Расчет простенка. Сбор нагрузок на перекрытия. Шарнирное опирание на неподвижные опоры

2.1 Сбор нагрузок на перекрытия
Сбор нагрузок на покрытие
Nп.п	Наименование слоя или нагрузки	Удельный вес материала, кгс/м³	Толщина, мм	pn, кгс/м²	γf	p, кгс/м²
1	Кровельный материал типа "Унифлекс"-2 слоя			50	1.3	65
2	Цементная стяжка	1800	30	54	1,1	59,4
3	Разуклонка-керамзитовый гравий	1200	50	192	1.3	249.6
4	Минеральные плиты «Техно-РУФ»	60	160	9,6	1.3	93.6
5	Гидроизоляция	600	5	3	1,3	3,9
6	Ж/б плита			300	1.1	330
7	Снеговая нагрузка					320
	ВСЕГО					1121,5
Сбор нагрузок на перекрытие этажа
Nп.п	Наименование слоя или нагрузки	Удельный вес материала, кгс/м³	Тол-щина, мм	pn, кгс/м²	γf	p, кгс/м²
11	Временная нагрузка			300	1.3	390
12	Конструкция пола			80	1.3	104
13	Ж/б плита			300	1.1	330
14	Вес перегородок:			215	1.1	236.5
	ВСЕГО			745	1.162	1060,5

                       2 Расчетно-конструктивная часть

2.2 Расчет простенка.

Нагрузки:

- Нормальная сила N = 25 тс = 25 / 0,001 = 25000 кгс;

- Изгибающий момент M = 1 тс м = 1 / 0,00001 = 100000 кгс см;

Размеры прямоугольного сечения:

- Толщина сечения h = 51 см;

- Ширина сечения b = 103 см;

- Длина элемента H  = 240 см;

1)  Свободная длина элемента

Расчетная схема - шарнирное  опирание на неподвижные опоры.

Свободная длина элемента:

lo  = H  =240 см.

Гибкость:  lh = lo /h=240/51 = 4,705 (формула (12); п. 4.7 ).

2) Учет случайного эксцентриситета

Стена - несущая.

Требуется учет случайного эксцентриситета при толщине стены 25 см и менее

Т.к. h > 25 см, то случайный эксцентриситет:   ev=0 см .

Эксцентриситет:  eo = M/N+ev=100000/25000+0 = 2 см.

Площадь сечения:  A = b h=103 · 51 = 5253 см2 .

Условие возможности применения формулы (14): 1-2 eo/h=1-2 · 2/51=0,92157 t 0 см2 - условие выполнено.

Площадь сжатой части сечения: Ac = A (1-2 eo/h)=5253 · (1-2 · 2/51) = 4841 см2 (формула (14); п. 4.7).

Расстояние от ц.т. до наиболие сжатого волокна:

y = h/2=51/2 = 25,5 см .

Момент инерции:  I = b h3/12=103 · 513/12 = 1138587,75 см4 .

3) Определение упругой характеристики для неармированной кладки

Марка раствора - 75.

Вид кладки - из кирпича силикатного.

Упругая характеристика принимается по табл. 15 a  = 750.

Раствор - тяжелый.

Коэффициент продольного изгиба принимается по табл. 18 в зависимости от lh и a

f = 0,982.

Проверка условия применения формулы hc=h-2 eo>0: h-2 eo=51-2 · 2=47 > 0 см - условие выполнено.

Высота сжатой зоны: hc  = h-2 eo=51-2 · 2 = 47 см.

Гибкость:  lhc = H /hc =240/47 = 5,106.

Коэффициент продольного изгиба для сжатой части сечения принимается по табл. 18 в зависимости от lhc и a:  fc = 0,972.

Коэффициент:  f₁ = (f+fc)/2=(0,982+0,972)/2 = 0,977 (формула (15); п. 4.7 ).

4) Определение коэффициента w (табл. 19 СНиП II-22-81)

Коэффициент: w = 1+eo/h=1+2/51 = 1,039.

w r 1,45 (71,67% от предельного значения) - условие выполнено.

5) Продолжение расчета по табл.19

Т.к. h t 30 см, то коэффициент  mg =1 .

6) Определение расчетного сопротивления кладки сжатию

Кладка - из силикатного кирпича.

Марка кирпича или камня - 100.

Расчетное сопротивление кладки сжатию с учетом понижающих коэффициентов принимается по табл. 2: R  = 17 кгс/см2 .

7) Продолжение расчета по п. 4.7

N=25000 кгс r mg  f1 R Ac w=1 · 0,977 · 17 · 4841 · 1,039=83587,55 кгс (59,81% от предельного значения) - условие выполнено (формула (13); п. 4.7).

Т.к. eo=2 см r 0,7 y=0,7 · 25,5=17,85 см, то проверки трещиностойкости и деформаций не требуется.

2.3 Расчет монолитного участка МУ-1.

РАСЧЕТ БАЛКИ:

Сечение размерами b = 220 мм, h = 220 мм; a = 40 мм; g_b2 = 0.9 (нагрузки непродолжительного действия отсутствуют); изгибающий момент М = 31.1 кН · м; бетон тяжелый класса В25 (R_b = 20.4 МПа); арматура класса A-III (R_s = 390 МПа).

Требуется определить площадь сечения продольной арматуры.

Расчет.

H₀ = 220 – 40 = 180 мм. Подбор продольной арматуры производим согласно п. 3.18 (Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры (к СНиП 2.03.01-84)). По формуле (22) вычислим значение a_m:

Из табл. 18 для элемента из бетона класса В25 с арматурой класса A-III при g_b2 = 0.9 находим a_R = 0.422.

Таккак a_m = 0.214 < a_R = 0.422, сжатая арматура по расчету не требуется.

Из табл. 20 при a_m = 0.214 находим z = 0.878.

Требуемую площадь сечения растянутой арматуры определим по формуле (23):

Принимаем: 2 Æ 16 (A_s = 4.02 см²).

Определение диаметра и шага хомутов у опоры.

Расчет. Наибольшая поперечная сила в опорном сечении равна:

,

Определим требуемую интенсивность хомутов приопорного участка согласно п. 3.33б.

Из формулы (52) при j_f = 0 и j_b2 = 2.0 (см. табл. 21) получим

 

Так как

 то интенсивность хомутов определим по формуле (63) :

При этом, поскольку

Н/мм > 11.9 Н/мм, принимаем q_sw = 47.5 Н/мм.

Согласно п. 5.69, шаг s₁ у опоры должен быть не более h/2 = 110 и 150 мм, а в пролете  = 165 и 500 мм. Максимально допустимый шаг у опоры, согласно п. 3.29, равен:

 мм.

Принимаем шаг хомутов у опоры s₁ = 100 мм, а в пролете — 2s₁ = 200 мм, отсюда

 мм².

Принимаем в поперечном сечении два хомута диаметром по 10 мм (А_sw= 157 мм²).

Таким образом, принятая интенсивность хомутов у опоры и в пролете балки будет соответственно равна:

 Н/мм;

 Н/мм.

Проверим условие (57), вычислив Q_b,min:

 H.

Тогда  

Следовательно, значения q_sw1 и q_sw2 не корректируем.

Определим, согласно п. 3.34, длину участка l₁ с интенсивностью хомутов q_sw1. Так как q_sw1 — q_sw2= q_sw2 = 352,1 H/мм > q₁ = 77 Н/мм, значение l₁ вычислим по формуле