 

h,

аs,

L, м

 

Класс

 

Класс

 

Услов.

N,кН

М,

Nl,кН

 

Мl,

 

мм

 

мм

мм

 

 

бетона

 

арма-

 

закрепл.

 

кН*м

 

 

кН*м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

туры

 

 

 

 

 

 

 

 

1

300

 

300

20

2.8

 

B15

 

А-300

 

жест.

650

140

620

 

130

2

300

 

400

30

3

 

B30

 

A-400

 

шарн.

840

100

800

 

80

3

250

 

400

40

3.3

 

B40

 

А-500

 

жест.

780

140

740

 

120

4

400

 

400

20

3.6

 

B10

 

А-300

 

шарн.

800

160

740

 

120

5

450

 

450

30

4.2

 

B20

 

A-400

 

жест.

900

160

800

 

150

6

400

 

350

40

2.7

 

B25

 

А-500

 

шарн.

825

178

800

 

140

7

400

 

600

20

3.3

 

B35

 

А-300

 

жест.

960

90

900

 

80

8

500

 

500

30

3.9

 

B15

 

A-400

 

шарн.

1000

200

960

 

170

9

300

 

500

40

2.7

 

B15

 

А-500

 

жест.

737

120

700

 

100

10

300

 

600

20

4.2

 

B30

 

А-300

 

шарн.

650

140

620

 

130

11

350

 

450

30

2.8

 

B40

 

A-400

 

жест.

840

100

800

 

80

12

250

 

450

40

3

 

B10

 

А-500

 

шарн.

780

140

740

 

120

13

300

 

600

20

3.3

 

B20

 

А-300

 

жест.

800

160

740

 

120

14

300

 

350

30

3.6

 

B25

 

A-400

 

шарн.

900

160

800

 

150

15

350

 

350

40

4.2

 

B35

 

А-500

 

жест.

825

178

800

 

140

16

300

 

300

20

2.7

 

B15

 

А-300

 

шарн.

960

90

900

 

80

17

450

 

400

30

3.3

 

B15

 

A-400

 

жест.

1000

200

960

 

170

18

300

 

450

40

3.9

 

B15

 

А-500

 

шарн.

737

120

700

 

100

19

450

 

300

20

2.7

 

B30

 

А-300

 

жест.

650

140

620

 

130

20

450

 

500

30

4.2

 

B40

 

A-400

 

шарн.

840

100

800

 

80

21

450

 

4500

40

3

 

B10

 

А-500

 

шарн.

780

140

740

 

120

83

9.Расчет элементов на продавливание при действии сосредоточенной силы и изгибающего момента

Цель обеспечить прочность опорного сечения элемента. Задачи определить продавливающую силу, сравнить с несущей

способностью элемента на продавливание.

Для решения задач предварительно необходимо изучить материалы п. 3.83 – 3.87 Пособия к СНиП 52-01-2003 и лекции № по курсу «Железобетонные и каменные конструкции».

Контрольные вопросы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 9.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. На действие каких нагрузок

а) Сосредоточенной силы и

 

производится расчет на

изгибающего момента.

 

 

продавливание?

б) Сосредоточенной силы.

 

 

 

в) Изгибающего момента.

 

 

2. Где расположено расчетное

а) на расстоянии h0 / 4 от его

 

поперечное сечение, которое

продольной оси.

 

 

 

 

рассматривают при расчете на

 

 

 

 

б) на расстоянии h0 / 3 от его

 

продавливание?

 

продольной оси.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в) на расстоянии h0 / 2 от его

 

 

продольной оси.

 

 

 

 

3. Назовите условие, по которому

а)

F ³ Rbt uh0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

производят расчет элементов без

б)

F Rbt uh0 .

 

 

 

 

поперечной арматуры на

в)

F Rbt h02 .

 

 

 

 

 

 

 

 

продавливание при действии

 

 

 

 

 

 

 

 

сосредоточенной силы?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Исходя из какого условия

а)

F Fb,ult + Fsw,ult .

 

 

 

производят расчет элементов с

б)

F £ Fb,ult - Fsw,ult .

 

 

 

поперечной арматурой на

 

 

 

продавливание при действии

в)

F ³ Fb,ult + Fsw,ult .

 

 

 

сосредоточенной силы?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Расчет элементов с поперечной

а)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

арматурой на продавливание при

 

 

 

F

 

 

 

+

 

 

 

 

M

 

≤ 1 .

совместном действии

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fb,ult

+ Fsw,ult

Mb,ult

+ M sw,ult

сосредоточенной силы и

б)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

изгибающего момента производят

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

 

 

 

 

 

 

 

 

M

 

 

из условия:

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

£ 1 .

 

 

F

 

+ F

sw,ult

 

M

b,ult

+ M

sw,ult

 

 

b,ult

 

 

 

 

 

 

 

 

в)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

 

 

 

+

 

 

 

M

 

³ 1 .

 

 

F

 

+ F

sw,ult

M

b,ult

+ M

sw,ult

 

 

b,ult

 

 

 

 

 

 

 

 

84

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В тексте использованы ссылки на пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 52-101-2003).

При расчете на продавливание рассматривают расчетное поперечное сечение элемента, расположенное вокруг зоны передачи усилий на элемент на расстоянии h0 / 2 от оси действия сосредоточенной силы или

изгибающего момента. При этом расчетный контур поперечного сечения принимают: при расположении площадки передачи нагрузки внутри элемента замкнутым и расположенным вокруг площадки передачи нагрузки (рис.), при расположении площадки передачи нагрузки у свободного края или угла элемента в виде двух вариантов: замкнутым и расположенным вокруг площадки передачи нагрузки, и незамкнутым (от края элемента), в этом случае принимают наименьшую несущую

способность из двух вариантов расположения расчетного контура при расчете на продавливание.

Рис.9.1 Схемы расположения расчетных контуров продавливания (обозначения см. черт. 3.46 [2])

Расчет элементов с поперечной арматурой на продавливание при совместном действии сосредоточенной силы и изгибающего момента производят из условия:

 

 

 

 

 

F

 

 

+

 

 

M

 

≤ 1 ,

 

 

 

 

 

 

F

 

+ F

M

b,ult

+ M

 

 

 

 

 

 

 

b,ult

 

sw,ult

 

 

 

sw,ult

 

 

 

где отношение

 

 

 

M

 

 

 

принимается не более

 

F

 

.

M

b,ult

+ M

sw,ult

F

+ F

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b,ult

 

sw,ult

 

 

 

 

 

 

 

 

85

 

 

 

 

 

 

 

 

Здесь Fb,ult - предельное усилие, воспринимаемое бетоном при

продавливании;

Fsw,ult - предельное усилие, воспринимаемое поперечной арматурой при

продавливании;

M b,ult - предельный сосредоточенный момент, воспринимаемый бетоном в

расчетном поперечном сечении;

M sw,ult - предельный сосредоточенный момент, воспринимаемый

поперечной арматурой в расчетном поперечном сечении.

Предельные усилия и моменты при продавливании определять в соответствии с п. 3.86.

При расположении площадки опирания вблизи свободного края элемента помимо указанного расчета необходимо проверить прочность незамкнутого расчетного поперечного сечения на действие внецентренно приложенной силы относительно центра тяжести контура расчетного сечения (см. п. 3.84, 3.85).

Рис. 9.2. Схема расчетного контура при продавливании (обозначения см. стр 135 [2]).

86

Последовательность расчета железобетонных элементов на продавливание представлена в блок-схеме 9.1:

Блок-схема 9.1(начало)

1

Начало

2 N, Rbt, Rs, As, b, Asw, sw,

3

F = N1

N2

 

4

5

6

7

u = 4(b + h0 )

Ab = uh0 , h0 = 0.5(h0x + h0 y )

Fb,ult = Rbt Ab

qsw = Rsw Asw

sw

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

да

 

 

Fsw,ult = 0.8qswu

нет

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fb,ult + Fsw,ult ≤ 2Fb,ult

10

 

 

 

 

 

 

F

+ F

= 2F

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b,ult

sw,ult

b,ult

 

 

 

11

12

13

14

Wb = (b +6h0 )3

Mb,ult = RbtWbh0

Wsw = Wb

M sw,ult = 0.8qswWsw

с. 88

87

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Блок-схема 9.1(окончание)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нет

15

 

 

F

 

 

 

M

 

 

 

да

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

£ 1

 

 

 

 

 

 

F

+ F

M

b,ult

+ M

 

 

 

 

 

 

 

b,ult

sw,ult

 

 

 

 

sw,ult

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17

 

 

 

 

16 Происходит продавливание,

 

 

 

 

Продавливания не

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

необходимо увеличить класс бетона

 

 

 

 

происходит

 

 

(или площадь арматуры As, Asw)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18

Конец

Пример расчета 1.

Проверить сечение монолитного ригеля с рабочей высотой сечения h0 = 270мм на продавливание колонной. Расчет ведем по блок-схеме 9.1.

1.Начало.

2.N1 = 1834,5кН - усилие в колонне первого этажа, N2 =1473,3кН -

усилие в колонне второго этажа, M = 23.76кНм , поперечная арматура в сечении контура продавливания класса А240 Rsw = 170МПа ,

Asw = 101мм2 , sw = 150мм , размеры сечения колонны h = b = 30см .

3.F = N1 - N2 = 1834.5 -1473,3 = 361.2кН .

4.u = 4(b + h0 ) = 4(30 + 27) = 228см .

5.Ab = uh0 = 228×27 = 6156см2 .

6.Fb,ult = Rbt Ab = 0.9 /10 × 6156 = 554.04кН .

7. qsw =

Rsw Asw

=

170×101

= 1.145кН / см .

sw

 

150

 

 

 

 

 

8.Fsw,ult = 0.8qswu = 0.8×1.145× 228 = 208.78кН .

9.554.04 + 208.78 = 762.82кН < 2×554.4 = 1108.08кН .

10.Fb,ult + Fsw,ult = 1108,08кН

11.

Wb

=

(b + h0 )3

=

(30 + 27)3

= 30865.5см

3

.

6

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12.

M b,ult = RbtWb

= 0.9 /10 ×30865 = 2777.9кНсм .

 

 

 

 

 

 

 

88

 

 

13.Wsw = 30865см3 - принимается равным Wb при равномерном расположении арматуры.

14.Msw,ult = 0.8qswWsw = 0.8×1.145×30865.5 = 28272.кНсм .

15.

 

361.2

+

2376

= 0.402 < 1 - условие выполняется.

1108,08

2777.9 + 28272.8

 

 

 

17. Продавливания не происходит.

Пример заполнения контрольного талона проверки решения задачи: Фамилия студента: Иванов группа: 03-401 Преподаватель:

Седов Вариант задания: 1

Контролируемый

 

F, кН

u, см

h0, мм

Fb,ult + Fsw,ult

M b,ult

M sw,ult

 

кН

кН

параметр

 

 

 

 

 

см

см

Значение

361,2

228

270

1108,08

2777,9

28272

18. Конец.

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 9.3.К расчету опорного сечения ригеля на продавливание.

1.сечение колонны, 2. расчетный контур продавливания,

3.сосредоточенная сила

89

Индивидуальные задания для расчета плиты на продавливание.

 

 

 

Варианты заданий

 

 

Таблица 9.2

 

 

 

 

 

 

 

Класс

Класс

Asw ,

sw ,

h , мм

b ,мм

h0 , мм

F , кН

 

 

бетона

арматуры

мм2

мм

 

 

 

 

 

1

В15

А240

201

100

300

300

157

300

 

2

В20

А300

302

150

250

250

196

350

 

3

В25

А240

402

200

300

250

177

400

 

4

В30

А300

157,1

100

250

350

156

320

 

5

В35

А240

314

150

250

400

177

468

 

6

В15

А300

302

200

300

250

156

473

 

7

В20

А240

126

100

300

300

157

289

 

8

В25

А300

201

150

250

250

196

370

 

9

В30

А240

302

200

300

250

177

300

 

10

В35

А300

402

100

250

350

156

350

 

11

В15

А240

157,1

150

250

400

177

400

 

12

В20

А300

314

200

300

250

156

320

 

13

В25

А240

302

100

300

300

157

468

 

14

В30

А300

126

150

250

250

196

473

 

15

В35

А240

201

200

300

250

177

289

 

16

В15

А300

302

100

250

350

156

370

 

17

В20

А240

402

150

250

400

177

300

 

18

В25

А300

157,1

200

300

250

156

350

 

19

В30

А240

314

100

300

300

157

400

 

20

В35

А300

302

150

250

250

196

320

 

21

В15

А240

126

200

300

250

177

468

 

22

В20

А300

201

100

250

350

156

473

 

23

В25

А240

302

150

250

400

177

289

 

24

В30

А300

402

200

300

250

156

370

 

25

В35

А240

157,1

100

300

300

157

300

 

90