Расчет сечений изгибаемых элементов. Центрально и внецентренно сжатые элементы при реконструкции производственного здания, страница 5

Лабораторная работа № 3

Тема                 «Перерасчет (замена) армирования опоры ЛЭП»

Лабораторный

практикум

2 часа

Подбор продольной арматуры и проверка прочности

Цель работы: изучить характеристики арматуры подобранных сечений для элементов железобетонных конструкций при конструировании пришедшей в негодность опоры ЛЭП. При перерасчете и конструировании практически определить принимаемые материалы:

- вид арматуры;

- вид армирования;

- нормативные и расчетные сопротивления арматуры и бетона.

Теоретическая часть

1. Ознакомиться с требованиями нормативных документов по перерасчету и конструированию железобетонных конструкций их бетонированию и армированию.

2. Определить нормативные и расчетные характеристики подбираемых сечений арматуры, марок бетонов и элементов закрепления арматурных каркасов.

3. Дать сравнение вариантов конструирования и подбора сечений элементов конструкций. Вариантов работы под нагрузкой и при сочетании нагрузок. Ответить на контрольные вопросы.

Общая часть

Для выполнения лабораторной работы студенту необходимо использовать полученные при изучении курса «Железобетонные и каменные конструкции» теоретические знания; подобрать и изложить материалы исследования (изучения) согласно установленного задания по классификации арматурных сталей;  марок бетона его свойств твердения; нормативных и расчетных сопротивлениям арматуры и бетона (см. стр. 46…129, стр. 171…197 [1]; стр. 76…120, стр. 125…159 [3].

По окончанию изложения собранного исследованного (изученного) материала, студент знакомиться с требованиями  нормативных документов к арматуре и бетону, применяемых для строительных конструкций; сопоставляет и анализирирует (повариантно), определяя пригодность и соответствие материалов и арматурных изделий для проектируемых элементов конструкций и узлов их соединения.

Изучить принятую в строительстве классификацию арматурной стали и бетона.

Арматура и бетон, строительный материал, обладающий многими положительными качествами, но на ряду с положительными свойствами имеются отрицательные (хладоломкость, хрупкость, плохая свариваемость).

При расчете и конструировании эти свойства следует учитывать при подборе материалов для рабочих сечений элементов строительных конструкций, зданий, сооружений и их эксплуатации.

Проектировать, изготовлять  и монтировать в зданиях,  сооружениях из железобетонных и каменных конструкций так, чтобы в полной мере использовать все свойства материалов (арматуры и бетона) и  исключить или свести к минимуму все отрицательные.

Для получения практических навыков конструирования элементов конструкций студенты учатся определять классы арматурных сталей, марки бетонов для изготовления железобетонных конструкций.

Исходные данные: законструировать опору линии электропередач (ЛЭП). Опора выполнена в виде стойки кольцевого сечения (см. рис.) из бетона марки 400 (В30).

Рис. 2. К расчету сечения опоры ЛЭП

Внутренний и наружный диаметр среднего сечения соответственно равны d₁ = 17 см и d₂ = 34 см. Напрягаемая арматура из высокопрочной проволоки периодического профиля 24 Ø 5 ВрII с F_н = 4,69 см². Напрягаемая арматура из обыкновенной проволоки  24 Ø 5 В-I с F_н = 4,69 см².

Арматура распределена по сечению равномерно, причем r_н = r_а ≈ r_ср= 12,75 см.

Величина предварительного напряжения за вычетом всех потерь составляет σ_о = 7440 кг/см².

Требуется проверить прочность сечения при действии расчетного изгибающего момента М = 5,1 тм.

Расчет и конструирование

Определяем параметр γ_к характеризующий относительную величину сжатой зоны кольца по формуле:

Определяем напряжение в напрягаемой арматуре сжатой зоны по формуле:

Определяем площадь сечения кольца по формуле:

Проверяем условие α_к ≤ α_к.max, при соблюдении которого обеспечивается достаточная прочность бетона сжатой зоны.

Для элементов с напрягаемой при σ_о ≥ 2000 кг/см² и ненапрягаемой арматурой величина α_к.max вычисляется по формуле:

Определяем величину предельного изгибающего момента, воспринимаемого сечением при заданном армировании и сравниваем его с действующим моментом по формуле: