РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА № 10

Тема: Расчет железобетонной балки таврового сечения. Подбор и конструирование сечения

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Как тавровые рассчитываются изгибаемые элементы, сечение которых полностью соответствует тавру, либо они внешне не похожи на тавр, но у них имеется полка, расположенная в сжатой зоне.

Различают 2 случая расчета тавровых элементов:

1. когда граница сжатой зоны проходит в полке (а)

2. когда граница сжатой зоны проходит в ребре (б)

· если М≤M¹_f , имеем 1 расчетный случай тавровых элементов;

· если М>M¹_f , имеем 2 расчетный случай тавровых элементов;

Где - изгибающий момент, воспринимаемый элементом при полностью сжатой полке (момент полки)

ЗАДАНИЯ

Определить диаметр и количество рабочей арматуры в сечении балки.

1. По классу прочности бетона ( В≥7,5) и классу арматуры

(А-III), устанавливаем коэффициент условия работы бетона γ_в2=0,9

2. Определяем расчетное сопротивление бетона R_b и расчетное сопротивление арматуры R_s ( таблицы 4,5 Приложение 1)

3. Задаемся расстоянием от крайнего растянутого волокна бетона до центра тяжести арматуры а= 3÷5 см и определяем рабочую высоту сечения балки h_o= h – a

4. Определяем расчетный случай, для чего находим изгибающий момент, воспринимаемый элементом при полностью сжатой полке

· если М≤M¹_f , имеем 1 расчетный случай тавровых элементов;

· если М>M¹_f , имеем 2 расчетный случай тавровых элементов;

10. Задаемся количеством стержней рабочей арматуры и определяем

их диаметр d_s по приложению

11. Определяем процент армирования

12. Определяем диаметр поперечных стержней, но не менее 6 мм

13. Определяем требуемую площадь монтажных стержней и по площади принимаем диаметры ( но не менее 10 мм)

14. Конструируем сечение ( пример )

4. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ:

1. Какой процент армирования для железобетонных балок считается минимальным?

2. Что такое защитный слой бетона?

3. Чем различаются расчетные случаи при конструировании тавровых балок?

Литература: В.И. Сетков «Строительные конструкции»,М.,

ИНФРА-М,2009, с. 218 – 227, 284 – 287

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 11

Тема:Расчет и конструирование плиты перекрытия

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Сплошные плиты рассчитываются как простые балки прямоугольного сечения с одиночным армированием. В случае, если плита имеет большие размеры, из неё вырезается условно полоса шириной 1м и сбор нагрузок расчет арматуры и проверка прочности выполняется для этой полосы, а затем, при проектировании арматурной сетки, учитывают фактические размеры плиты.

При расчете прогибов сечение панелей с пустотами приводят к эквивалентному двутавровому сечению. Для панелей с круглыми пустотами эквивалентное двутавровое сечение находят из условия, что площадь круглого отверстия диаметром d равна площади квадратного отверстия со стороной 0,9d. В качестве напрягаемой продольной арматуры применяют стержневую арматуру классов A-IV, A-V, Ат-IVc, Ат-V, высокопрочную проволоку и канаты. Армировать можно без предварительного напряжения арматуры, если пролет панели меньше 6м. Продольную рабочую арматуру располагают по всей ширине нижней полки сечения пустотных панелей и в ребрах ребристых панелей.

Поперечные стержни объединяют с продольной монтажной или рабочей ненапрягаемой арматурой в плоские сварные каркасы, которые размещают в ребрах плит.

ЗАДАЧА 1

Рассчитать железобетонную плиту, опирающуюся на две опоры. На один квадратный метр плиты действует нагрузка q (m²) . Коэффициент надежности по ответственности γ_п = 0,95. Коэффициент условия работы бетона γ_в2=0,9

АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ

1. Определяем нагрузки на 1 п.м. плиты q = q (m²) _* γ_{n *} 1,0 , кн/м

2. Определяем расчетный пролет плиты

l₀= L – 2 _* 10 – (200-10)/2 – (200 -10)/2 = ,мм

3. Определяем максимальный момент и поперечную силу

4. Определяем расчетные сопротивления для бетона R_b и арматуры R_s

(таблицы 4,5 Приложение 1)

5. Принимаем расчетное сечение плиты с условно вырезанной полосой

b = 1м

6. Определяем рабочую высоту сечения h_o= h – a , см а = 2 – 3 см

7. Находим значение коэффициента А_о

А₀ не должен превышать граничные значения А_оR, если А_о≥ А_{оR ,} следует увеличить сечение или изменить материалы. ( таблица 2 Приложение 3)

8. По величине А₀ по таблице 3 Приложение 3 определяют значения коэффициентов ή и ξ

9. Определяем требуемую площадь арматуры , см²

Учитывая, что арматура рассчитана на 1м, определяем требуемую площадь рабочей арматуры на всюширину плиты

A_s = A_s* b = см² ( b - в метрах ! )

Задаемся шагом (100, 150, 200мм) и определяем количество и диаметр арматуры.

10. Назначаем распределительную (поперечную) арматуру сетки из арматурной проволоки, принимая шаг 200, 250 мм , диаметр 3мм

11. Для обеспечения прочности при транспортировке и монтаже плиты в верхнюю часть сечения плиты ставим монтажную арматурную сетку

Задача 2

Определить диаметр арматуры для пустотной плиты ПК

Конструктивный расчет (приведен пример расчета плиты ПК 30-12-8)

1. Представляем ПК в виде тавровой балки

h=22 см; h₀=h-а=22-3=19 см b_n = b_пk – 10 мм

b=b_п - n* d_отв =1190-6*159 = 236мм = 23,6 см

b_f=b_n - 2*15=1190-30 = 1160 мм = 116 см

h_f = ( h – d_отв)/2 =(22-15,9)/2 = 3,05 cм

2. Определяем расчётную длину плиты

Для плиты длиной 3 метра расчетная длина равна

L₀=3000-10-200/2-200/2=2790мм=2,79м (см. предыдущую задачу)

3. Определяем нагрузку на 1 п.м. плиты q = q (m²) _* γ_{n *} 1,0 , кн/м

9,07*0,95*1 = 8,616 кН/м

4. Определяем максимальный изгибающий момент

= 8,616*(2,79)²/8=8,383 кН*м

Определяем максимальное перерезывающее усилие, действующее на опорах

= 8,616*2,79/2=12,02 кН

5. Класс бетона для пустотных плит принимаем В20 (от В15 и выше)

Расчетное сопротивление R_b = 11,5 МПа =1,15кН/см²

Арматура класса А-II, имеет расчетное сопротивление

R_s = 280 МПа=28 кН/см² - рабочая арматура

6. Определяем расчётный случай таврового элемента:

M_f =1,15*116*3,05(19-0,5*3,05)= 7110 кн*см =71,1 кн*м

Т.к. М_max = 8,383 кн*м < M_f =71,1 кн*м имеем 1 расчетный случай

7. Определяем значение коэффициента А₀ для 1-го случая

А₀ = 838,3/ 1,15*0,9*116*19² = 0,0193 < A_0R = 0,439

A_0R – граничное значение коэффициента (таблица 2 Приложение 3)

8. Определяем площадь рабочей арматуры

А_s = M_max / ή h_o R_s

А_s = 838,3/ 0,99*19*28 = 1,59 см²

η = 0,99 по таблице 3 Приложение 3

9. По сортаменту определяем диаметр и количество стержней рабочей

арматуры - 4 стержня диаметром d_s = 8мм А_s= 2,01 см²

10. Определяем коэффициент армирования сечения:

μ = А_s*100/ b*h₀ %

μ = 2,01*100/23,6*19 = 0,45% >μ_min=0,05% (оптимально 0,3 – 0,6%)

11. Определяем прогиб плиты:

Находим момент инерции I_x= b*h₀³ /12 = 23,6*19³/12 = 13523,66 см⁴

Модуль упругости для бетона Е=2300 кн/см²

f_max= 5*q* L_o⁴/ 384*E*I_x= 5*0,08616*279⁴/384*2300*13523,66 = 0,18 см

[ f]=L_o/150= 279/150 = 1,86см > 0,18 см (для плиты длиной до 3 метров)

( при L>3метров [ f]=L/200 )

Величина прогиба находится в пределах допустимого

12. Определяем диаметр поперечных стержней не менее 6 мм , принимаем 4 стержня диаметром 6 мм

13. Определяем количество и диаметр арматурных стержней монтажной

арматуры А¹_s=0,1*A_s = 0,1* 2,01 = 0,20см² диаметр не меньше 4 мм

14. Назначаем толщину защитного слоя из условия h_min=15 мм (a – d_s/2 – d_sw)

15. Конструирование поперечного сечения плиты

4. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ:

1. Какой процент армирования для железобетонных плит считается оптимальным?

2. Чем отличается плита ПК от плиты ПБ?

3. Назовите достоинства пустотных и ребристых плит по сравнению с монолитными?

Литература: В.И. Сетков «Строительные конструкции»,М.,

ИНФРА-М,2009, с. 228 – 233, 287 – 292

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 12

Тема: Определение длины флангового шва в узле фермы.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Сдвигом называется деформация, возникающая под действием двух близко расположенных противоположно направленных равных сил. При этом возникают касательные напряжения. Разрушение материала под их воздействием называется срезом.

Угловые швы рассчитываются на срез по наиболее опасной плоскости сечения шва, совпадающей с биссектрисой прямого угла треугольника и расчетной площадью сечения шва будет

А_w = 0,7 к L_w, см²

где 0,7к – расчетная высота шва или расчетный катет шва

L_w - длина шва ,см

Условие прочности сварного углового шва имеет вид:

τ_w = F / 0,7 к L_w ≤ R_wf γ_с , кН/см²

где R_wf – расчетное сопротивление сварного углового шва при срезе

R_wf = 18 кн/см² для строительной стали Ст3

При проектировании сварных соединений следует обеспечивать условие равнопрочности, т.е. допускаемая нагрузка на шов и основной свариваемый материал должны быть одинаковы.

F_{w доп} = F_доп = А R_уγ_{с ,} кн

ЗАДАНИЯ ПО ВАРИАНТАМ

Задача 1

Спроектировать равнопрочное соединение с фланговыми швами (по вариантам) R_wf = 18 кн/см²

Алгоритм решения задачи 1

1) Выполнить эскиз соединения

2) Найти допускаемое усилие

F_доп = А R_у γ_с = b * t * R_у γ_с, кн, γ_с = 1 – коэффициент условия работы

3) Назначить катет шва

к ≤ t, см (к_мин = 4 мм )

4) Определить суммарную длину углового шва

ΣL_w≥ F_доп / 0,7к R_wf γ_с, см

5) Определить необходимую длину флангового шва

L_фл = ΣL_w / 2, см

Рисунок 1

Длина шва не должна превышать 60 к L_фл ≤ 60к

и не должна быть меньше 40 мм

6) Ответ: L_фл = … см ≤ 60к

Задача 2.Рассчитать прикрепление фланговыми швами растянутого элемента из двух равнополочных уголков b x t , мм к фасонке толщиной t_ф (рисунок 2). Расчётное усилие N. Материал листов и фасонки – сталь С245. Расчётное сопротивление стали по пределу текучести R_y = 24 кн/см^2. Сварка ручная электродами типа Э46. Расчётное сопротивление металла шва при срезе R_wf = 18 кн/см² Коэффициент β_f =0,7

Определить l₁ , l₂

Исходные данные для решения задачи принять по таблице

Рисунок 2

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: