Расчет прочности изгибаемых элементов таврового профиля по нормальному сечению

Прочность бетона по наклонной полосе между наклонными трещинами.

Расчет прочности изгибаемых элементов таврового профиля по нормальному сечению.

Балка, приводимая к тавровому сечению: при h_f’≥0,1h, b_св=½c, b_св=1/6l; при h_f’<0,1h, b_св=6h_f’.

Балка таврового сечения: при h_f’≥0,1h, b_св=6h_f’, при 0,1h>h_f’>0,05h, b_св=3h_f’, при h_f’<0,05h, b_св=0.

Граница сжатой зоны проходит в ребре:

R_sA_s=R_bbx+R_b(b_f’-b)h_f’↔ξR_bbh₀+R_b(b_f’-b)h_f’,

M≤R_bbx(h₀-0,5x)+R_b(b_f’-b)h_f’(h₀-0,5h_f’)↔

α_mR_bbh₀²+R_b(b_f’-b)h_f’(h₀-0,5h_f’),

ξ≤ξ_R, R_s=σ_s, если ξ>ξ_R.

Граница сжатой зоны проходит в полке:

M≤R_bb_f’h_f’(h₀-0,5h_f’), R_sA_s=R_bb_f’h_f’, R_sA_s=R_bb_f’x,

M=R_bb_f’x(h₀-0,5x)↔α_mR_bb_f’h₀²,

M=R_sA_s(h₀-0,5x)↔R_sA_sh₀ς. R_s-расчетное сопротивление ар-ры растяжению, A_s-площадь сечения продольной ар-ры, R_b-расчетное сопротивление б. сжатию, A_b- площадь сжатой зоны б., h₀-рабочая высота сечения, x-высота сжатой зоны б., b-ширина сечения, M-изгибающий момент, b_f’ и h_f’-ширина и высота полки таврового сечения в сжатой зоне.

ξ_R=ω/(1+(R_s/σ_sc_,_u)(1-ω/1,1))-граничная относительная высота сжатой зоны б., ξ=x/h₀-относительная высота сжатой зоны б., σ_sc_,_u-предельное напряжение в арматуре сжатой зоны б., ω-характеристика сжатой зоны б.

22 Ребристые монолитные перекрытия с балочными плитами. Компоновка конструктивной схемы перекрытий. Расчет плиты и второстепенных балок с учетом перераспределения усилий.

Ребристые монолитные перекрытия состоят из плит, второстепенной и главной балок, которые бетонируют вместе и представляют собой единую конструкцию. Плита опирается на второстепенные балки, а второстепенные на главные балки, опорами которых служат колонны и стены.

Сущность конструкции в том, что бетон в целях экономии удален из растянутой зоны сечения и сохранены ребра, в которых установлена растянутая арматура.

При компоновке выбирают сетку и шаг колонн, направление главных балок, шаг второстепенных балок. Это производится с учетом назначения здания. Основной показатель экономичности перекрытия - расход материала. О расходе бетона можно судить по приведенной толщине перекрытия, понимая под ней толщину слоя бетона необходимого для изготовления всех элементов перекрытия и распределенных по всей площади перекрытия. Перекрытия, как правило, выполняют из бетона класса В15 – В22,5. Армируют проволокой: Вр1, В1, А-1 – А-3.

Главные балки выбирают в пролетах 6-8 м и располагают параллельно или перпендикулярно продольным стенам. Высота сечения главных балок 1,8-1,15 пролета.

Второстепенные балки принимают длиной пролета lsb=5-7 м, высота сечения 1,12-1,2 пролета. Ширина сечения b=(0,4-0,5)h. По экономическим соображениям толщину плиты принимают менее: для промздания минимум 60 мм, жилых и гражданских 50 мм. При значительных временных нагрузках толщина плиты м.б. увеличена до 80-100мм. Пролет плит принимают 1,5-3м.

В зависимости от соотношения сторон различают плиты монолитные балочныеl2/l1>2 и опертые по контуру l2/l1<=2. В ребристых плитах монолитного перекрытия кривизна и изгиб от внешней нагрузки значительно больше в поперечном направлении, чем в продольном.

Для расчета таких плит выделяют полосу 1м и рассматривают ее как неразрезную балку, опертую на второстепенные балки и наружные стены.

Расчет плиты производят с учетом перераспределения усилий при этом в целях упрощения конструкцию принимают в первом пролете и на первой опоре:

M=q²sr1 /11.

В среднем пролете и на средних опорах:

Mср=q²sr /16.

Расчетные значения пролетов принимаются равными:

1 пролет: qLsr1 равно расстоянию между осью опоры на стены и гранью второстепенной балки первой опоры. Т.к. плиты окаймлены по контуру балками, горизонтальному смещению их препятствует распор, возникающий в следствии жесткости балок. Благодаря этому повышается несущая способность плит и это учитывается в расчетах путем снижения момента в средних пролетах и на средних опорах на 20%. Площадь арматуры в расчетных сечениях определяют, как для прямоугольного сечения с одиночной арматурой. Расчет плит по наклонному сечению не производится, т.к. всегда соблюдается условие прочности. Армирование многопролетных балочных плит осуществляется, как правило сварными рулонными сетками с продольной или поперечной рабочей арматурой диаметром <=5мм. Это армирование называется непрерыврым.

Для плит, как правило высотой больше 100мм или диаметром рабочей арматуры 6 и более мм применяется раздельное армирование плоскими сварными сетками. При сложной конфигурации плит рекомендуется применять армирование отдельными стержнями или дополнительными сетками.

Основная рабочая арматура подбирается по пролетным моментам (средний пролет), дополнительная арматура из разницы моментов:

ΔM=(q²sr1 /11)-(q²sr /16).

Поперечная арматура подбирается исходя из площади рабочей арматуры(10%) и не менее 3-х стержней на 1м.

Второстепенная балка рассчитывается, как неразрезная конструкция опирающаяся на главные балки и наружные стены. Нагрузки на второстепенную балку: нагрузки собранные на монолитную плиту, собственный вес балки. Грузовая площадь с которой собирается нагрузка на второстепенную балку будет равна шагу второстепенных балок. Расчетные пролеты второстепенных балок определяются средним расстоянием светумежду главной балкой и крайней от грани опоры в стене до грани 1-ой главной балки. Для рационального размещения арматуры определяется не только основные 4 опорные и пролетные момента, но и значения моментов по длине балки на участке 0,2L используя значение коэффициента β. Расчетное сечение второстепенной балки в пролетах принимается тавровое с полкой в сжатой зоне; на опорах прямоугольное, ширина сечения b/ho.

Размеры сечения балки уточняются по моментам на первой промежуточной опоре:

Ho = 1,8 Mоп/(Rb*b)

Армирование балки производят плоскими каркасами собирая их в пространственные. Количество каркасов зависит от ширины второстепенной балки. При ширине 150мм-1 каркас.

Расчет и конструирование главной балки аналогичен второстепенной.

Опертыми по контуру называются плиты с отношением большей стороны к меньшей меньше 2 и работой на изгиб и 2-х направлениях. Такие перекрытия применяются главным образом по архитектурным соображениям (залы, вестибюли). По расходу материала они менее экономичны чем перекрытия сбалочными плитами.

В монолитных перекрытиях плиты опертые по контуру жестко соеденены с балками. В сборных перекрытиях они могут иметь свободное или жесткое опирание. Тоолщина плит в пределах 50-140мм при свободном опирании и (1/50)L при жестком опирании.

Плита в предельном равновесии рассматривается как система плоских звеньев соединенных друг с другом по линии излома пластического шарнира возникающего в пролете приблизительно по биссектрисе углов на опорах вдоль балок. Панель плиты испытывает действие пролетных М1 и М2 и опорных М1 и М1(штрих);М2 и М2(штрих).

При расчете несущей способности плиты опертой по контуру используется кинематический метод предельного равновесия в виде решения уравнения равенства работ внешних и внутренних сил на возможные перемещения.

При расчете площади рабочей арматуры также учитывают влияние распора уменьшая значение момента до 20% в сечениях средних пролетов и средних опор. Площадь арматуры подбирается как для прямоугольного сечения с одиночным армированием. Плиты армируются плоскими сварными сетками с рабочей арматурой в 2-х направлениях. Т.к. изгибающие моменты в пролете приближаются к опорам уменьшается количество арматурных приопорных участков. С этой целью по низу плиты укладывается цельная плоская сетка с количеством арматуры которое требуется на крайней полосе. А на среднем участке укладывается дополнительная сетка. Рабочая арматура в направлении меньшего пролета распологается ниже арматуры ведущей в направлении большего пролета. Оптимальный процент армирования 0,3-0,8%. Остальные принципы проектирования такиеже как и в обычной балочной плите.

27.Конструктивные схемы. Производственные здания, как и гражданские, строят одноэтажными и многоэтажными. Основные их элементы имеют то же функциональное значение, что и в гражданских зданиях.

Одноэтажные производственные здания имеют разнообразные конструктивные схемы.

Бескаркасные здания возводят с несущими наружными и внутренними стенами. Здания с неполным каркасом имеют внутренний каркас (колонны, столбы, ригели) и несущие наружные стены. Конструктивная схема таких зданий аналогична схеме гражданских зданий (см. 6), однако в них может быть не один, а несколько рядов внутренних несущих колонн или столбов в зависимости от ширины здания.

Каркасные здания возводят с самонесущими или ненесущими навесными наружными стенами, а все конструкции внутри здания опираются на элементы несущего каркаса.

Каркасные одноэтажные здания производственного назначения наиболее распространены. Среди них основное место занимают промышленные здания. Они бывают многопролетными с пролетами одинаковой или разной ширины и высоты (8, а, б) или однопролет-ными (8, в). Такие здания возводят с плоскими или скатными пологими покрытиями, бесфонарными или с фонарными надстройками.

Основные элементы каркаса промышленного здания? колонны 3, 4 и балки покрытий 6 или стропильные фермы 15, которые образуют плоские поперечные рамы, устанавливаемые на определенном расстоянии, др.уг от друга. Эти элементы каркаса бывают стальными и железобетонными. На поперечные рамы опираются про* дольные элементы каркаса: подкрановые балки 5, по которым прокладывают пути для мостовых кранов; ригели стенового каркаса (фахверка), используемого для крепления ограждающих конструкций (оконных витражей 12 и др.); панели покрытий 7 или прогоны кровли, по которым укладывают листы профилированной кровельной стали, панели из асбестоцементных листов; фонари 14, назначение которых—обеспечить естественную аэрацию и освещение зданий. В многопролетных цехах при необходимости редкого расположения -колонн по средним рядам стропильные фермы 15 опираются на подстропильные фермы, устанавливаемые по продольным рядам колонн обычно в том же уровне, что и стропильные фермы.