Расчет сечений изгибаемых элементов. Центрально и внецентренно сжатые элементы при реконструкции производственного здания, страница 11

Для получения практических навыков конструирования каменных конструкций студенты учатся определять виды кладки, перевязку швов кладки, типы материалов при возведении каменных конструкций и элементов.

Исходные данные: конструирование ригеля (реконструируемого здания0 перекрытия торцевой рамы многоэтажного промышленного здания с поперечным сечением приопорного участка (см. рис., а); эпюры крутящих и изгибающих моментов и эпюра поперечных сил (см. рис., б); крутящие моменты получены при действии вертикальных постоянных и длительных нагрузок: изгибающие моменты и поперечные силы получены при действии вертикальных и ветровых нагрузок; бетон марки М300 (В25); продольная и поперечная арматура класса A-III с (R_a = R_a,c = 3400 кгс/см², R_a,х = 2700 кгс/см²).

Требуется подобрать шаг и диаметр поперечных стержней и проверить прочность ригеля на совместное действие кручения и изгиба.

Рис.6. К расчету ригеля

Расчет и конструирование

Поскольку сечение имеет входящие углы, проверим условие (174) по п. 3.91 [8], разбив сечение на два прямоугольника с размерами 80×32 и 15,5×25 см и приняв R_пр = 115 кгс/см² (т.е. при т_δ1 = 0,85):

т.е.условие (174) удовлетворяется.

Расчет прочности ведем как для прямоугольного сечения с размерами b = 30 см и h = 80 см, так как нижняя грань ригеля и выступающая полка образуют угол.

Так как                        

то согласно п.3.85 производим расчет пространственных сечений.

Интенсивность вертикальных хомутов f_x/и  определяем согласно п.3.87.

Предварительно определяем коэффициенты δ₁, А, γ:

Принимаем следующие диаметры арматуры (2 Ø 36 + Ø 14 + Ø 22 + Ø 28) мм.

Так как усилия М_к и Q линейно уменьшаются от опоры к пролету, значение γ определяем по формуле (166), предварительно вычислив коэффициент k.

Уменьшение усилий М_к и Q на единице длины элемента равно (см. рис. 6, б):

тогда:

Принимаем γ = 0,288.

Таблица 10

Расчетные данные	Qb	δ1	Fa2, см	тк, т.с	Р, тс/м	k	γ	A	fx, см
Результаты расчета (контрольные данные)

Проверяем условие (167) и определяем значение А:

т.е. условие (167) удовлетворяется.

Необходимую интенсивность хомутов определяем  по формуле (163):

Принимаем шаг вертикальных хомутов и = 10 см и находим их диаметр d_x:

Принимаем d_x = 14 мм (f = 1,54 см²).

Контрольные вопросы

1.  Какие можно привести примеры конструкций, подверженных изгибу в сочетании с кручением?

2.  Как выглядит схема разрушения стержневого железа бетонного элемента, воспринимающего изгибающий и крутящий моменты?

3.  Какие применяют конструктивные схемы многоэтажных промышленных зданий?

4.  Каковы конструкции многоэтажных монолитных и сборно-монолитных рам?

5.  Какие применяют системы, обеспечивающие пространственную жесткость многоэтажного здания?

Лабораторный

практикум

2 часа

Проверим достаточность продольной и поперечной арматуры, установленной у верхней растянутой грани приопорного участка ригеля, согласно указаниям п.3.88 (1-ая расчетная схема). Шаг и диаметр хомутов, расположенных у этой грани, принимаем такими же, как для вертикальных хомутов, т.е. и = 10 см, f = 1,54 см².

Из рис. 6, а находим F_a = 43,8 см² с (4 Ø 36 + 2 Ø 14) и

F′_a = 19,92 см² с (4 Ø 22 + 2 Ø 28); а′ = 5 см.

По формуле (156) определяем высоту сжатой зоны Х, принимая R_пр = 145 кгс/см² (т.е. при т_δ1 = 1,1, поскольку учитывается ветровая нагрузка):

Из таблиц 9 и 10 по значениям определяем:

Таблица значений k₁ при значениях λ

Таблица 11

Х	Коэффициент k1 при значениях λ
	0,9…0,7	0,5	0,4	0,3
9	1	0,95	0,93	0,90
7	0,98	0,94	0,91	0,88
5	0,97	0,92	0,89	0,84
4	0,97	0,91	0,87	0,82
3	0,96	0,88	0,84	0,77