Компоновка ригеля. Конструктивная и расчетная схема. Определение размеров ригеля. Сбор нагрузок. Конструкция пола

Страницы работы

Фрагмент текста работы

Расчет ригеля.

1. Компоновка ригеля.

• Конструктивная и  расчетная схема.

Конструктивная схема.

Расчетная схема шарнирно – опорная  балка.

– ширина колонны (400 мм)

Расчетная схема.

 – изгибающий момент.

 – поперечная сила.


• Определение размеров ригеля.

Принимаем для расчета ригель таврового сечения РДП 4.56 – 40 m = 2550 кг.

2. Сбор нагрузок.

• Конструкция пола. 

1. Линолеум полевинил хлоридный на тканевой основе, плотность ρ =

1800, толщина t = 5 мм.

2. Мастика ρ = 1000 ,t = 8 мм.

3. Цементно – песчаная стяжка ρ = 1800 ,t = 40 мм.

4. Пергамин ρ = 600 ,t = 3 мм.

5. Древесноволокнистые плиты ρ = 200 , t = 20 мм.

6. Ж/б плита многопустотная ρ = 2500 ,t = 220 мм.


Нагрузок на 1  перекрытия.

Нагрузка

Норматив. нагрузка

qn, кПа

Коэф-т надежно- сти

Расчетн- ая нагрузка    qp, кПа

I. Постоянная (g).

1. Линолеум ρ = 1800 , t = 5 мм. (18×0,005 = 0,09 кПа)

2. Мастика ρ = 1000 ,t = 8 мм. (10×0,002 = 0,02 кПа)

3. Цем. песчаная стяжка ρ = 1800 ,t = 40 мм. (18×0,0354 = 0,637 кПа)

4. Пергамин ρ = 600 ,t = 3 мм.

(6×0,003 = 0,018 кПа)

5. Древесноволокн. плиты ρ = 200 ,

t = 20 мм. (2×0,02 = 0,04 кПа)

6. Ж/б плита многопустотная ρ = 2500 ,t = 220 мм.

7. Перегородка ρ = 1800 ,t = 120 мм.

0,09

0,02

0,637

0,018

0,04

3,2

0,895

1,2

1,3

1,3

1,2

1,2

1,1

1,1

0,108

0,026

0,829

0,0216

0,048

3,52

0,985

Итого постоянная

4,905

q = 5,54

II. Временная (v).

По СНиП 2.01.07-85* (табл. 3).

1,5

1,2

v = 1,8

ПОЛНАЯ НАГРУЗКА:

6,41

7,34

Нагрузка на 1м.п. плиты с учетом коэффициента надежности   (для

2-го уровня ответственности), .

Полная нагрузка с учетом веса ригеля:

 – вес ригеля

b = 6 м – длина плиты перекрытия.


 


3. Назначение класса бетона и арматуры.

Для расчета принимаем ригель предварительно напряженный. Класс бетона, в котором расположится напрягаемая арматура A-IV, принимаем в соответствии с пособием по проектированию ж/б конструкции – класс

В-25. С целью учета длительности действия нагрузки на прочность бетона, принимаем коэффициент условий работы γB2=0,9.

Расчетное сопротивление бетона при γB2=0,9: Rb= 13,05 МПа, Rbt =0,95 МПа.

Рабочая арматура класса A-IV: Rsn = 590 МПа, Rs = 510 МПа.

Арматура натягивается на упоры формы электротермическим способом. В

качестве поперечной и конструктивной арматуры принимаем арматуру класса Bp-I, Rsn = 490MПa, Rs = 410 МПа, Rsw= 270MПa.

Рабочая арматура натягивается на упоры формы электротермическим способом, а обжатие бетона формы производится усилием напрягаемой арматуры. При достижении прочности Rbp= 0,5×Rbn = 0,5×11=5,5МПа бетона изделия производится тепловая обработка (пропарка).

Предварительное напряжение принимаем σsp= 0,6×Rsn= 0,6×590 = 354 MПa.

Проверяем условие  σsp + p < Rs,ser , где р = 30 + 360 / L = 30 + 360/6 = 90 МПа,

L – длина натягиваемого стержня.

σsp + p = 354 + 90=444 < Rs,ser = 590 MПa

σsp – p = 354 – 90=264 > 0,3 × Rs,ser = 0,3 × 590 = 177 МПа, т.е. условие прочности выполняется.

Вычисляем коэффициент точности напряжения.

γsp = 1 ± ∆ γsp [8, стр. 254].

γsp = 0,5 * р *( 1 + 1 / √np) / σsp,

где np - число напрягаемых стержней.

Расстояние между осями рабочих стержней должно быть не более 2×h

2h = 2 × 450 = 900мм. Принимаем np = 2.

∆ γsp = 0,5 * 90 *(l + l/√2) / 354 = 0,21.

При благоприятном влиянии предварительного напряжения

γsp =l – ∆γsp = 0,79

Предварительное напряжение с учетом точности натяжения

σsp < γsp * σsp = 0,79×354 = 279,65 МПа.

4. Расчет ригеля по нормальному сечению.

.

Т.к. полки ригеля расположены в нижней растянутой зоне, то сечение ригеля принимаем прямоугольное, размерами 300×450:

b = 300 мм, h = 450 мм, а = 50 мм, hо= h – а = 400 мм.

A0(αm) = M max  / (R b* b * h20 )= 175,22 / (7700 * 0,3 * 0,42 ) = 0,48

Граничное значение относительной высоты сжатой зоны бетона xR определяется по табл.7.6[8].

σsR = R s + 400 – σsp= 500 MПa, т.к. γ B2 = 1

αRR × (l – 0,5 ξR) = 0,575(l – 0,5*0,575) = 0,409

αR > A0

0,409 > 0,48 - условие не выполняется.

Необходимо устанавливать арматуру или повышать класс бетона.

Увеличиваем класс бетона В25 с учетом γ в 2 = 0,9

R в  = 13,05МПа, R вt = 0,95

A0(αm) = M max  / (R b*b * h20 )= 175,8/13,05*0,3*0,42 = 0,281

σsR = R s + 400 – σsp= 630,4MПa, т.к. γ B2 = 1

αRR * (l – 0,5 ξR) = 0,389

αR > A0

0,389 > 0,281

Сжатая арматура по расчету не требуется т.к. A0 = 0,0,281 → η=0,805

Определяем площадь сечения напрягаемой арматуры, A sp, при отсутствии напряженной арматуры A s = 0

A sp = M max / (γ s 6 * R s * η * h 0)

γ s 6 = η-(η-l) × ((2 * ξ / ξR) – 1) = 1,14 < η =1,2.

η = 1,2 для арматуры класса А-IV принимаем γ s 6 = 1,14

A sp = 175,8 / (1,14 */ 510000 * 0,83 * 0,4) = 0,000911 м2 = 9,11 см2

Принимаем 3 О 20, A sp = 9,42 см2, фактическая несущая способность ригеля составляет M сеч = R b * b * Х * (h 0 – 0,5 * Х)

Х = γ s 6 * R s * A sp / (R b * b) =1,14 * 510 * 0,000942/ (13,05*0,4) = 0,14

M сеч = 13050*0,3*0,14(0,4 – 0,5 × 0,14) = 180,87кН*м

M сеч > М max

180,87> 175,8 – условие прочности выполняется.

Определяем процент армирования:

M = A sp / b * h 0 = 0,000942 * 100% / 0,3 * 0,4 = 0,78%  > Mmin=0,1%.

5. Расчет ригеля по наклонному сечению.

Проверяем условие прочности без поперечного армирования.

Qmax< 2,5 × Rbt * b * ho = 2,5 * 950 * 0,3 * 0,4  = 285 KH

128,21< 285  KH – условие прочности выполняется.

Q > Qb

Qb = φb4(l + φn) * Rbt * b * /c

φb= l,5 – для тяжелого бетона [4, табл.21]

φn = 0,l * N / (Rbt * b * ) = 0,l * 263,44/(950 * 0,3 * 0,4) = 0,231<0,5

N = P = σ sp * Asp = 279,660 * 0,000911 = 263,44 кH

q 1 = (q + v/2) * γn + qриг. ×γn = 41,154 KH/M

Принимаем C =Cmax = 2,5 * ho =2,5 * 0,4 = l м.

Qb= 1,5*(l + 0,231) * 950 * 0,3 * 0,42/ l = 84,2 KH

Q = Qmax – q1 * c=128,21 – 41,154 × l = 87,056 KH

87,056 < 84,2 – условие прочности не выполняется, значит постановка хомутов по расчету необходима.

Устанавливаем арматуру по конструктивным требованиям.

На приопорном участке шаг хомутов равен S ≤ h/2 ≤ 150, т.к.

H = 600, тогда S = 600/2 > 150, принимаем шаг хомутов S = 150 мм .

Диаметр поперечной арматуры принимаем ¼диаметр рабочей арматуры.

dsw= 1 /4 * dp = 1 /4 * 20 = 5 мм.

В соответствии со СНиП «Нагрузки и воздействия» и с учетом того, что ригель воспринимает равномерно распределенную нагрузку и поперечную силу.

Qmax= 128,21 КН будет иметь место только у торцов ригеля, а в середине она равна 0, каркасы с поперечной арматурой по расчету ставятся на при опорных  участках  = =1/4 * =1/4 * 5,46= 1,365м.

Принимаем 2 каркаса из арматуры Вр-I О 5 мм.

Asw = 0,39 cm2    Rsw= 260 MПa.

В середине пролета шаг хомутов равен 3/4h ≤ 500,

S2 = 3 / 4 * 450 = 337,5=300 мм.

Принимаем арматуру Вр-I О 5 мм Rsw = 260 МПа.

6. Расчет поперечной арматуры.

Qb min = φb3 *(l + φn) * Rbt * b * h0

φb3 = 0,6 - для тяжелого бетона.

Qb min = 0,6*( l + 0,231) * 950 * 0,3 * 0,4 = 84,2 KH

Определяем погонное усилие, воспринимаемое поперечной арматуры.

q sw = R sw * A sw / S  = 260000 * 0,000039 / 0,15 = 67,6 кH/m

q sw = Qb min / 2 h= 84,2 /(2 * 0,4 ) = 105,25 кH/м

67,6 < 105,25 – условие не выполняется.

Увеличиваем диаметр поперечной арматуры, принимаем A-I 2О8

A sw =1,01 см2    R sw = 175 МПа

q sw =175000 * 0,000101 / 0,15 = 117,8 KH/м

117,8 > 105,25 – условие прочности выполняется.

Находим шаг поперечной арматуры.

Smax  = φ b4* Rbt  * b * h20 / Q  = 1,5 * 950 * 0,3 * 0,4/  77,51 = 0,85 M> 0,15 M.

Находим момент воспринимаемый бетоном.

MB = φ b2 * (l + φn)* Rbt * b * h20 = 2(l+0,231) * 950 * 0,3 * 0,42 = 112,3 кH×M.

Находим длину проекции наклонной части

С ≤ φ b2 /(φb3 *h) = 2 /(0,6 * 0,4) = 1,33 < 1,65 м.

Принимаем С =1,33 м.

Находим поперечную силу, воспринимаемую бетоном. Qb = MB / C = 117,78 / 1,33 = 84,4 м Qb   > Qbmin

84,4 KH > 84,2 KH.

Находим поперечную силу в вершине наклонного сечения

Q = Qmax – q1 *C= 128,21 – 41,173 * 1,33 = 73,45 КН.

Находим расчетную длину наклонного сечения.

но не более С и не более  2h0, а также не менее h0, если C > h0.

С0 < С; C0 ≤ 2h0 ; C0 > h0

0,93 > 0,4

0,93 < 1,33; 0,93 м > 0,8 м – условие не выполняется, значит принимаем           С = 2 * h0 = 0,8 м. – длина проекции наклонного сечения.

Находим поперечную силу воспринимаемую поперечной арматурой

Qsw = qsw * С0 = 133,46 * 0,8 = 106,76 КН.

            Проверяем прочность по наклонному сечению.

Q ≤ Qb + Qsw ;

64,31 < 84,2 + 106,76 = 190,96 – условие прочности по наклонному сечению выполняется.

Диаметр и шаг поперечной арматуры принимаем согласно расчету:

A-I 2О8, Asw = 1,01 см2 , шаг хомутов Sı=0,15 м.

Расчет по наклонной сжатой полосе.

Q = 0,3 * φwı * φ b1 * Rbt * b * h0 = 0,3 * 1,05 * 0,869 * 13050

Похожие материалы

Информация о работе