Курсовая работа: Розрахунок монолітного залізобетонного акведука

MA = 48,09 кН·м;        MD = 59,03 кН·м;               Msn = 349,67 кН·м.

4.2 Розрахунок ригеля рами

4.2.1 Розрахунок міцності нормальних перерізів ригеля

Матеріали ригеля такі ж, як і другорядної балки. Мінімальна робоча висота перерізу

== 50,6см,

де ξR = 0,6 – значення граничної відносної висоти стиснутої зони, визначене за табл. додатку 8 [2]. Йому відповідає αR = 0,42.

.

Прийняті раніше розміри перерізу балки недостатні. Приймаємо розміри

hmb ´ bmb = 60 ´ 20 см2

Розрахункову висоту перерізу визначаємо з умови розміщення робочої арматури у два ряди по висоті перерізу

ho = hmb – tb – d – u / 2 =60 –3 – 2 – 3/2 = 53,5 см.

Потрібну площу перерізу арматури на опорах за моменту Мс = 111,84 кН·м визначаємо у такій послідовності:

за α0 = 0,120 знаходимо η = 0,935 (табл. 7.17 [5]).

Приймаємо 4 Æ 18 А-ІІ, As = 10,18 см2.

Обчислюємо площу перерізу арматури у прольоті. Msn=207,78 кН·м. Розрахунковий переріз ригеля у прольоті буде залежати від випадку розташування нейтральної лінії. Визначимо ширину полиці ригеля, що вводиться у розрахунок,

= bmb + 2bef = 20 + 2 · 100 = 220 см,

де ширина звисання bef, яку приймаємо у розрахунках із умов:

bef  0,5 · lef = 0,5 · 242 = 121,0 см;

bef  1/6 · lb = 1/6 · 600 = 100,0 см.

Приймаємо для розрахунку = 220 см.

Визначаємо випадок розташування нейтральної лінії

Нейтральна вісь проходить у поличці.

Розрахунковий переріз ригеля буде прямокутний з розмірами ´ h0 = 220 ´ 53,5 cм. Тоді

За α0 = 0,034 знаходимо η = 0,983 (табл. 7.7 [5]).

Необхідна площа перерізу арматури    

 см2.

Приймаємо 4 Æ 28 А-ІІ, AS = 24,63 см2 (табл. 5.41 [5]).

4.2.2 Розрахунок міцності похилих перерізів ригеля

Розрахункова поперечна сила

Q = VD – F1 = 412,26 – 231,21 = 181,05 кН.

Поперечну арматуру можна не розраховувати на сприйняття поперечної сили, коли бетон сприймає дію цієї сили, тобто . Враховуючи, що найбільш невигідна похила тріщина йде від опори ригеля до першої зосередженої сили, проекція найбільш невигідної похилої тріщини м. Тоді поперечна сила, яку сприймає бетон, визначиться за формулою

 кН,

але вона повинна бути не менше  і не більше , які обчислюються за формулами:

 кН;

 кН.

Оскільки , потрібно виконати розрахунок поперечних стержнів.

Приймаємо поперечну арматуру Æ 8 класу А-І (додаток 7 [2]).

Погонне зусилля у поперечній арматурі

 кН/см,

де      φb2 = 2 – для важкого бетону.

Довжина проекції похилої тріщини

Отримане значення С0 приймається в розрахунок не більше 2·h0.

Приймаємо С0 = 2 · h0 = 107 см.

Погонне зусилля в поперечній арматурі

кН/см.

Мінімальне погонне зусилля у поперечній арматурі

Розрахунковий крок хомутів

 см,

де      nw = 2 – кількість поперечних стержнів в одному перерізі ригеля.

Крок поперечних стержнів за конструктивними вимогами

sw,к = h / 3 = 60 / 3 = 20 см.

Приймаємо крок поперечних стержнів sw = 100 мм. З таким кроком поперечна арматура розміщена на приопорних ділянках ригеля (від опори до зосередженої сили). На середній ділянці ригеля крок поперечної арматури

. Приймаємо sw = 350 мм.

4.2.3 Розрахунок на відрив

В рамі із монолітного залізобетону навантаження від другорядної балки передається на спеціальну поперечну арматуру, яку проектуємо у вигляді сіток.

Площу поперечного перерізу арматури сіток знаходимо за формулою

,

де      F2 = 350,81 кН – зусилля, яке знаходимо при статичному розрахунку рами;

Rs – розрахунковий опір сталі класу А-ІІ.

Сітки влаштовуємо на ділянці ригеля

,

де      із розрахунку міцності нормальних перерізів другорядної балки (опора 1).

Приймаємо 5 Æ 20 А-ІІ, As = 15,71 см2 з кроком s = 100 мм.

4.3 Розрахунок і конструювання колони

Колона, сприймаючи дію згинаючого моменту і поздовжньої сили, працює на позацентровий стиск. Розрахункова довжина колони у площині рами l0 = 2H. При розрахунку міцності колони її висоту приймають рівною віддалі від обрізу фундаменту до осі ригеля. У нашому випадку

H = Hпідошв. – hf – hmb / 2 = 7,7-0,8 – 0,6 / 2 = 6,6 м = 660 см.

Тоді l0 = 2 · 6,6 = 13,2 м.

Матеріал колони: бетон класу В30 – Rb = 17 МПа; Eb = 3,5·104 МПа (табл. 7.3 і 7.5 [5]); арматура класу А-ІІ – Rs = 280 МПа; Es = 2,1·105 МПа (табл. 7.8 і 7.11 [5]).

Переріз І-І (біля ригеля). Визначаємо розрахункові зусилля. Згинаючі моменти від дії:

а) всіх навантажень

M1 = Mc – HD · 0,5 · hmb = 111,84 – 24,76 · 0,5 · 0,6 = 104,41 кН·м;

б) тривалих навантажень

M1,l = MC,l – HD,l · 0,5 · hmb = 107,1 – 23,28 · 0,5 · 0,6 = 100,12 кН·м,

де HD,l = HD – HD3 = 24,76 – 1,48 = 23,28 кН;

MС,l = MС – MC,3 = 111,84 – 4,74 = 107,1 кН·м.

Нормальні поздовжні сили від дії:

а) всіх навантажень N1 = VD = 412,26 кН;

б) тривалих навантажень N1,l = VD,l = VD –VD3 = 412,26 –1,82= 410,44 кН.

Визначаємо ексцентриситети

; .

Робоча висота перерізу h0 = hc – а = 40 – 4 = 36 см.

Гнучкість колони l0 / hc = 13,2/ 0,36 = 37,1 > 10, необхідно врахувати прогин елемента. Вплив прогину враховується коефіцієнтом

,

де      Ncr – умовна критична сила, яку можна обчислити за формулою

,

де      I, Is – моменти інерції відповідно перерізу бетону та арматури:

;

;

де      μs – коефіцієнт армування, попередньо задаємося .

φl – коефіцієнт, який враховує вплив тривалого навантаження

;

δе – відносний ексцентриситет e0 / hc, який приймають не меншим

δе,min = 0,5 – 0,01 · l0 / hc – 0,01 · Rb = 0,5 – 0,01 · 37,1 – 0,01 · 17 = 0,041.

У нашому випадку

δе = e0 / hc = 25 / 40 = 0,625.

Підставивши значення величин у формулу для обчислення критичної сили, одержимо

Так як Ncr = 464,76 кН > N1 = 412,26 кН, то переріз колони достатній для сприйняття зусилля

.

Визначаємо ексцентриситет сили відносно центра ваги арматури As з врахуванням прогину

e = e0 · η + hc / 2 – a = 25 ·8,85 + 40 / 2 – 4 = 237,25 см.

Попередньо знаходимо відносну висоту стиснутої зони бетону

.

Площа стиснутої арматури

 см2

За мінімально допустимим процентом армування площа перерізу

Приймаємо 2Æ 25А-ІІ, As =9,82 см2 (табл. 5.41 [5]).

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6