Задача 3.1
Рассчитать по наклонному сечению железобетонную балку прямоугольного профиля, загруженную согласно расчетным схемам на рис. 3.1 и 3.2, изготовленную из тяжелого бетона естественного твердения.
Балка эксплуатируется в условиях благоприятных для нарастания прочности бетона.
Исходные данные для расчета приведены в табл. 3.1 и 3.2.
Порядок решения
1. Записать исходные данные.
2. Определить расчетные прочностные характеристики бетона (с учетом γb2 по [1, табл. 15]) и арматуры по табл. 1 и 2 (прил. 1).
3. Построить эпюру поперечных сил в общем виде, определить наиболее опасное сечение и поперечную силу в расчетном сечении балки.
4. Проверить необходимость расчета сечения балки на поперечную силу.
5. Определить требуемое усилие в хомутах на единицу длины элемента qsw, принимая Q = Qswb, и сравнить его с минимальным значением qsw.min, вычисляемым из условия c0 = 2 h0. Принять максимальное значение qsw..
6. Определить максимально допустимый шаг хомутов, сравнить его с шагом, определенным по конструктивным требованиям [1, п. 5.27], принять минимальное значение шага s.
7. Определить площадь поперечного сечения хомутов, их количество и диаметр в поперечном сечении.
8. Проверить прочность по наклонной полосе между наклонными трещинами по [1, п.3.30].
Рис. 3.1 - Расчетная схема
Таблица 3.1 - Исходные данные
| № варианта | h, м | b, м | Класс бетона | Класс арматуры | l, м | q, МН/м |
| 0.4 | 0.10 | В 30 | A-III | 3.0 | 0.057 | |
| 0.4 | 0.12 | В 15 | A-II | 3.3 | 0.042 | |
| 0.4 | 0.15 | В 25 | A-II | 3.6 | 0.058 | |
| 0.4 | 0.20 | В 30 | A-II | 3.9 | 0.047 | |
| 0.45 | 0.12 | В 20 | A-II | 6.0 | 0.029 | |
| 0.45 | 0.15 | В 20 | A-II | 3.0 | 0.069 | |
| 0.45 | 0.20 | В 20 | A-II | 3.3 | 0.079 | |
| 0.45 | 0.22 | В 25 | A-I | 3.6 | 0.090 | |
| 0.5 | 0.15 | В 30 | A-I | 3.9 | 0.074 | |
| 0.5 | 0.20 | В 25 | A-III | 6.0 | 0.055 | |
| 0.5 | 0.22 | В 30 | A-II | 6.3 | 0.064 | |
| 0.5 | 0.25 | В 20 | A-II | 6.6 | 0.053 | |
| 0.55 | 0.15 | В 25 | A-II | 9.0 | 0.031 | |
| 0.55 | 0.20 | В 15 | A-III | 6.0 | 0.045 | |
| 0.55 | 0.22 | В 15 | A-II | 6.3 | 0.046 | |
| 0.55 | 0.25 | В 30 | A-III | 6.6 | 0.045 | |
| 0.6 | 0.20 | В 30 | A-II | 6.9 | 0.064 | |
| 0.6 | 0.22 | В 25 | A-I | 9.0 | 0.047 | |
| 0.6 | 0.25 | В 20 | A-III | 9.3 | 0.045 | |
| 0.6 | 0.30 | В 30 | A-I | 9.6 | 0.067 | |
| 0.7 | 0.22 | В 30 | A-III | 9.9 | 0.057 | |
| 0.7 | 0.25 | В 25 | A-III | 12.0 | 0.046 | |
| 0.7 | 0.30 | В 20 | A-III | 9.0 | 0.064 | |
| 0.7 | 0.35 | В 20 | A-II | 9.3 | 0.071 | |
| 0.8 | 0.40 | В 20 | A-II | 12.0 | 0.071 |
Рис.3.2 - Расчетная схема
Таблица 3.2 - Исходные данные
| № варианта | h, м | b, м | Класс бетона | Класс арматуры | l, м | F, МН |
| 0.4 | 0.10 | В 30 | A-III | 3.0 | 0.052 | |
| 0.4 | 0.12 | В 25 | A-II | 3.3 | 0.054 | |
| 0.4 | 0.15 | В 15 | A-III | 3.6 | 0.049 | |
| 0.4 | 0.20 | В 15 | A-I | 3.9 | 0.063 | |
| 0.45 | 0.12 | В 15 | A-I | 6.0 | 0.046 | |
| 0.45 | 0.15 | В 20 | A-III | 3.0 | 0.064 | |
| 0.45 | 0.20 | В 20 | A-III | 3.3 | 0.083 | |
| 0.45 | 0.22 | В 15 | A-II | 3.6 | 0.076 | |
| 0.5 | 0.15 | В 25 | A-III | 3.9 | 0.091 | |
| 0.5 | 0.20 | В 30 | A-III | 6.0 | 0.119 | |
| 0.5 | 0.22 | В 15 | A-II | 6.3 | 0.085 | |
| 0.5 | 0.25 | В 30 | A-III | 6.6 | 0.147 | |
| 0.55 | 0.15 | В 25 | A-II | 9.0 | 0.089 | |
| 0.55 | 0.20 | В 25 | A-III | 6.0 | 0.116 | |
| 0.55 | 0.22 | В 20 | A-I | 6.3 | 0.110 | |
| 0.55 | 0.25 | В 20 | A-III | 6.6 | 0.124 | |
| 0.6 | 0.20 | В 15 | A-II | 6.9 | 0.093 | |
| 0.6 | 0.22 | В 30 | A-III | 9.0 | 0.157 | |
| 0.6 | 0.25 | В 25 | A-II | 9.3 | 0.156 | |
| 0.6 | 0.30 | В 15 | A-I | 9.6 | 0.185 | |
| 0.7 | 0.22 | В 20 | A-III | 9.9 | 0.140 | |
| 0.7 | 0.25 | В 20 | A-I | 12.0 | 0.157 | |
| 0.7 | 0.30 | В 15 | A-II | 9.0 | 0.157 | |
| 0.7 | 0.35 | В 20 | A-II | 9.3 | 0.217 | |
| 0.8 | 0.40 | В 20 | A-II | 12.0 | 0.285 |
ЗАДАЧИ ПО РАСЧЕТУ ПРОЧНОСТИ ВНЕЦЕНТРЕННО-СЖАТЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
Задача 4.1
Определить несущую способность внецентренно - сжатого элемента без учета коэффициента η (симметричное армирование).
Режим нагружения и исходные данные приведены в табл. 4.1 и 4.2.
Порядок расчета прочности определяется алгоритмом на рис. 4.2.
Рис. 4.1 - Расчетные случаи и схемы внутренних усилий:
1) “большой” эксцентриситет;
2) “малый” эксцентриситет
Рис. 4.2 - Алгоритм решения задачи 4.1 (симметричное армирование)
Таблица 4.1 - Исходные данные
| № варианта | Режимы нагружения | b, м | h, м | Аs = А/s см2 | Класс арматуры | Класс бетона |
| П+Д+К | 0,5 | 0,6 | 2,26 | A-V | В20 | |
| П+Д+К | 0,5 | 0,6 | 9,41 | A-V | В35 | |
| П+Д+К | 0,5 | 0,6 | 3,08 | A-V | В25 | |
| П+Д(Н) | 0,5 | 0,7 | 6,79 | A-III | В20 | |
| П+Д(Н) | 0,5 | 0,5 | 4,62 | A-V | В30 | |
| П+Д | 0,5 | 0,5 | 4,02 | A-II | В25 | |
| П+Д | 0,4 | 0,6 | 18,85 | A-V | В20 | |
| П+Д | 0,4 | 0,7 | 10,05 | A-III | В25 | |
| П+Д(Н) | 0,4 | 0,7 | 12,06 | A-III | В15 | |
| П+Д+К | 0,4 | 0,8 | 4,52 | A-IV | В30 | |
| П+Д(Н) | 0,4 | 0,8 | 12,06 | A-IV | В15 | |
| П+Д+К | 0,4 | 0,6 | 4,62 | A-III | В20 | |
| П+Д | 0,4 | 0,6 | 5,09 | A-III | В20 | |
| П+Д | 0,4 | 0,5 | 8,04 | A-IV | В35 | |
| П+Д | 0,4 | 0,8 | 2,26 | A-V | В25 | |
| П+Д | 0,5 | 0,5 | 7,69 | A-IV | В15 | |
| П+Д+К | 0,5 | 0,7 | 5,09 | A-III | В25 | |
| П+Д+К | 0,4 | 0,8 | 8,04 | A-III | В25 | |
| П+Д | 0,4 | 0,5 | 6,16 | A-II | В35 | |
| П+Д+К | 0,4 | 0,7 | 2,26 | A-II | В20 | |
| П+Д+К | 0,4 | 0,6 | 3,08 | A-III | В20 | |
| П+Д | 0,4 | 0,8 | 10,18 | A-III | В35 | |
| П+Д(Н) | 0,4 | 0,5 | 7,63 | A-IV | В35 | |
| П+Д(Н) | 0,5 | 0,5 | 10,18 | A-III | В15 | |
| П+Д(Н) | 0,4 | 0,8 | 18,85 | A-IV | В30 |
Примечание: Коэффициент γb2 определяется по [1, табл.15].
Режимы нагружения: П+Д+К – учет постоянных, длительных и кратковременных нагрузок, суммарная длительность действия которых мала (крановые, ветровые нагрузки и т.д.).
П+Д(Н) – учет постоянных, длительных и кратковременных нагрузок, кроме тех, суммарная длительность действия которых мала. Условия эксплуатации благоприятны для нарастания прочности бетона.
П+Д – учет постоянных, длительных и кратковременных нагрузок. Условия эксплуатации неблагоприятны для нарастания прочности бетона.
