Курсовая работа: Проектирование несущих железобетонных конструкций многоэтажного промышленного здания

Поперечные рёбра

Поперечные ребра панели предусматриваются по её краям, и иногда - по длине пролета (мы их устанавливать не будем). Размеры поперечных ребер назначаем конструктивно (см. рис.3.1.)

При расчете фактическое поперечное сечение панели заменяется эквивалентным тавровым сечением (рис.3.2.) Оно имеет ту же площадь и те же основные размеры.

В расчетах на трещиностойкость, которые мы выполнять не будем, используется приведённое сечение: площадь сечения арматуры приводится к площади сечения бетона, исходя из равенства их деформаций.

Рис.3.1 é

Поперечное и продольное сечение рёбристой панели (а) и панели типа "2Т" (б).

Рис.3.2 è

Эквивалентное поперечное сечение панели.

Полная высота сечения равна высоте панели: h = hn = 350 мм.

Полезная (рабочая) высота сечения h0 = h - a, где

а - расстояние от нижней растянутой грани сечения до центра тяжести продольной рабочей арматуры.

Принимаем а = 3 см, тогда h0 = 35 - 3 = 32 см.

Толщина стенки эквивалентного сечения равна суммарной толщине ребер:

b = 2bm = 2·9 = 18 см.

Толщина полки h¢f = 6 см.

Участки полки, удаленные от ребра, напряжены меньше, чем соседние участки. Поэтому ширина свеса полки в каждую сторону от ребра bef ограничивается двумя условиями (п.3.16 СНиП [2]); она должна быть:

не более 1/6 пролета элемента: bef ≤ l/6 = 7800/6 = 1300 мм.

в рёбристой панели, когда расстояние между поперечными ребрами больше, чем между продольными:

при h¢f ≥ 0,1h: bef ≤ с/2

при h¢f < 0,1h: bef ≤ 6 h¢f

В панели типа "2Т": bef ≤ c1, а также:

при h¢f ≥ 0,1h: bef ≤ 6 h¢f

при 0,05 h ≤ h¢f < 0,1h: bef ≤ 3 h¢f

при h¢f < 0,05 h: свесы не учитываются

В данной рёбристой панели 0,1h = 0,1·35 = 3,5 см < h¢f = 6 см, поэтому

bef ≤ c/2 = 106/2 = 53 см.

Принимаем bef = 53 см, тогда принимаемая в расчете ширина полки b¢f:

b¢f = 2 b2 + 2 bef = 2·10 + 2·53 = 126 см.

В панели типа "2Т": b¢f = 2 b2 + 2 bef + с.

Определение требуемой продольной рабочей арматуры производят с помощью вспомогательного коэффициента А0:

Все величины в расчётных формулах рекомендуется брать в кН и см:

М = 119,04 кН = 11 904 кН·см; Rb = 22 МПа = 2,2 кН/см2.

По значению коэффициента А0 находим значения относительной высоты сжатой зоны ξ = x / h0 и относительного плеча внутренней пары сил η0 = z0 / h0, используя специальную таблицу или предлагаемые аналитические зависимости:

,

η0 = 1 - 0,5ξ = 0,976.

Фактическая высота сжатой зоны:

х = ξ h0 = 0,0477×32 = 1,53 см < hf´ = 6 см,

поэтому граница сжатой зоны находится в пределах полки.

Для напрягаемой арматуры необходимо использовать коэффициент условий работы γs6, который учитывает увеличение сопротивления арматуры при её деформациях за границей условного предела текучести; этот коэффициент определяется по формуле (27) СНиП [2]:

где η - коэффициент, учитывающий класс арматуры; для арматуры класса А-VI η=1,10 (п.1.13. СНиП [2]). Тогда

поэтому принимаем γs6 = η = 1,10.

Требуемая площадь сечения продольной рабочей арматуры:

По сортаменту арматуры назначаем диаметр стержней так, чтобы он был не менее требуемой величины Аs. Число стержней - 2, по одному в каждом ребре.

Принимаем 2Æ 18 А 1000 (А-VI), Аs = 5,09 см2.

Сортамент арматуры можно найти в Приложении 3. Не следует создавать излишний запас прочности элемента. Переармированные элементы не только неэкономичны, но и опасны (см. Приложение 5).

Толщина защитного слоя бетона аb продольной рабочей арматуры, необходимого для предохранения её от коррозии, должна составлять (п.5.5 СНиП [2]):

не менее диаметра стержня: аb ≥ d = 18 мм,

не менее 20 мм (в ребрах высотой h ≥ 250 мм): аb ≥ 20 мм.

Защитный слой бетона - это толщина слоя бетона от грани элемента до ближайшей поверхности арматурного стержня.

Фактическая толщина защитного слоя:

аb = а - 0,5 d = 30 - 0,5·18 = 21 мм > 20 мм,

значит, требования СНиП по величине защитного слоя выполнены.

Если бы указанные требования не выполнялись, расстояние а пришлось бы увеличить, а расчёт (п.3.6.) произвести заново.

Конструирование поперечной арматуры заключается в выборе класса, диаметра и шага поперечных стержней. Обычно конструирование сопровождается расчётом, в результате которого устанавливается, обеспечена ли прочность элемента по наклонному сечению. Однако, учитывая сравнительно небольшой объем курсового проекта, ограничимся лишь конструированием.

Используем поперечную арматуру из проволоки класса Вр-I, диаметром 5 мм (Æ5Вр-I).

Шаг поперечной арматуры назначаем не основе конструктивных требований п.5.27 СНиП [2]:

на приопорных участках длиной, равной ¼ пролета l0= l/4 = 7,8/4 = 1,95 м

при высоте сечения h ≤ 450 мм (в данном случае h = 350 мм) шаг поперечной арматуры должен быть не более:

,

S1 £ 150 мм.

Принимаем S1 = 150 мм (кратно 50 мм), см. прил.1.

на остальной части пролёта при высоте сечения h > 300 мм шаг поперечной арматуры должен быть не более:

,

S2 £ 500 мм.

Принимаем S2 = 250 мм (кратно 50 мм).

При h ≤ 300 мм поперечную арматуру на этом участке допускается не устанавливать.

Поперечные стержни входят в состав плоского каркаса, которому присвоим марку К-1 (см. арматурные чертежи в графической части). Продольные стержни этого каркаса принимаем конструктивно, из арматуры Æ8А-I.

Для возможности свободной укладки каркаса в форму концы всех его стержней должны отстоять от грани элемента на 10 мм (п.5.9 СНиП [2]). Величина защитного слоя бетона для поперечной и конструктивной арматуры в рёбрах высотой h ≥ 250 мм должна быть не менее диаметра стержня и не менее 15 мм (п.5.6 СНиП).

Продольная напрягаемая арматура не входит в состав никаких каркасов, так как приварка к ней стержней ухудшает её прочностные свойства.

Поперечные ребра армируем каркасами К-2. Используем те же виды арматуры, что и для каркаса К-1. Шаг стержня назначаем конструктивно (например, 200 мм).

Плитная часть панели (или просто плита), называемая в тавровом сечении полкой, работает на изгиб как пластина, опёртая по контуру на продольные и поперечные ребра. Работа плиты под действием нагрузок зависит от соотношения сторон опорного контура.

При отношении сторон l2/l1 > 2 (рис.3.3, а), плиты работают в направлении меньшей стороны, а в другом направлении за них работают рёбра. Такие плиты называются балочными, так как их рассчитывают как балки пролётом l1, выделяя из них полосы шириной b = 1 м.

При отношении сторон l2/l1 ≤ 2 (рис.3.3, б), что бывает, например, при частом расположении поперечных рёбер, плиты работают в двух направлениях в плане и их называют за это плитами, опёртыми по контуру. Изгибающие моменты в таких плитах меньше, чем в балочных, поэтому опёртые по контуру плиты являются более эффективными. Следует помнить, что в запас прочности расчёт такой плиты можно провести и по балочной схеме.

Очевидно, что в нашей панели перекрытия, у которой поперечные ребра расположены только по краям, имеем дело с балочной плитой.

Равномерно распределённая нагрузка на полку панели с несущественным превышением может быть принята такой же, как и для всей плиты (табл.2.1). Линейную расчётную нагрузку определяем сбором поверхностной нагрузки с условной ширины b = 1 м:

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27