Проектирование основных несущих конструкций одноэтажного промышленного здания каркасного типа из сборного железобетона - Строительство и архитектура курсовая работа

Главная

Строительство и архитектура
Проектирование основных несущих конструкций одноэтажного промышленного здания каркасного типа из сборного железобетона

Расчеты поперечной рамы, стоек, решетчатой двускатной балки. Подбор армирования колонн, плиты покрытия. Расчет потерь предварительного напряжения и поперечной арматуры преднапряженного элемента. Определение размеров подошвы и ступеней фундамента.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
В данном курсовом проекте в соответствии с заданием (шифр 886 ) запроектированы основные несущие конструкции одноэтажного промышленного здания каркасного типа из сборного железобетона. Представлены расчеты поперечной рамы, стоек, фундаментов, а так же рассмотрен расчет преднапряженной решетчатой балки постоянной высоты. Здание прямоугольное в плане с размерами в осях 36x84 м. Шаг колонн 6,0 м, пролет 18,0 м, число пролетов - 2. Высота до верха консоли - 8,4 м. В ходе расчетов было подобрано необходимое армирование колонн, плиты покрытия, фундамента. Для преднапряженного элемента так же выполнен расчет потерь предварительного напряжяния и расчет поперечной арматуры. Были определены размеры подошвы фундамента и размеры его ступеней, подобрано армирование фундамента.
Современные одноэтажные промышленные здания проектируются, как правило, по каркасной схеме из сборного железобетона. Каркас состоит из колонн, заделанных в фундамент, конструкций покрытия и подкрановых балок.
Пространственный каркас здания (рисунок 1.1, а) условно разделяют на поперечные и продольные рамы, каждая из которых воспринимает вертикальные и горизонтальные нагрузки.
Основным элементом каркаса является поперечная рама (рисунок 1.1, б), состоящая из колонн, жестко защемленных в фундаменты и соединенных между собой ригелем. Ригели соединяются с колоннами шарнирно. Поперечная рама воспринимает постоянную нагрузку от собственного веса конструкций (покрытия, стеновых панелей, колонн, подкрановых балок), переменную нагрузку от снега, ветра, мостовых или подвесных кранов и обеспечивает жесткость здания в поперечном направлении.
В продольную раму включается один ряд колонн в пределах температурного блока. В продольном направлении колонны связаны шарнирно подкрановыми балками (при наличии мостовых кранов), распорками, вертикальными связями и плитами покрытия (рисунок 1.1, в). Продольная рама обеспечивает жесткость здания в продольном направлении и воспринимает горизонтальные нагрузки от торможения кранов и ветра, действующего в торец здания.
К элементам каркаса относятся также фахверковые колонны, несущие вертикальную нагрузку от веса стеновых панелей и горизонтальную нагрузку от действующего на панели ветра.
2. Компоновка конструктивной схемы здания
Рисунок 1.1 - Конструктивная схема одноэтажного промышленного здания и система связей: 1 - горизонтальные связевые фермы; 2 - стойки торцового фахверка; 3 - колонны; 4 - стеновые панели; 5 - стропильные конструкции; 6 - плиты покрытия; 7 - вертикальные связи на опорах стропильных конструкций; 8 - распорки по верху колонн; 9 - вертикальные связи по колоннам
При компоновке конструктивной схемы здания:
- выбираем сетку колонн и размеры здания по высоте;
- разбиваем здания на температурные блоки;
- выбираем схему связей, обеспечивающих пространственную жесткость здания.
2.1 Выбор сетки колонн и размеров здания по высоте
Привязка к продольным осям колонн средних рядов осевая. Привязка колонн к поперечным осям тоже осевая, за исключением колонн в торцах здания и у температурного шва, оси которых смещены от разбивочных осей на 500 мм.
Рисунок 2.1 - Привязка колонн к координационным осям
Плоские покрытия выполним по беспрогонной схеме.
По беспрогонной схеме плиты покрытия укладывают по ригелям поперечных рам и крепят с помощью сварки закладных деталей. Приварку каждой плиты к ригелю производят в трех точках, швы между плитами замоноличивают бетоном.
В решении покрытия по беспрогонной схеме выбираем поперечное расположение ригелей. При поперечном расположении ригелей покрытие проектируем без подстропильных конструкций (рисунок 2.2). Ригели укладываем только по колоннам с шагом 6 м.
2.3 Разбивка здания на температурные блоки
Одноэтажные промышленные здания имеют большие размеры в плане. Из-за непрерывности покрытия, представляющего собой единую жесткую плиту, изменения температуры наружного воздуха вызывают деформации (удлинения и укорочения) в ригелях. Эти деформации приводят к перемещениям верха колонн и возникновению значительных дополнительных усилий, которые могут вызвать образование трещин и разрушение колонн.
Для уменьшения этих усилий в зданиях предусматривают температурно-усадочные швы. В местах их устройства устанавливают спаренные колонны , а здание разрезают швами на всю высоту до обреза фундамента.
Допускается принимать без расчета расстояние между швами (длину температурного блока) в отапливаемых одноэтажных промышленных зданиях из сборного железобетона 72 м, в неотапливаемых зданиях - 48 м.
В тех случаях, когда здание возводится на площадке с разнородными грунтами, а также когда его части имеют различную высоту и возможно их неравномерное вертикальное смещение, устраивают осадочные швы. Ими разрезают здания, включая и фундаменты, чтобы обеспечить частям здания независимую осадку. Осадочные швы обычно совмещают с температурно-усадочными.
2.4 Обеспечение пространственной жесткости каркаса
Пространственной жесткостью здания называют его способность сопротивляться воздействию горизонтальных нагрузок.
Пространственная жесткость каркаса одноэтажного промышленного здания в поперечном направлении обеспечивается конструкцией поперечной рамы - защемлением колонн в фундаментах и достаточной изгибной жесткостью колонн.
Пространственная жесткость здания в продольном направлении обеспечивается вертикальными стальными связями. Связи устанавливаются по всем продольным рядам колонн (в одном и том же шаге) в середине температурных блоков. Они устраиваются на высоту от пола до низа подкрановых балок или до верха колонн, если отсутствуют мостовые краны, и привариваются к закладным деталям колонн. По конструкции вертикальные связи бывают крестовые (одноярусные и двухярусные) и портальные (рисунок 2.3), устраиваемые обычно по внутренним рядам колонн.
Рисунок 2.3 - Крестовая вертикальная связь между колоннами
Горизонтальная ветровая нагрузка, действующая на стеновые панели торца здания, передается через стойки фахверка на верх ригеля перпендикулярно его плоскости и далее на плиты покрытия. Учитывая, что жесткость ригелей из своей плоскости мала, эта горизонтальная сила может вызвать чрезмерные перемещения ригелей (рисунок 2.4, а). Для исключения таких перемещений ригелей в торцах температурных блоков между ригелями устраивают вертикальные связевые фермы (обычно из стальных уголков), обеспечивающие передачу усилия с по-крытия на колонны. Колонны поверху связывают распорками. При небольшой высоте ригелей на опорах (до 0,9 м) допускается связевые фермы не устанавливать. В этом случае сварные швы в сопряжении ригеля с колонной должны рассчитываться на момент М = Wh (рисунок 2.4, б).
Рисунок 2.4 - Воздействие ветровой нагрузки на стропильные конструкции: а - возможное перемещение ригелей от ветровой нагрузки; б - к расчету сварных швов при отсутствии связевых ферм; 1 - фахверковая колонна; 2 - сварные швы; W - горизонтальная сила от ветровой нагрузки, действующей в торец здания
Рисунок 2.5 - Схема связей одноэтажного промышленного здания без фонарей при отсутствии мостовых кранов и высоте колонн до 10 м: 1 - диск покрытия; 2 - стропильные конструкции; 3 - колонны
3. Расчет поперечных рам. Определение усилий в сечениях стоек каркаса
Рассматривается многопролетная рама с подвесными кранами (рис. 3.1).
Рисунок 3.1 - Расчетная схема поперечной рамы одноэтажного промышленного здания с подвесными кранами
В данной раме стойки постоянного поперечного сечения. Раму можно рассчитывать методом сил или методом перемещений. При расчете рамы методом перемещений основная система принимает вид, приведенный на рисунке 3.2.
Рисунок 3.2 - Основная система поперечной рамы одноэтажного промышленного здания при расчете методом перемещений
3.1 Многопролетная одноэтажная рама с подвесными кранами
Стойками рамы являются колонны постоянного поперечного сечения. Колонны жестко защемлены в фундаментах и соединяются между собой ригелем (стропильными конструкциями) по шарнирной схеме (см. рис. 3.1).
В рассматриваемом курсовом поперечная рама двухпролетная, с пролетами
L = 18,0 м, шагом крайних и средних колонн В = 6,0 м, ширина плит покрытия 3,0 м. Нагрузки, действующие на покрытие, кН/м 2 , приведены в таблице 3.1.
Таблица 3.1 - Постоянные нагрузки g, действующие на покрытие
Нагрузка от покрытия, действующая на стойку:
Нагрузка от собственного веса колонны:
Собственный вес подкрановых балок и стеновых панелей берется из соответствующих серий с учетом коэффициента надежности по нагрузке. Нагрузка от стеновых панелей среднего и нижнего рядов, кроме собственного веса, учитывает вес ленточного остекления, опирающегося на них. Вес остекления и стальных переплетов можно принять равным 50 кг/м 2 .
Снеговая нагрузка. Определим снеговую нагрузку для здания, расположенного в г. Томск, 4-ом районе (s 0 = 1,5 кН/м 2 ):
Ветровая нагрузка. Длина здания , высота , высота парапета , ширина , шаг колонн . Здание расположено в третьем районе , тип местности В.
Аэродинамические коэффициенты: (из соотношения и ).
Коэффициенты увеличения ветрового давления определяем в соответствии с рисунком 3.3.
Рисунок 3.3 - Определение коэффициентов увеличения ветрового давления по высоте
Значение коэффициентов k для высот 5, 10 и 20 м берем из таблицы А.5, остальные значения определяем по интерполяции: k 5 = 0,5; k 10 = 0,65; k 20 = 0,85; k 8,4 = 0,602; k 10,2 = 0,654. Для сосредоточенной ветровой нагрузки в уровне верха стойки:
Для равномерно распределенной по высоте стойки ветровой нагрузки k экв определяем по равенству моментов в заделке стойки:
Давление ветра с наветренной стороны:
Давление ветра с подветренной стороны будем учитывать через отношение аэродинамических коэффициентов:
Крановая нагрузка. Нагрузка на стойки поперечной рамы от подвесных кранов состоит из вертикальной и горизонтальной. Вертикальные нагрузки D max и D min передаются на верх колонн в местах опирания стропильной конструкции, горизонтальная нагрузка Т действует в уровне верха колонн.
Определим крановую нагрузку от подвесных кранов с группой режима работы 4К и грузоподъемностью 5 т. В каждом пролете один путь, на каждом пути работают два крана. Характеристики крана приведены в таблице 3.2.
Таблица 3.2 - Основные характеристики подвесного крана
Давление тележки на подкрановый путь, кН
Расчётная горизон- тальная нагрузка, кН
вдоль кранового пути от торможения крана
поперек кранового пути от торможения тали
Ординаты линий влияния по рисунку 3.4:
Рисунок 3.4 - Ординаты линий влияния опорных реакций подвесных балок
Расчетные значения вертикальных давлений на колонны:
Расчетная горизонтальная сила от поперечного торможения крана:
Давление крановых путей на колонну:
Рисунок 3.5 - Конструктивная схема стоек поперечной рамы
Таблица 3.3 - Исходные данные для расчёта рамы
Нагрузки от стеновых панелей подкрановых балок, стоек, кН
Таблица 3.4 - Эксцентриситеты приложения сил, в метрах
По данным таблиц 3.3 и 3.4 выполняется статический расчет поперечной рамы на персональном компьютере по программе Excel, который определяет расчетные усилия в колоннах от каждого вида нагрузки.
По результатам расчета по формулам (3.1) или (3.2) составляются основные сочетания усилий для расчета сечений колонн по предельным состояниям первой группы.
Таблица 3.5 Исходные данные для расчета двухпролётной рамы с подвесными кранами
Нагрузки от панелей, подкрановых балок, стоек, кН
Расчетные усилия в колоннах и их сочетания, кНм, кН
4. Подбор арматуры в колоннах и проверка их прочности
4.1 Подбор арматуры и проверка прочности сечений колонны
В крайних и средних колоннах зданий без мостовых кранов обычно устанавливается симметричная арматура, так как положительный и отрицательный моменты в основных сочетаниях примерно равны по абсолютной величине. Моменты действуют в плоскости поперечной рамы. Знаки моментов можно не учитывать, так как арматура в сечении будет симметричной.
Запишем в таблицу 4.1 некоторые постоянные величины, не меняющиеся в ходе расчета.
Таблица 4.1 - Постоянные расчетные величины
Подбор и проверка сечения средней колонны.
по таблице 11.1 от рабочей площади сечения колонны,
Принимаем по 2 стержня мм с каждой грани сечения колонны:
по таблице 11.1 от рабочей площади сечения колонны,
Принимаем по 2 стержня мм с каждой грани сечения колонны:
Окончательно принимаем у каждой грани колонны по 2 стержня мм.
Рисунок 4.1 - Армирование сечения средней колонны
Подбор и проверка сечения крайней колонны.
по таблице 11.1 от рабочей площади сечения колонны,
Принимаем по 2 стержня мм с каждой грани сечения колонны:
по таблице 11.1 от рабочей площади сечения колонны,
Принимаем по 2 стержня мм с каждой грани сечения колонны:
Окончательно принимаем у каждой грани колонны по 2 стержня мм.
Рисунок 4.2 - Армирование сечения крайней колонны
5. Расчет решетчатой двускатной балки
Запроектируем стропильную решетчатую балку пролетом 18,0 м для здания с шагом колонн и стропильных балок 6,0 м и ребристыми плитами покрытия номинальным размером 3,06,0 м. Расчетный пролет балки l = 17,7 м при глубине опирания на обеих опорах по 150 мм.
Класс бетона балки , напрягаемая арматура класса S800, обычная продольная и поперечная арматура класса S400.
Обжатие бетона производится при передаточной прочности, составляющей 50 % от проектной, то есть при . Режим передачи предварительного напряжения на бетон принят плавный. Класс по условиям эксплуатации конструкции ХС1 (RН = 50 %).
Здание расположено в районе IV по снеговой нагрузке, где нормативное значение веса снегового покрова на 1 горизонтальной поверхности земли равно 1,5 кН.
Прочностные и упругие характеристики материалов балки приведены в таблицах 5.1 и 5.2, нагрузки - в таблицах 5.3 и 5.4.
Вид балки с геометрическими размерами приведен на рисунке 5.1.
Рисунок 5.1 - Геометрические размеры балки
Таблица 5.1 - Прочностные и упругие характеристики арматуры балки, в мегапаскалях
Таблица 5.2 - Прочностные и упругие характеристики бетона балки, в Мегапаскалях
Таблица 5.3 - Нагрузки, действующие на покрытие, в
8 В том числе длительно действующая
10 В том числе длительно действующая
Таблица 5.4 - Нагрузки, действующие на балку, в
1 Элементы кровли и несущей конструкции при шаге балок 6м
5.2 Расчет балки по нормальным сечениям
В изгибаемых элементах переменной высоты опасным по изгибающему моменту будет нормальное сечение, смещенное от середины пролета к опоре. При уклоне верхнего пояса i = 1/12 расстояние от опоры до опасного сечения составляет х = 0,37l. Если рабочая высота сечения на опоре , то в опасном сечении .
Изгибающий момент в опасном сечении от полной расчетной равномерно распределенной нагрузки q = 39,91 кН/м:
Ширина поперечного сечения балки b = 280 мм. Рабочая высота в расчетном сечении при предварительно принятом расстоянии от крайних растянутых волокон до центра тяжести напрягаемой арматуры с = 140 мм:
Определим площадь поперечного сечения напрягаемой арматуры , расположенной в растянутой зоне, методом предельных усилий.
Граничное значение относительной высоты сжатой зоны бетона:
- величина предварительного напряжения арматуры.
В решетчатых балках имеются вырезы, поэтому необходимо следить, чтобы нейтральная ось сечения не выходила из пределов верхнего пояса (не заходила в пределы отверстий).
Требуемая площадь напрягаемой арматуры:
Рисунок 5.2 - Схема расположения напрягаемой арматуры
Рабочая высота расчетного сечения балки:
Проверим несущую способность сечения.
Относительная высота сжатой зоны сечения:
что больше высоты верхнего пояса балки, равного 0,16 м. Нейтральная ось сечения проходит в пределах отверстия, поэтому сжатой принимаем только высоту верхнего пояса, т.е. м.
Несущую способность сечения определяем по условию равновесия внешнего и внутреннего моментов относительно точки, через которую проходит равнодействующая сжатого бетона верхнего пояса.
Проверим несущую способность расчетного сечения при действии дополнительной нагрузки от двух подвесных мостовых кранов грузоподъемностью 5 т.
Максимальное D max и минимальное D min значения расчетных нагрузок на подкрановый путь в местах крепления к стропильной балке и соответственно нагрузка на стропильную балку составит (пролет подкранового пути 6,0 м, пролет крана Lп = 15,0 м, база крана 2,7 м, ширина 3,295 м, давление тележки на подкрановый путь = 38,8 кН, = 5,30 кН):
Ординаты линий влияния по рисунку 5.3:
Рисунок 5.3 - Ординаты линий влияния опорных реакций подвесных балок
Изгибающий момент от действия подвесных кранов в расчетном сечении, при расстоянии от опор до мест подвески кранового пути к балке 1,35 м (рисунок 5.4):
- опорная реакция от подвесного мостового крана на конце балки со стороны действия :
- расчетный момент с коэффициентом сочетания :
Рисунок 5.4 - Эпюра изгибающих моментов в стропильной балке от действия подвесных мостовых кранов грузоподъемностью 5 т
Суммарный расчетный изгибающий момент от полной нагрузки, включающей подвесные краны:
Прочность расчетного сечения обеспечена.
5.3 Геометрические характеристики расчетных сечений
Определим геометрические характеристики двух сечений балки - расчетного (1-1) и в середине пролета (2-2):
- статический момент приведенного сечения относительно нижней грани сечения
- расстояние от нижней грани до центра тяжести приведенного сечения
- расстояние от верхней грани до центра тяжести приведенного сечения
- расстояние от точки приложения силы обжатия до центра тяжести при-веденного сечения
- момент инерции приведенного сечения
- момент сопротивления приведенного сечения относительно нижней грани
- момент сопротивления приведенного сечения относительно верхней грани
5.4 Предварительные напряжения и потери напряжений в напрягаемой арматуре
Предварительное напряжение назначается с учетом допустимых отклонений значения предварительного напряжения р таким образом, чтобы выполнялись условия:
Принимаем , тогда при электротермическом способе натяжения , где - длина натягиваемого стержня (расстояние между наружными гранями упоров стенда).
Определяем потери предварительного напряжения в напрягаемой арматуре.
Технологические потери (первые потери в момент времени t =, т. е. непосредственно после передачи усилия предварительного обжатия на бетон):
1 Потери от релаксации напряжений арматуры
2 Потери от температурного перепада для бетона класса
где - разность между температурой нагреваемой арматуры и неподвижных упоров (вне зоны прогрева), воспринимающих усилие натяжения.
3 Потери, вызванные деформацией стальной формы. Так как натяжение арматуры выполняется на упоры стенда, то потери от деформации формы равны нулю: .
4 Потери, вызванные трением напрягаемой арматуры об огибающие приспо-собления, равны нулю, так как напрягаемая арматура прямолинейна:
где - обжатие опрессованных шайб, принимается равным 2 мм; - длина натягиваемого стержня.
6 Потери, вызванные упругой деформацией бетона,
- усилие предварительного напряжения с учетом потерь, реализованных к моменту обжатия бетона,
Усилие предварительного обжатия , действующее после передачи предварительного обжатия на конструкцию, должно быть не более ,
Максимальное напряжение в бетоне в момент обжатия:
, что меньше , условие выполняется.
Здесь - средняя прочность бетона в момент обжатия, когда класс бетона не выше .
Эксплуатационные потери (вторые потери в момент времени ):
7 Реологические потери предварительного напряжения, вызванные ползучестью и усадкой бетона, а также длительной релаксацией напряжений в арматуре
где - потери предварительного папряжения, вызванные ползучестью, усадкой и релаксацией; - ожидаемое значение относительных деформаций усадки бетона (класса ) к моменту времени t,
- физическая часть усадки при высыхании бетона, табл. 6.3 , - хими- ческая часть усадки, обусловленная процессами твердения вяжущего,
- коэффициент ползучести бетона за период времени от до t = 100 сут, принимаем по рисунку 6.1 . При площади и периметре поперечного сечения балки ,
- напряжения в бетоне на уровне центра тяжести напрягаемой арматуры от практически постоянного сочетания нагрузок, включая собственный вес,
- начальное напряжение в бетоне на уровне центра тяжести напрягаемой арматуры от действия усилия предварительного обжатия (с учетом первых потерь)
- изменение напряжений в напрягаемой арматуре, вызванные релаксацией арматурной стали. Для вычисления сначала определяем - напряжения в арматуре, вызванные натяжением (с учетом первых потерь) и от действия практически постоянного сочетания нагрузок,
Принимая и при уровне напряжений , определяем по таблице 9.2 для стержневой арматуры максимальные потери начальных напряжений в арматуре от ее релаксации. Они составляют 1,5%. Тогда
Среднее значение усилия предварительного обжатия (с учетом всех потерь)
Величина не должна быть больше следующих величин:
5.5 Предварительные напряжения и потери напряжений в напрягаемой арматуре
Балка имеет уклон верхнего пояса, поэтому ее рекомендуется рассчитывать на прочность по поперечной силе при рабочей высоте в конце наклонного сечения (рисунок 5.5):
где - рабочая высота сечения в начале наклонного сечения; - горизонтальная проекция наклонного сечения.
Рисунок 5.5 - Схема усилий в элементе при его расчете по поперечной силе
Рабочая высота в начале наклонного сечения:
Определим поперечную силу, которую может воспринять балка без поперечного армирования:
, поперечная арматура ставится по расчету.
- определяем коэффициент . Для тяжелого бетона , для прямоугольного сечения , а - коэффициент, учитывающий влияние продольного усилия предварительного напряжения,
- определяем усилие в хомутах на единицу длины балки
- определяем длину проекции наклонной трещины, на которой учитывается работа хомутов,
то есть , поэтому определяем по формуле
- назначаем диаметр поперечной арматуры , тогда площадь с учетом постановки двух каркасов ;
- определяем требуемый шаг стержней
- рассчитываем максимально допустимый шаг хомутов
- определяем шаг стержней по конструктивным требованиям и не более 300 мм. Принимаем шаг мм.
Проверяем прочность наклонного сечения при принятом армировании:
Проверим прочность балки по наклонной полосе между наклонными трещинами по условию
где - коэффициент, учитывающий работу хомутов,
5.6 Расчет прочности балки в стадии изготовления и монтажа
Прочность балки при изготовлении и монтаже проверяется в сечении, где устанавливаются подъемные петли, обычно на расстоянии . Принимаем = 2,5 м, тогда изгибающий момент от собственного веса консоли (рисунок 5.6) с учетом коэффициентов безопасности по нагрузке и динамики , равен:
Этот момент суммируется с моментом от усилия обжатия бетона напрягаемой арматурой , который вычисляется относительно центра тяжести верхней арматуры
Высота сечения балки в месте установки подъемных петель
Усилие в напрягаемой арматуре после обжатия
Здесь - коэффициент безопасности для усилия предварительного обжатия;
330 МПа - падение напряжений в напрягаемой арматуре в связи с деформациями обжатия бетона.
Суммарный момент в расчетном сечении
Рисунок 5.6 - Схема подъема балки при монтаже и эпюра изгибающего момента от собственного веса
Рисунок 5.7 - Схема внутренних усилий в расчетном сечении
5.7 Расчет по образованию нормальных трещин в стадии изготовления
В стадии изготовления трещины в верхней зоне сечений образуются от действия предварительного обжатия. Образованию трещин сопротивляется бетон этой зоны, поэтому условие обеспечения трещиностойкости удобнее записать в виде
Определим геометрические характеристики сечения.
Статические моменты и моменты инерции приведенного сечения относи-тельно крайних нижних и верхних волокон сечений:
Момент сопротивления верхних волокон сечения
Проверим образование трещин в сечениях 1-1 и 2-2.
Определим коэффициент для сечения 1-1, так как оно имеет отверстие:
5.8 Расчет по образованию нормальных трещин в стадии эксплуатации
Расчет выполняем на действие практически постоянного сочетания нагрузок, при котором .
что меньше . Следовательно, трещины в стадии эксплуатации в сечении 1-1 при низшем пределе усилия предварительного обжатия образуются.
Проверим, образуются ли трещины по середине пролета балки в сечении 2-2:
5.9 Расчет по раскрытию нормальных трещин
В стадии изготовления и монтажа трещины образуются в верхней зоне сечения, где устанавливаются монтажные петли.
Расчетная ширина раскрытия трещин , нормальных к продольной оси, определяют по формуле
где , так как ширина сечения балки меньше 300 мм; - среднее расстояние между трещинами, мм, ; - стержни периодического профиля; - при изгибе; - диаметр стержней, 12 мм; - эффективный коэффициент армирования, ; ; ; ; .
Среднее значение относительной деформации растянутой арматуры определяется по формуле
где - относительная деформация растянутой арматуры в сечении с трещиной, ; - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения относительных деформаций растянутой арматуры на участке между трещинами.
Для вычисления определяем напряжения в растянутой арматуре :
где , - высота сжатой зоны сечения, определяется из условия равенства статических моментов сжатой и растянутой зон относительно нейтральной оси:
Здесь , - для кратковременной нагрузки.
Здесь - для стержней периодического профиля; - для кратковременной нагрузки.
Тогда расчетная ширина раскрытия трещин
Ширина раскрытия трещин не превышает допустимую.
В стадии эксплуатации трещины образуется в нижней зоне в расчетных сечениях 1-1 и 2-2.
Коэффициент = 1,3, так как ширина сечения меньше 300 мм.
Определяем высоту сжатой зоны сечения (рисунок 5.8):
Рисунок 5.8 - Определение высоты сжатой зоны сечения
Так как высота сжатой зоны больше высоты бетона над отверстием сечения балки, то ее принимаем равной высоте над отверстием . Равнодействующую сжатой зоны бетона считаем приложенной на половине высоты х/2.
Определяем приращение напряжений в напрягаемой арматуре:
- для длительно действующей нагрузки;
Ширина раскрытия трещин в сечениях 1-1 и 2-2 не превышает допустимую.
Прогиб балки определяем в середине пролета (сечение 2-2) упрощенным методом расчета и исходя из принципа суперпозиции, т. е. суммируя прогиб от внешней нагрузки и выгиб от усилия предварительного обжатия бетона (соответственно ):
Здесь - для однопролетной балки, загруженной равномерно распределенной нагрузкой; - для напрягаемых стержней с прямолинейной осью трассы; ; .
В расчетном сечении образуются трещины, поэтому изгибная жесткость балки определяется по формуле:
где ; - момент инерции приведенного сечения балки с нормальными трещинами в растянутой зоне относительно нейтральной оси. Положение нейтральной оси и высоту сжатой зоны находим из условия равенства статических моментов сжатой зоны сечения и растянутой арматуры относительно нейтральной оси: :
; - момент инерции приведенного сечения балки без трещин в растянутой зоне.
Для определения при вычисляем расстояние от нижней грани до центра тяжести приведенного сечения:
Максимальный прогиб в середине пролета балки не превышает допустимый.
6. Расчет внецентренно нагруженных фундаментов
Подбор размеров подошвы фундамента под среднюю колонну
К расчету примем 1-е и 4-е сочетание усилий:
Бетон класса С 16/20 , f cd =10,67 МПа, f ctd =0,87 МПа, арматура класса S400, f yd =365 МПа.
Для определения размеров подошвы фундамента рассчитываем нагрузки с коэффициентом надежности по нагрузкам г f =1 в сечении колонны:
Вычисляем вертикальную силу и момент в уровне подошвы фундамента:
Вычисляем вертикальную силу и момент в уровне подошвы фундамента:
Здесь высота фундамента , глубина заложения при отметке обреза, равной отметке поверхности земли -0,15 м.
Определяем размеры подошвы фундамента при R=200 кПа, в=1,15.
Для 1-го сочетания нагрузок эксцентриситет
Так как . Принимаем м. Принимаем м и по формуле
Для 4-го сочетания нагрузок эксцентриситет
Размеры подошвы фундамента, полученные по 1-му сочетанию нагрузок
=2,12,1 м, меньше размеров подошвы фундамента, полученные по 4-му сочетанию =3,02,1 м. К дальнейшему расчету принимаем фундамент с большими размерами подошвы.
Проверка принятых размеров подошвы фундамента
Определяем максимальное и минимальное значения давления под подошвой фундамента в предположении линейного расположения давления в грунте:
Тогда максимальное значение давления под подошвой фундамента:
Минимальное значение давления под подошвой фундамента:
Условия выполняются, следовательно, полученные размеры подошвы фундамента могут быть использованы в дальнейших расчетах.
Подбор размеров подошвы фундамента под крайнюю колонну
К расчету примем 1-е и 4-е сочетание усилий:
Бетон класса С 16/20 , f cd =10,67 МПа, f ctd =0,87 МПа, арматура класса S400, f yd =365 МПа.
Для определения размеров подошвы фундамента рассчитываем нагрузки с коэффициентом надежности по нагрузкам г f =1 в сечении колонны:
Вычисляем вертикальную силу и момент в уровне подошвы фундамента:
Вычисляем вертикальную силу и момент в уровне подошвы фундамента:
Здесь вес нижних панелей , эксцентриситет приложения нагрузки от нижних панелей (табл. 3.4), высота фундамента , глубина заложения при отметке обреза, равной отметке поверхности земли -0,15м.
Определяем размеры подошвы фундамента при R=200 кПа, в=1,15.
Для 1-го сочетания нагрузок эксцентриситет
Так как . Принимаем м. Принимаем м и по формуле
Для 4-го сочетания нагрузок эксцентриситет
Так как . Принимаем м. Принимаем м и по формуле
Размеры подошвы фундамента, полученные по 1-му сочетанию нагрузок
=2,11,5 м, меньше размеров подошвы фундамента, полученные по 4-му сочетанию =2,11,8 м.
Проверка принятых размеров подошвы фундамента
Определяем максимальное и минимальное значения давления под подошвой фундамента в предположении линейного расположения давления в грунте:
Тогда максимальное значение давления под подошвой фундамента:
Минимальное значение давления под подошвой фундамента:
Усло
Проектирование основных несущих конструкций одноэтажного промышленного здания каркасного типа из сборного железобетона курсовая работа. Строительство и архитектура.
Курсовая работа по теме Особенности финансового управления предприятием газораспределительной отрасли ОАО 'Алтайгазпром'
Реферат: Производственный процесс
Элен Курагина Аргументы К Сочинению
Реферат: Налоги и налоговая система Республики Казахстан
Курсовая работа: Бизнес план расширения строительных мощностей компании
Реферат: О китайском искусстве целительства
Реферат по теме Основные правила перевозок групп детей в железнодорожном транспорте
Как Правильно Защитить Дипломную Работу
Реферат: Теоретичні та методичні основи професійної підготовки з інформаційних технологій майбутніх менеджерів-економістів
Почему Возникают Конфликты Сочинение
Реферат: Лаковая миниатюра. Мстера. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат: Основные таможенные режимы 2
Курсовая работа по теме Автоматизированная информационная технология (АИТ) в налоговой системе
Курсовая работа по теме Властивості s-металів та їх сполук
Система органов государственного управления, принципы ее построения
Небольшие Универсальные Произведения Для Итогового Сочинения
Доклад по теме Я б к психологу пошел
Реферат по теме Правовая культура юриста
Теория Функциональных Системы Диссертации
Контрольная Работа По Математике Логарифмы Логарифмические Уравнения
Физиология и биохимия компонентов растений - Биология и естествознание контрольная работа
Формирование профессионального самоопределения учащихся в условиях профориентационной работы - Педагогика реферат
Класс - млекопитающие - Биология и естествознание реферат