Uploaded by gargul gm

Отчет ЖБК

advertisement
Вариантное проектирование
Вариант 1. Главные балки располагаются в поперечном направлении по осям
2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 а второстепенные балки вдоль здания.
𝒍𝒔 - пролет плиты в коротком направлении
𝒍𝒔𝒃 -пролет второстепенных балок
𝒍𝒎𝒃 -пролет главных балок
Отношение:
𝑙𝑠𝑏
𝑙𝑠
=
6,9
1,7
= 4 > 2 – плита считается балочной. 𝒍𝒔 =1,7 м;
𝒍𝒔𝒃 =6,9 м;
𝒍𝒎𝒃 = 5,1 м; 𝒗𝒏 = 𝟏𝟕 кН/м𝟐 (по заданию).
Приведенная толщина плиты:
ℎ𝑠,𝑟𝑒𝑑 =(1,2…..1,4) 𝑙𝑠 2√𝑙𝑠 + 𝑣𝑛 = 1,3 ∙ 1,7√1,7 + 17=9,5 см
3
Приведенная толщина Бм2: ℎ𝑠𝑏,𝑟𝑒𝑑 =(0,05….0,08)𝑙𝑠𝑏 √10(𝑣𝑛 )2 ×
где К𝑠𝑏 =
ns +1
ns
=
15+1
15
= 1,07;
3
ℎ𝑠𝑏,𝑟𝑒𝑑 =0,06×6, 6√10 ∙ (9,5)2 ∙
6,6
2
𝑙𝑠𝑏
𝑙𝑠
× К𝑠𝑏 ,
𝑛𝑠 - количество пролетов плиты; 𝑛𝑠 =15;
3
∙ 1,07 = 0,396 √3186 = 0,396 ∙ 14,7 = 5,82 см.
Приведенная толщина Бм1:
3
ℎ𝑚𝑏,𝑟𝑒𝑑 =(0,04….0,05)𝑙𝑚𝑏 ∙ √10(𝑣𝑛 )2 ∙
где К𝑚𝑏 =
ns𝑏 +1
nsb
=
7+1
7
3
= 1,14;
𝑙𝑚𝑏
𝑙𝑠𝑏
∙ К𝑚𝑏 ,
nsb - количество пролетов Бм2
6,0
3
ℎ𝑚𝑏,𝑟𝑒𝑑 = 0,045 ∙ 6,0 ∙ √10(9,5)2 ∙
∙ 1,14 = 0,27 ∙ √935 = 0,27 ∙ 9,8 = 2,646 см.
6,6
Вариант 2. Главные балки располагаются вдоль здания по осям В, С, D, E,
а второстепенные балки – поперек здания.
𝒍𝒔 =2,2 м; 𝒍𝒔𝒃 =6 м; 𝒍𝒎𝒃 = 6,6 м; 𝒗𝒏 = 𝟗, 𝟓 кН/м𝟐 (по заданию)
Отношение:
𝑙𝑠𝑏
𝑙𝑠
6
= = 3 > 2 – плита балочная
2
ℎ𝑠,𝑟𝑒𝑑 = 1,3 ∙ 2,2 ∙ √2,2 + 9,5 = 2,86 ∙ 3,42 = 9,78 см;
6
3
3
ℎ𝑠𝑏,𝑟𝑒𝑑 = 0,06 ∙ 6 ∙ √10(9,5)2 ∙ ∙ 1,047 = 0,36 ∙ √2577 = 0,36 ∙ 13,7 = 4,932 см;
2,2
К𝑠𝑏 =
21+1
21
= 1,04;
3
ℎ𝑚𝑏,𝑟𝑒𝑑 = 0,045 ∙ 6,6 ∙ √10(9,5)2 ∙
К𝑚𝑏 =
5+1
5
6,6
6
3
∙ 1,2 = 0,27 ∙ √1191 = 0,27 ∙ 10,6 = 2,862 см;
= 1,2;
Вариант 1: ℎ𝑟𝑒𝑑 = ℎ𝑠 + ℎ𝑠𝑏 + ℎ𝑚𝑏 = 8,2 + 5,82 + 2,646 = 16,666 см.
Вариант 2: ℎ𝑟𝑒𝑑 = 9,78 + 4,932 + 2,862 = 17,574 см.
Вариант 1 оказался экономичнее варианта 2 по расходу железобетона.
Принимается для дальнейшего проектирования компоновка перекрытия по
варианту 1.
Предварительные размеры поперечного сечения элементов перекрытия
Элементы перекрытия и колонны выполняются из тяжелого бетона класса В15
с расчетным сопротивление бетона на сжатие 𝑅𝑏 =8.5МПа.
Учитывая коэффициент условия работы по бетону 𝛾𝑏 2 =0,9, расчетное
сопротивление принимается равным: 𝛾𝑏 2 ∙ 𝑅𝑏 = 0,9 ∙ 8,5 = 7,65 МПа.
В дальнейшем в качестве расчетного сопротивления 𝑅𝑏 принимается значение
7,65 МПа.
Высота плиты:
𝑙 +𝑣𝑛
ℎ𝑠 = 2,8 ∙ 𝑙𝑠 ∙ √ 𝑠
𝑅𝑏
= 2,8 ∙ 2 ∙ √
2+9,5
7,65
= 5,6 ∙ 1,226 = 6,866 см.
Для унификации с учетом градации 1 см принимается ℎ𝑠 = 7 см.
Высота Бм2: ℎ𝑠𝑏 = 5,54 ∙ 𝑙𝑠𝑏 √
0,45∙𝑙𝑠 +𝑣𝑛
𝑅𝑏
0,45∙6,6+9,5
= 5,54 ∙ 6,6√
7,65
= 5,54 ∙ 6,6 ∙
1,277 = 46,7 см.
Высота второстепенной балки ℎ𝑠𝑏 с учетом градации 5 см (для унификации)
принимается равным 50 см.
Высота Бм1: ℎ𝑚𝑏 = 7,78 ∙ √0,4 ∙ (6)2 + 9,5 ∙ 6,6 ∙
6
7,65
= 7,78 ∙
6
√(14,4 + 62,7) ∙ 7,65 = 60,5 см; Принимается ℎ𝑚𝑏 = 60 см;
Ширина балок принимается равным 𝑏 = (0,3 … 0,5)ℎ;
Ширина Бм2: 𝑏𝑠𝑏 = 0,4 ∙ 50 = 20 см; 𝑏𝑠𝑏 = 20 см;
𝑏𝑚𝑏 = 0,4 ∙ 60 = 24 см, принимается 𝑏𝑚𝑏 = 25 см;
Поперечное сечение колонн (при 𝑛𝑓𝑙 = 5 – количество этажей) принимается
квадратным, т. к. колонны рассчитываются как условно-центрально сжатые
элементы. Размеры поперечного сечения колонны (при 𝑛𝑓𝑙 = 5 – количество этажей)
ℎ𝑐 = 𝑏𝑐 =9∙ 𝑙𝑠 √(1,7 × 𝑙𝑠 + 𝑣𝑛 )
𝑛𝑓𝑙
𝑅𝑏
= 9 ∙ 2√(1,7 ∙ 2 + 9,5)
5
7,65
= 18 ∙ 2.9 = 52,26 см;
С учетом градации 10 см (для унификации) принимается ℎ𝑐 = 𝑏𝑐 = 60 см.
Расчет балочной плиты
1. Сбор нагрузок. В плане перекрытия поперек Бм2 выделяется полоса
шириной 1 м. При этом нагрузка на 1 п. м. полосы плиты будет равна нагрузке на
1 м2 .
Рис. Тип пола № 11 (по заданию)
Сбор нагрузок на плиту
Таблица 1
Вид нагрузки
Нормативная,
𝜸𝒏
𝜸𝒇
кН/м2
постоянная – 𝑔:
Расчетная,
кН/м2
1,75
0,95
1,1
1,83
0,15
0,95
1,3
0,185
0,84
0,95
1,3
1,037
0,09
0,95
1,1
0,094
ж/б плита: 0,07 ∙ 𝛾, где
𝛾 = 25 кН/м3
звукоизоляционный слой:
0,025 ∙ 𝛾 , где 𝛾 = 6 кН/м3
монолитная стяжка: 0,035 ∙ 𝛾 ,
где 𝛾 = 24 кН/м3
Древесноволокнистая плита:
0,03 ∙ 𝛾 , где 𝛾 = 3 кН/м3
Итого
Временная - 𝑣
3,146
9,5
0,95
Полная: 𝒈 + 𝒗
1,2
10,83
13,976
Расчетные пролеты
𝑙01 = 𝑙𝑠 − 200 +
𝑙01 = 2000 − 200 +
120 200
−
= 1760 мм
2
2
𝑙02 = 𝑙𝑠 − 2 ∙
𝑙02 = 2000 − 2 ∙
𝐶 𝑏𝑠𝑏
−
2
2
𝑏𝑠𝑏
2
200
= 1800 мм
2
3. Расчетная схема и изгибающие моменты
Рис.3. а – расчетная схема; б – эпюра «М»
(𝑔 + 𝑣)𝑙01 2
𝑀1 = −𝑀𝐵 = ∓
11
𝑀1 = −𝑀𝐵 =
13,91∙(1,76)2
11
= 3,92 кНм;
𝑀1 = −𝑀𝐵 = ∓3,92 кНм;
(𝑔 + 𝑣)𝑙02 2
𝑀2 = −𝑀𝐶 = ∓
16
𝑀2 = −𝑀𝐶 =
13,91∙(1,8)2
16
= 2,82 кНм;
𝑀2 = −𝑀𝐶 = ∓2,82 кНм
4. Определение высоты плиты
Рабочая высота плиты:
𝑀𝐼
ℎ0 = √
𝐴0 ∙ 𝑅𝑏 ∙ 𝑏
𝐴0 = 0,12 – из опыта проектирования
𝑏 = 100 см – ширина ……
3,92 ∙ 1000
ℎ0 = √
= 6,53 см;
0,12 ∙ 7,65 ∙ 100
С = ℎ0 + 𝑐 +
с = 1 см; 𝑑 = 10 мм; ℎ = 6,53 + 1 +
1,0
2
𝑑
2
= 8,03 см.
Принимается ℎ = 8 см.
Подбор сечение арматуры. Плита арматуры сварными рулонными сетками с
продольной рабочей арматурой (назад). Сварные сетки проектируются
индивидуальными. Принимается проволочная арматура ∅4Вр𝐼 (𝑅𝑠 = 370 МПа) – по
соглашению с руководством проекта.
ℎ0 = 8 − 1 −
0,4
= 6,8 см;
2
Сечение продольной рабочей арматуры на 1 м ширины плиты:
 в крайнем пролёте и над 1-ой промежуточной опорой (В):
А0 =
По таблице № 1: η = 0,945
𝑀𝐼
𝑅𝑏 ∙ 𝑏 ∙ ℎ0 2
=
3,92 ∙ 1000
= 0,11
7,65 ∙ 100(6,8)2
А𝑠 =
𝑀𝐼
3,92 ∙ 100 ∙ 10
=
= 1,65 см2
𝑅𝑠 ∙ η ∙ ℎ0 370 ∙ 0,945 ∙ 6,8
 в средних пролётах и над опорами (С):
А0 =
𝑀𝐼𝐼
𝑅𝑏 ∙ 𝑏 ∙ ℎ0 2
=
2,82 ∙ 1000
= 0,08
7,65 ∙ 100(6,8)2
По таблице № 1: η = 0,952
А𝑠 =
𝑀𝐼𝐼
2,82 ∙ 100 ∙ 10
=
= 1,18 см2
𝑅𝑠 ∙ η ∙ ℎ0 370 ∙ 0,952 ∙ 6,8
Сечение рабочей арматуры в плитах, окаймленными по всему контуру
балками, можно уменьшить на 20%.
Полоса «А» - плиты, окаймленные балками, полоса «В» - плиты,
неокаймленные (см. рис. 2).
Для полосы В: А𝑠 = 1,65 см2 – для кр. пр. и опора «В»
А𝑠 = 1,18 см2 – для ср. пр. и опора «С»
Для полосы А: А𝑠 = 0,8 ∙ 1,18 = 0,944 см2 – для ср. пр. и опора «С»
А𝑠 = 1,65 см2 – для кр. пр. и опора «В»
Спроектируем сетку по полосе А согласно полученным данным
используя таблицу №2 в приложение:
По полосе А принимается: для основной сетки (А𝑠 = 0,944 см2 ) – 8∅4ВрI
(А𝑠 = 1.01 см2 ); С1(125/350/4/3)
Тогда: 𝑆1 = 125 мм – шаг рабочих стержней
𝑆2 = 200 мм – шаг конструктивных стержней ( для всех принемаеться
одинакова)
 для дополнительной сетки А𝑠 = 1,65 − 1,09 = 0,706 см2 – 6,5∅4ВрI;
𝑆1 = 150 мм; (А𝑠 = 0,84 см2 ); С2(150/350/4/3).
По полосе В: Основная сетка (А𝑠 = 1,18 см2 ) – 10∅4ВрI; 𝑆1 = 125 мм;
С3(100/350/4/3).
 для дополнительной сетки: А𝑠 = 1,65 − 1,18 = 0,47 см2
Принимается для рабочей арматуры дополнит сетки ∅3ВрI, и т. количество
стержней ∅4ВрI на 1 м ширины плиты получается менее 5, что не разрешается.
А𝑠 =
0,47 ∙ 𝑅𝑠 (∅4ВрI ) 0.47 ∙ 370
=
= 0.46 см2
𝑅𝑠 (∅3ВрI )
375
Принимается 6,5∅4ВрI: 𝑆1 = 150 мм; (А𝑠 = 0,47 см2 ); С2(150/350/3/3).
КОНСТРУИРОВАНИЕ ПЛИТЫ
Между главными балками укладывается 3 стеки с нахлёстам 50 мм.
Определим ширину сетки Всет :
Всет =
Всет =
𝑙𝑠𝑏 − 𝑏𝑚𝑏 + 2 ∙ 0,05
+ 2 ∙ 𝑏𝑚𝑏
3
6,600 − 0,2 + 2 ∙ 0,05
+ 2 ∙ 0,2 = 2,57 м;
3
где: 0,05 – длина нахлеста распределит стержней;
2𝑏𝑚𝑏 – длина сварных концов распределительных стержней (нахлеста на главные
балки); Всет – ширина сеток
Определим длину основных сеток С1 и С3:
С1 и С2
𝑙сет
= 𝐿2 − 200 ∙ 2 + 2 ∙ 𝐶 − 2 ∙ 𝐶1
Где L2 –ширина здания в осях
С1 и С2
𝑙сет
= 3000 − 2 ∙ 200 + 2 ∙ 120 − 2 ∙ 10 = 29820 мм
Длина С2 и С4:
С2 и С4
𝑙сет
= 𝑙𝑠 − 200 + 𝐶 − 𝐶1 + 0,25𝑙𝑠
С2 и С4
𝑙сет
= 2000 − 200 + 120 − 10 + 0,25 ∙ 2000 = 2410 мм
Определим расход бетона по следующей формуле:
𝑉𝑏 = (𝐿1 − 2 ∙ 0,2 + 2 ∙ 𝐶) ∙ (𝐿2 − 2 ∙ 0,2 + 2 ∙ 𝐶) ∙ ℎ𝑠
𝑉𝑏 = (46,2 − 2 ∙ 0,2 + 2 ∙ 0,12) ∙ (30,0 − 2 ∙ 0,2 + 2 ∙ 0,12) ∙ 0,08 = 110 м3
Спецификация плиты перекрытия
Таблица 2
Обозначе
ние
арматуры
элемента
Марка
элемент
а
С1
125/350/
4/3
2570х29
820
150/350/
4/3
2570х24
10
100/350/
4/3
С2
С3
Количест
во
элементо
в на
перекры
тие
15
Позиц
ия
Диаме
тр, мм
Длин
а, 𝒍𝒊 ,
мм
Количес
тво
стержне
й,
𝒏𝒊
1
2
∅4Вр𝐼
∅3Вр𝐼
2982
0
2570
21
86
30
3
4
∅4Вр𝐼
∅3Вр𝐼
2410
2570
18
8
6
5
6
∅4Вр𝐼
∅3Вр𝐼
2982
0
26
86
Примеча
ние
2570х29
820
150/350/
3/3
2570х24
10
С4
2570
12
∅3Вр𝐼
∅3Вр𝐼
7
8
2410
2570
18
8
Определим количество рабочей стержней в сетке:
𝑛раб =
𝑛раб =
Всет
+1
𝑆1
2,57
+ 1 = 21,56 ≈ 22
0,125
Определим количество нерабочих стержней в сетке:
𝑛нераб =
𝑛нераб =
𝑙сет
+1
𝑆2
29,820
+ 1 = 150,1 ≈ 150
0,200
Определение расхода арматурной стали по диаметрам (табл. 2):
𝑀∅ = 𝑚∅ ∙ 𝑙𝑖 ∙ 𝑛𝑖 ∙ 𝑛
где: 𝑚∅ - масса 1 пог. м стержня определен диаметр (см. табл. сортамент арматурной
стали);
𝑙𝑖 - длина стержня в сетке;
𝑛𝑖 - количество стержней;
𝑛- количество сеток.
Арматура ∅4Вр1, позиции:(1,3,5);
𝑀∅4 = 0,099(29,82 ∙ 21 ∙ 15 + 2,41 ∙ 18 ∙ 30 +
29,82 ∙ 26 ∙ 6) = 0,099(9393 + 1302 + 4652) = 1519 кг
Арматура ∅3Вр1, позиции:(2, 4, 6, 7, 8);
𝑀∅3 = 0,055(2,57 ∙ 86 ∙ 15 + 2,57 ∙ 8 ∙ 30 +
2,57 ∙ 86 ∙ 6 + 2,41 ∙ 18 ∙ 12 + 2,57 ∙ 8 ∙ 42) = 0,055(3315 + 617 + 1326 + 521 + 247) =
331 кг
Ведомость расхода стали на плиты перекрытия, кг
Таблица 3
Элемент перекрытия
Изделия арматурные
Общий расход,
Арматура класса
кг
ВрI
Пм
∅4
∅3
Итого
1519
331
1850
1850
Примечание: Расход стали на 1 м3 бетона плиты перекрытия:
𝛾𝑠 1850
кг
=
= 16,82 3
𝛾𝑏
110
м
РАСЧЕТ ВТОРОСТЕПЕННОЙ БАЛКИ
Рис. Расчетные пролеты второстепенной балки.
Второстепенная балка рассчитывается как многопустотная неразрезная система,
опорами которой являются главная балка.
1 Сбор нагрузок на балку:
Нагрузки на второстепенную балку
собираем с полосы плиты, равной расстоянию
между осями второстепенных балок
𝑙𝑠 (𝑏𝑓 ′ ) = 2,2 м.
Постоянная: −от веса пола и ж/б плиты
(табл. 1)
𝑔1 = 𝑔 ∙ 𝑙𝑠 = 3,08 ∙ 2 = 6,16 кН/м
−от веса ребра Бм2:
Рис. Сечение второстепенной балки
𝑔2 = (ℎ − ℎ𝑓 ′ ) ∙ 𝑏 ∙ 𝛾 ∙ 𝛾𝑛 ∙ 𝛾𝑓 = (0,5 − 0,08) ∙ 0,2 ∙ 25 ∙ 0,95 ∙ 1,1 = 2,19 кН/м
Суммарная постоянная нагрузка: 𝑔 = 𝑔1 + 𝑔2 = 6,16 + 2,19 = 8,35 кН/м
𝑔 = 8,35 кН/м
Полезная (временная) нагрузка (см. задание):
𝑣 = 𝑣𝑛 ∙ 𝛾𝑛 ∙ 𝛾𝑓 ∙ 2 = 9,5 ∙ 0,95 ∙ 1,2 ∙ 2 = 21,66 кН/м
𝑣 = 21,66 кН/м
Полная расчетная нагрузка: 𝑞 = 𝑣 + 𝑔 = 8,35 + 21,66 = 30 кН/м
2. Расчетные пролеты. В крайних принимается расстоянию от середины опоры Бм2 на
стене до баковой грани Бм1−𝑙01 ; в средних – расстоянию между гранями главных балок
(в свету) −𝑙02
𝐶 𝑏𝑚𝑏
250 250
−
= 6600 − 200 +
−
= 6400 мм = 6,4 м
2
2
2
2
𝑏𝑚𝑏
250
= 𝑙𝑠𝑏 − 2 ∙
= 6600 − 2 ∙
= 6350 мм = 6,35 м
2
2
𝑙01 = 𝑙𝑠𝑏 − 200 +
𝑙02
3. Усилия от расчетных нагрузок. Бм2 рассчитывается как неразрезная
многопролётная балка с равномерно-распределенной нагрузкой. При этом изгибающие
моменты определяют с учетом перераспределения усилий вследствие пластических
деформаций бетона и арматуры с использованием данных табл. и рис.: 1) Голышев –
табл. 6.29; рис. 6.91 – стр. 349; 2) Бондаренко – прилож. 10 – стр. 359; 3)Улицкий
(1972 г.) – рис. 14.4; табл. 14.21 – стр. 676.
Необходимо вычислить положительные и отрицательные моменты в ряде сечений
по длине балки с целью построения огибающей эпюры изгибающих моментов.
Ординаты огибающей эпюры моментов определяют в сечениях через 0,2𝑙0 по формуле
𝑀 𝑚𝑖𝑛 = ∓𝛽(𝑔 + 𝑣)𝑙0 2 , где
𝑚𝑎𝑥
+𝛽 −коэффициент положительной огибающей эпюры изгибающих моментов
(приведен на рис.).
−𝛽 − коэффициент отрицательной огибающей эпюры изгибающих моментов в
зависимости от соотношения полезной (временной) и постоянной 𝑣⁄𝑔 нагрузок
(приведен в табл.).
Вычисление ординат огибающей эпюры изгибающих моментов свести в табл., а
построение привести на рис.
Так как по расчетной схеме нагрузка симметричная, расчетные усилия достаточно
определить только для половины балки (для 3х пролетной балки – 1,5 пролет, для 4х –
2; для 5 – 2,5). При числе пролетов более пяти второстепенная балка рассчитывается по
пяти пролетной схеме, т. е. усилия достаточно определить только для 2,5 пролетов.
Нулевые точки положительной эпюры моментов 𝑀𝑚𝑎𝑥 при соотношении 𝑣⁄𝑔 =
0,5 … 5,0 расположены на расстоянии 0,15𝑙0 от граней опор (см. рис.):
Нулевые точки положительной эпюры моментов:
−в крайних пролетах: 0,15𝑙01 = 0,15 ∙ 6,4 = 0,96 м
− в средних пролетах: 0,15𝑙02 = 0,15 ∙ 6,35 = 0,95 м
Отношение 𝑣⁄𝑔 = 21,66: 8,35 = 2,59 ≈ 2,6
Положение нулевой точки эпюры 𝑀𝑚𝑖𝑛 в крайних пролетах:
при 𝑣⁄𝑔 = 2,6 составляет (см. рис.): 0,287 ∙ 𝑙01 = 0,273 ∙ 6,4 = 1,747 м.
Перерезывающие (поперечные) силы у граней опор:
−у опоры А: 𝑄𝐴 = 0,4(𝑔 + 𝑣)𝑙01 = 0,4 ∙ 30 ∙ 6,4 = 76,8 кН
−у опоры В слева: 𝑄𝐵 𝑙 = 0,6(𝑔 + 𝑣)𝑙01 = 0,6 ∙ 30 ∙ 6,4 = 115,2 кН
− у опоры В справа и у опор С: 𝑄𝐵 𝑟 = 𝑄𝐵 𝑙 = 𝑄𝐶 𝑟 = 0,5(𝑔 + 𝑣)𝑙02 = 0,5 ∙ 30 ∙ 6,35 =
95,25 кН
Таблица 4
Ординаты изгибающей эпюры изгибающих моментов
№
пролета
Ι
ΙΙ
№
сечения
1
2
2'
3
4
5
6
7
7'
8
Расстояния Коэффициенты
от левой
опоры
через 0,2 𝑙0
+𝛽
−𝛽
0,2
0,4
0,425
0,6
0,8
1,0
0,2
0,4
0,5
0,6
0,065
0,09
0,091
0,075
0,02
0,018
0,058
0,0625
0,058
(𝑔 + 𝑣) ∙ 𝑙0 2 ,
кНм
30 ∙ (6,4)2
= 1229
0,0715
0,033
0,012
0,009
30 ∙ (6,35)2
= 1210
Расчетный
изгибающий
момент:
𝛽(𝑔 + 𝑣) ∙ 𝑙0 2 , кНм
𝑀𝑚𝑎𝑥
𝑀𝑚𝑖𝑛
80,0
110,6
112,0
92,2
24,6
21,8
70,2
75,6
70,2
87,9
39,9
14,5
10,9
9
10
0,8
1,0
0,018
-
0,027
0,0625
21,8
-
32,7
75,6
4. Определение размеров сечения балки. Уточняем ранее принятую высоту балки.
Минимальную рабочую высоту сечения балки определяем по наибольшему опорному
изгибающему моменту 𝑀𝐵 = −87,9 кНм (сеч. №5).
По опыту проектирования при расчете второстепенной балки с учетом
перераспределения моментов и целью ограничения ширины раскрытия трещин (в
пластическом шарнире) высота балки принимается такой, чтобы отношение высоты
сжатой зоны «Х» к высоте балки «ℎ» была не более 0,36.
Принимается 𝜉 = 0,35 → 𝐴0 = 0,289 (по табл.), рабочая высота балки при ранее
принятой ширине ребра 𝑏 = 20 см составляет
𝑀𝐵
87 ∙ 9 ∙ 1000
ℎ0 = √
=√
= 44,6 см
𝐴0 ∙ 𝑅𝑏 ∙ 𝑏
0,289 ∙ 7,65 ∙ 20
При армировании Бм2 на опорах сварными каркасами принимается 𝑎 = 4 см , тогда
ℎ = ℎ0 + 𝑎 = 44,6 + 4 = 48,6 см. Принимаем с учетом градации 5 см: ℎ = 50 см;
𝑏 = 20 см (удовлетворяет 𝑏 = (0,3 … 0,5)ℎ.
При расчете по положительным моментам сечения балки принимается тавровым, т.к.
плита расположена в сжатой зоне. В этом случае расчетную ширину полки таврового
сечения 𝑏𝑓 ′ принимают в зависимости от соотношения
ℎ𝑓 ′
8
=
= 0,16 > 0,1; тогда 𝑙𝑓 ′ ≤ 𝑙𝑠 = 200 см;
ℎ
50
1
6,6
𝑏𝑓 ′ ≤ 𝑙𝑠𝑏 + 𝑏𝑚𝑏 =
+ 0,25 = 245 см
3
3
Принимается 𝑏𝑓 ′ = 200 см
5. Рабочая высота в расчетных сечениях балки
−в крайнем пролете: ℎ0 = ℎ − 𝑎1 = 50 − 5 = 45 см (стержни в два ряда)
−в средних пролетах (стержни в один ряд): ℎ0 = ℎ − 𝑎2 = 50 − 3 = 47 см − при
расчете на действие 𝑀𝑚𝑎𝑥
−в средних пролетах на действие 𝑀𝑚𝑖𝑛 : ℎ0 = ℎ − 𝑎3 = 50 − 5 = 45 см
− на опорах: ℎ0 = ℎ − 𝑎4 = 50 − 4 = 46 см
6. Проверка прочности бетона ребра таврового сечения балки по «𝑸»
𝑄𝑚𝑎𝑥 = 𝑄𝐵 𝑙 = 115,2 кН
𝑄 = 𝑄𝐵 𝑙 = 115,2 кН < 0,3𝜑𝜔1 ∙ 𝜑𝑏1 ∙ 𝑅𝑏 ∙ 𝑏 ∙ ℎ0 ,
где 𝜑𝑏1 = 1 − 𝛽 ∙ 𝑅𝑏 = 1 − 0,01 ∙ 7,65 = 0,92
𝛽 = 0,01 −для тяжелого бетона
𝜑𝜔1 −коэффициент, учитывающий влияние поперечных стержней балки на прочность
бетона; принимается 𝜑𝜔1 = 1
𝑄 = 115,2 кН < 0,3 ∙ 1 ∙ 0,92 ∙ 7,65 ∙ 20 ∙ 45 = 190 кН −условие удовлетворяется,
принятые размеры сечения балки достоверны.
7. Расчет продольной арматуры:
−в крайнем пролете: 𝑀𝐼 = 112 кНм, −𝑀𝑚𝑎𝑥 по длине балки определяется расположение
нейтральной линии: 𝑀𝑓 ′ = 𝑅𝑏 ∙ 𝑏𝑓 ′ ∙ ℎ𝑓 ′ ∙ (ℎ0 − 0,5ℎ𝑓 ′ ) = 7,65 ∙ 200 ∙ 8(45 − 0,5 ∙ 8) =
502 кНм;
𝑀𝑓 ′ = 502 кНм > 𝑀𝐼 = 112 кНм − н. л. располагается в полке сечения рассматривается
как прямоугольное, шириной 𝑏 = 𝑏𝑓 ′ = 200 см
𝐴0 =
𝑀𝐼
′
𝑅𝑏 ∙ 𝑏𝑓 ∙ ℎ0
𝐴𝑠 =
2
=
112 ∙ 1000
= 0,046 (см. табл. ) → 𝜂 = 0,976
7,65 ∙ 200 ∙ 452
𝑀𝐼
112 ∙ 1000
=
= 9,107 см2
𝑅𝑠 ∙ 𝜂 ∙ ℎ0 280 ∙ 0,976 ∙ 45
𝑅𝑠 = 280 МПа для класса арматуры AII (по заданию).
Принимается для 2х каркасов КР1 −4∅18𝐴𝐼𝐼 (𝐴𝑠 = 10,18 см2 )
Верхние стержни каркасов КР1 принимается конструктивно − 2∅10𝐴𝐼.
−в средних пролетах (𝑀𝐼𝐼 = 75,6 кНм)
𝐴0 =
𝑀𝐼𝐼
′
𝑅𝑏 ∙ 𝑏𝑓 ∙ ℎ0
𝐴𝑠 =
2
=
75,6 ∙ 1000
= 0,0223 → 𝜂 = 0,989
7,65 ∙ 200 ∙ 472
𝑀𝐼𝐼
75,6 ∙ 1000
=
= 5,808 см2
𝑅𝑠 ∙ 𝜂 ∙ ℎ0 280 ∙ 0,989 ∙ 47
Принимается для 2х каркасов КР2−2∅20𝐴𝐼𝐼 (𝐴𝑠 = 6,28 см2 ).
𝑀𝐼𝐼,𝑚𝑖𝑛
𝑀6 𝑚𝑖𝑛 + 𝑀7 𝑚𝑖𝑛 39,9 + 14,5
=
=
= 27,2 кНм; ℎ0 = 45 см; 𝑏 = 20 см
2
2
𝐴0 =
𝑀𝐼𝐼,𝑚𝑖𝑛
𝑅𝑏 ∙ 𝑏 ∙ ℎ0
𝐴𝑠 =
2
27,2 ∙ 1000
= 0,088 → 𝜂 = 0,954
7,65 ∙ 20 ∙ 452
=
𝑀𝐼𝐼,𝑚𝑖𝑛
27,2 ∙ 1000
=
= 2,263 см2
𝑅𝑠 ∙ 𝜂 ∙ ℎ0 280 ∙ 0,954 ∙ 45
Принимается верхние стержни каркасов КР2−2∅12𝐴𝐼𝐼 (𝐴𝑠 = 2,28 см2 ).
−на опорах В:
𝐴0 =
𝑀𝐵
𝑅𝑏 ∙ 𝑏 ∙ ℎ0
𝐴𝑠 =
2
=
87,9 ∙ 1000
= 0,271 → 𝜂 = 0,84
7,65 ∙ 20 ∙ 462
𝑀𝐵
87,9 ∙ 1000
=
= 8,12 см2
𝑅𝑠 ∙ 𝜂 ∙ ℎ0 280 ∙ 0,84 ∙ 46
Принимается для 2х каркасов КР3−4∅16𝐴𝐼𝐼 (𝐴𝑠 = 8,04 см2 ).
8,04 ∙ 8,12
∙ 100% = 0,95% < 3% − размешается.
8,04
−на опорах С:
𝐴0 =
𝑀𝐶
𝑅𝑏 ∙ 𝑏 ∙ ℎ0 2
𝐴𝑠 =
=
75,6 ∙ 1000
= 0,233 → 𝜂 = 0,866
7,65 ∙ 20 ∙ 462
𝑀𝐶
75,6 ∙ 1000
=
= 6,777 см2
𝑅𝑠 ∙ 𝜂 ∙ ℎ0 280 ∙ 0,866 ∙ 46
Принимается для 2х каркасов КР4 −6∅12𝐴𝐼𝐼 (𝐴𝑠 = 6,79 см2 ).
8. Расчет поперечных стержней каркасов.
а)𝑑𝑠𝑤 ≥ 0,25𝑑 − условия сварки 2х стержней 𝑑𝑚𝑎𝑥 =
20
= 5 мм;
4
Принимается поперечные стержни ∅5Вр𝐼 (𝑅𝑠𝑤 = 260 МПа);
𝐴𝑠𝑤 = 0,198 см2 − площадь сечения одного поперечного стержня
b) Шаг поперечных стержней по конструктивным условиям:
При ℎ = 50 см → 𝑠𝑤1 =
ℎ 50
=
= 16,7 см.
3
3
Принимается 𝑠𝑤1 = 16 см − на приопорных участках;
𝑠𝑤2 =
3 ∙ ℎ 3 ∙ 50
=
= 37,5 см.
4
4
Принимается 𝑠𝑤2 = 35 см − в средине пролета
c) Проверяется условие: 𝑄 ≤ 𝜑𝑏3 (1 + 𝜑𝑓 ) ∙ 𝑅𝑏𝑡 ∙ 𝑏 ∙ ℎ0 ,
где 𝑄 = 𝑄𝐵 𝑙 = 115,2 кН = 𝑄𝑚𝑎𝑥
𝜑𝑏3 = 0,6; 𝜑𝑓 = 0; 𝑅𝑏𝑡 = 0,75 МПа − для класса бетона В15
𝛾𝑏2 ∙ 𝑅𝑏𝑡 = 0,9 ∙ 0,75 = 0,68 МПа; ℎ0 = 45 см
𝑄 = 115,2 кН < 0,6(1 + 0) ∙ 0,68 ∙ 20 ∙ 45 = 36,72 кН −условие не удовлетворяется.
Поперечная арматура ставится по расчету. Для исключения возможности образования
трещин между двумя соседними стержнями проверяется условие.
𝑠𝑤1 ≤ 𝑠𝑚𝑎𝑥
𝜑𝑏4 (1 + 𝜑𝑓 ) ∙ 𝑅𝑏𝑡 ∙ 𝑏 ∙ ℎ0 2
=
, где
𝑄
𝜑𝑏4 = 1,5; 𝑄 = 𝑄𝐵 𝑙 = 115,2 кН;
𝑠𝑚𝑎𝑥
1,5(1 + 0) ∙ 0,68 ∙ 20 ∙ (45)2
=
= 35,8 см
115,2 ∙ 10
𝑠𝑤1 = 16 см < 𝑠𝑚𝑎𝑥 = 35,8 см −условие удовлетворяется.
d) Определяется усилие 𝑞𝑠𝑤
𝑞𝑠𝑤 =
𝑅𝑠𝑤 ∙ 𝐴𝑠𝑤 ∙ 𝑛 260 ∙ 0,198 ∙ 2
=
= 0,643 кН⁄см
𝑠𝑤1
16 ∙ 10
e) Определяется длина проекции наклонного сечения
𝜑𝑏2 (1 + 𝜑𝑓 ) ∙ 𝑅𝑏𝑡 ∙ 𝑏 ∙ ℎ0 2
𝐶0 = √
, где
𝑞𝑠𝑤
𝜑𝑏2 = 2 −для тяжелого бетона
2(1 + 0) ∙ 0,68 ∙ 20 ∙ (45)2
𝐶0 = √
= 92 см
0,643 ∙ 10
Условия: 1) ℎ < 𝐶0 ≤2ℎ0 ; 2) 𝐶0 ≤ 𝐶, где
𝐶=
𝜑𝑏2 ∙ ℎ0
𝑙𝑠6
и𝐶 ≤
𝜑𝑏3
4
𝐶0 = 92 см > ℎ0 = 50 см; 𝐶0 = 92 см ≤ 2 ∙ 45 = 90 см; Принимается
𝐶0 = 90 см; 𝐶 ≤
2 ∙ 45
6,6
= 150 см; 𝐶 ≤
= 165 см
0,6
4
Принимается 𝐶 = 150 см; 𝐶0 = 90 см < 𝐶 = 150 см − условие удовлетворяется
f) Поперечная сила, воспринимается бетоном и поперечными стержнями
𝜑𝑏2 (1 + 𝜑𝑓 ) ∙ 𝑅𝑏𝑡 ∙ 𝑏 ∙ ℎ0 2
𝑄 < 𝑄𝑢 =
+ 𝑞𝑠𝑤 ∙ 𝐶0
𝐶
2(1 + 0) ∙ 0,68 ∙ 20 ∙ 452
𝑄 < 𝑄𝑢 =
+ 0,643 ∙ 90 = 36,72 + 57,87 = 94,6 кН
150 ∙ 10
𝑄 = 𝑄𝐵 𝑙 = 115,2 кН > 𝑄𝑢 = 64,6 кН − значит, несущая способность недостаточна.
Необходимо увеличит диаметр поперечной арматуры или уменьшить шаг поперечных
стержней
Принимается 𝑠𝑤1 = 10 см, тогда
𝑞𝑠𝑤 =
260 ∙ 0,198 ∙ 2
= 1,03 кН⁄см
10 ∙ 10
2(1 + 0) ∙ 0,68 ∙ 20 ∙ 452
𝐶0 = √
= 73 см
1,03 ∙ 10
𝐶0 = 73 см ≤ 2 ∙ 45 = 90 см; Принимается 𝐶0 = 73 см
𝑄𝑢 = 36,72 + 1,03 ∙ 73 = 112 кН < 𝑄 = 115,2 кН − несущая способность недостаточна
Принимается для поперечных стержней каркасов КР1 и КР2 −∅6𝐴𝐼𝐼𝐼
(𝐴𝑠𝑤1 = 0,283 см2 ; 𝑅𝑠𝑤 = 285 МПа) с шагом 𝑠𝑤1 = 14 см
𝑞𝑠𝑤 =
285 ∙ 0,283 ∙ 2
= 1,152 кН⁄см
14 ∙ 10
2(1 + 0) ∙ 0,68 ∙ 20 ∙ 452
√
𝐶0 =
= 69 см
1,152 ∙ 10
𝐶0 = 69 см ≤ 2ℎ0 = 90 см; Принимается 𝐶0 = 69 см
𝑄𝑢 = 36,72 + 1,152 ∙ 69 = 79,48 = 116,2 кН > 𝑄 = 115,2 кН − несущая способность
сечений достаточна по «𝑄» по всем пролетам Бм2
Построение эпюры материалов (арматуры)
1) Определяется несущая способность расчетных сечений – в крайнем пролете (каркас
КР1): 4∅18𝐴𝐼𝐼 (10,18 см2 ); 𝑏𝑓 ′ = 200 см;
𝜉=
𝑅𝑠 ∙ 𝐴𝑠
280 ∙ 10,18
=
= 0,0412 → 𝜂 = 0,979
′
𝑅𝑏 ∙ 𝑏𝑓 ∙ ℎ0 7,65 ∙ 200 ∙ 452
ℎ0 = 50 − 2 − 1,8 −
2
= 45,2 см
2
[𝑀1 ] = 𝑅𝑠 ∙ 𝐴𝑠 ∙ 𝜂 ∙ ℎ0 = 280 ∙ 10,18 ∙ 0,979 ∙ 45 ∙ 2 = 126,1 кНм
Обрываются стержни 2-го ряда (4∅18𝐴𝐼𝐼) и определяется «𝑀», воспринимаемый
стержнями 1-го ряда: 4∅18𝐴𝐼𝐼 (𝐴𝑠 = 5,09 см2 ), 𝑏𝑓 ′ = 200 см;
ℎ0 = 50 − 2 −
1,8
= 47,1 см
2
𝜉=
280 ∙ 5,09
= 0,0195 → 𝜂 = 0,99
7,65 ∙ 200 ∙ 47,1
[𝑀2 ] = 280 ∙ 5,09 ∙ 0,99 ∙ 47,1 = 66,45 кНм
− в среднем пролете: 2∅20𝐴𝐼𝐼 (𝐴𝑠 = 6,28 см2 ), − в нижней зоне, каркас КР2:
ℎ0 = 47 см; 𝑏𝑓 ′ = 200 см
𝜉=
280 ∙ 6,28
= 0,024 → 𝜂 = 0,988
7,65 ∙ 200 ∙ 47
[𝑀3 ] = 280 ∙ 6,28 ∙ 0,988 ∙ 47 = 81,65 кНм
Нижняя рабочая арматура каркасов КР2 в один ряд, поэтому эти стержни
доводятся до опоры.
Несущая способность рабочей арматуры каркасов КР2 в верхней зоне − 2∅12𝐴𝐼𝐼 (𝐴𝑠 =
2,26 см2 ); 𝑏 = 20 см; ℎ0 = 45 см
𝜉=
𝑅𝑠 ∙ 𝐴𝑠
280 ∙ 2,26
=
= 0,092 → 𝜂 = 0,954
𝑅𝑏 ∙ 𝑏 ∙ ℎ0 7,65 ∙ 20 ∙ 45
[𝑀4 ] = 280 ∙ 2,26 ∙ 0,954 ∙ 45 = 27,16 кНм
− на опоре В (каркас КР3): 4∅16𝐴𝐼𝐼 (𝐴𝑠 = 8,04 см2 ); 𝑏 = 20 см; ℎ0 = 46 см
𝜉=
280 ∙ 8,04
= 0,32 → 𝜂 = 0,84
7,65 ∙ 20 ∙ 46
[𝑀5 ] = 280 ∙ 8,04 ∙ 0,84 ∙ 46 = 87 кНм
Несущая способность опорного сечения (опоры В) при (каркас КР3) 2∅16𝐴𝐼𝐼
(𝐴𝑠 = 4,02 см2 ); 𝑏 = 20 см; ℎ0 = 46 см
𝜉=
280 ∙ 4,02
= 0,16 → 𝜂 = 0,92
7,65 ∙ 20 ∙ 46
[𝑀6 ] = 280 ∙ 4,02 ∙ 0,92 ∙ 46 = 47,6 кНм
− на опорах С (каркас КР4): 6∅12𝐴𝐼𝐼 (𝐴𝑠 = 6,79 см2 ); 𝑏 = 20 см; ℎ0 = 46 см
280 ∙ 6,79
= 0,27 → 𝜂 = 0,865
7,65 ∙ 20 ∙ 46
𝜉=
[𝑀7 ] = 280 ∙ 6,79 ∙ 0,865 ∙ 46 = 75,65 кНм
Несущая
способность
опорного
сечения
(опоры
(𝐴𝑠 = 3,39 см2 ); 𝑏 = 20 см; ℎ0 = 46 см
𝜉=
280 ∙ 3,39
= 0,135 → 𝜂 = 0,933
7,65 ∙ 20 ∙ 46
[𝑀8 ] = 280 ∙ 9,39 ∙ 0,933 ∙ 46 = 40,74 кНм
С)
при
3∅12𝐴𝐼𝐼
Несущая способность расчетных сечений
балки
[𝑀1 ] = 126,1 кНм − 4∅18𝐴𝐼𝐼
[𝑀2 ] = 66,45 кНм − 2∅18𝐴𝐼𝐼
[𝑀3 ] = 81,65 кНм − 2∅20𝐴𝐼𝐼
[𝑀4 ] = 27,16 кНм − 2∅12𝐴𝐼𝐼
Изгибающие моменты от внешней
нагрузки
𝑀𝐼 (сеч. 2′ ) = 112 кНм
𝑀𝐼𝐼 (сеч. 2′ ) = 75,6 кНм
𝑀𝐼𝐼,𝑚𝑖𝑛 (сеч. 6 и 7) = 27,2 кНм
𝑀𝐵 (сеч. 5) = 87,9 кНм
𝐵𝐶 (сеч. 10) = 75,6 кНм
[𝑀5 ] = 87 кНм − 4∅16𝐴𝐼𝐼
[𝑀6 ] = 47,6 кНм − 2∅16𝐴𝐼𝐼
[𝑀7 ] = 75,65 кНм − 6∅12𝐴𝐼𝐼
[𝑀8 ] = 40,74 кНм − 3∅12𝐴𝐼𝐼
𝑄𝐵 𝑟
Поперечные силы
𝑄𝐴 = 76,8 кН
𝑄𝐵 𝑙 = 115,2 кН
= 𝑄𝐶 𝑙 = 𝑄𝐶 𝑟 = 95,25 кН
На огибающей эпюре моментов откладывается параллельные прямые, ординаты
которых соответствуют несущей способности сечений балки [𝑀1 ] … [𝑀𝑖 ], т. е. в местах
пересечения бающей эпюры 𝑀𝑚𝑎𝑥 и 𝑀𝑚𝑖𝑛 определяют сечения – места теоретического
обрыва стержней − точки 𝑇𝑖 .
2) Определение места теоретического обрыва стержней «𝑎𝑖 »
графически: 𝑎1 = 1015 мм; 𝑎2 = 2135 мм; 𝑎3 = 1715 мм; 𝑎4 = 735 мм;
𝑎5 = 1085 мм; 𝑎6 = 1995 мм; 𝑎7 = 1575 мм; 𝑎8 = 910 мм.
3) Поперечные плиты в местах теоретического обрыва стержней определяются из
подобия ∆ − ов эпюры «𝑄»
𝑎1
𝑄𝐴 − 𝑄1
𝑎1
1,015
=
; 𝑄1 = 𝑄𝐴 (1 −
) = 76,8 (1 −
) = 46,35 кН
0,4𝑙01
𝑄𝐴
0,4𝑙01
0,4 ∙ 6,4
𝑎2
𝑄𝐵 𝑙 − 𝑄2
𝑎2
2,135
𝑙
=
;
𝑄
=
𝑄
−
=
115,2
−
(1
)
(1
) = 51,15 кН
2
𝐵
0,6𝑙01
0,6𝑙01
0,6 ∙ 6,4
𝑄𝐵 𝑙
𝑄3 = 𝑄𝐵 𝑙 (1 −
𝑎3
1,715
) = 115,2 (1 −
) = 63,75 кН
0,6𝑙01
0,6 ∙ 6,4
𝑄4 = 𝑄𝐵 𝑙 (1 −
𝑎4
1,735
) = 115,2 (1 −
) = 93,15 кН
0,6𝑙01
0,6 ∙ 6,4
𝑄5 = 𝑄𝐵 𝑟 (1 −
𝑎5
1,085
) = 95,25 (1 −
) = 62,7 кН
0,6𝑙01
0,5 ∙ 6,35
𝑄6 = 𝑄𝐵 𝑟 (1 −
𝑎6
1,995
) = 95,25 (1 −
) = 35,4 кН
0,5𝑙01
0,5 ∙ 6,35
𝑄7 = 𝑄𝐶 𝑙 (1 −
𝑄8 = 𝑄𝐶 𝑙 (1 −
𝑎7
1,575
) = 95,25 (1 −
) = 48 кН
0,5𝑙01
0,5 ∙ 6,35
𝑎8
0,91
) = 95,25 (1 −
) = 67,95 кН
0,5𝑙01
0,5 ∙ 6,35
4) Длина заделки (заводки) обрываемых стержней
𝑤𝑖 =
𝑄𝑖
+ 5𝑑 ≥ 20𝑑,
2𝑞𝑠𝑤
где 𝑑 − диаметр обрываемых стержней
𝑞𝑠𝑤 =
𝑅𝑠 ∙ 𝐴𝑠𝑤1 ∙ 𝑛
355 ∙ 0,283 ∙ 2
; 𝑞𝑠𝑤1 =
= 1,435 кН⁄см
𝑠𝑤1 (𝑠𝑤2 )
14 ∙ 10
𝑅𝑠 = 355 МПа для арматуры ∅6𝐴𝐼𝐼𝐼 (𝐴𝑠𝑤1 = 0,283 см2 )
𝑞𝑠𝑤2 =
355 ∙ 0,283 ∙ 2
= 0,574 кН⁄см
35 ∙ 10
Рис……..
250
6275
′
= 6275 мм; 𝑙𝑠𝑢𝑝 ′ = 𝑙 ⁄4 =
= 1570 мм;
2
4
𝑙 ′′
′′
′′
𝑙 = 6600 − 250 = 6350 мм; 𝑙𝑠𝑢𝑝 = = 1590 мм.
4
𝑙1 = 6600 − 200 −
1) 𝑎1 = 1,015 м < 𝑙𝑠𝑢𝑝 ′ = 1,57 м
𝑤1 =
46,35
+ 5 ∙ 1,8 = 25,15 см < 20 ∙ 1,8 = 36 см; Принимается 𝑤1 = 36 см
2 ∙ 1,435
2) 𝑎2 = 2,135 м > 𝑙𝑠𝑢𝑝 ′ = 1,57 м
𝑤2 =
51,15
+ 5 ∙ 1,8 = 53,6 см < 20 ∙ 1,8 = 36 см; Принимается 𝑤2 = 53,6 см
2 ∙ 0,574
3) 𝑎3 = 1,715 м > 𝑙𝑠𝑢𝑝 ′ = 1,57 м
𝑤3 =
63,75
+ 5 ∙ 1,6 = 63,5 см > 20 ∙ 1,6 = 32 см; Принимается 𝑤3 = 63,5 см
2 ∙ 0,574
4) 𝑎4 = 0,735 м < 𝑙𝑠𝑢𝑝 ′ = 1,57 м
𝑤4 =
93,15
+ 5 ∙ 1,6 = 40,5 см > 20 ∙ 1,6 = 32 см; Принимается 𝑤4 = 40,5 см
2 ∙ 1,435
5) 𝑎5 = 1,085 м < 𝑙𝑠𝑢𝑝 ′′ = 1,59 м
𝑤5 =
62,7
+ 5 ∙ 1,6 = 29,8 см < 20 ∙ 1,6 = 32 см; Принимается 𝑤5 = 32 см
2 ∙ 1,435
6) 𝑎5 = 1,995 м > 𝑙𝑠𝑢𝑝 ′′ = 1,59 м
𝑤6 =
35,4
+ 5 ∙ 1,6 = 38,8 см < 20 ∙ 1,6 = 32 см; Принимается 𝑤6 = 38,8 см
2 ∙ 0,574
7) 𝑎5 = 1,575 м > 𝑙𝑠𝑢𝑝 ′′ = 1,59 м
𝑤7 =
48
+ 5 ∙ 1,2 = 22,7 см < 20 ∙ 1,2 = 24 см; Принимается 𝑤7 = 24 см
2 ∙ 1,435
8) 𝑎8 = 0,910 м > 𝑙𝑠𝑢𝑝 ′′ = 1,59 м
𝑤8 =
67,95
+ 5 ∙ 1,2 = 29,7 см < 20 ∙ 1,2 = 24 см; Принимается 𝑤8 = 29,7 см
2 ∙ 1,435
5) Определяется расстояния от опор до мест действительного отрыва стержней каркасов
𝑙1 = 𝑎1 − 𝑤1 = 1,015 − 0,36 = 0,655 м
𝑙2 = 𝑎2 − 𝑤2 = 2,135 − 0,536 = 1,6 м
𝑙3 = 𝑎3 − 𝑤3 = 1,715 + 0,635 = 2,35 м
𝑙4 = 𝑎4 − 𝑤4 = 0,735 + 0,405 = 1,14 м
𝑙5 = 𝑎5 − 𝑤5 = 1,085 + 0,32 = 1,405 м
𝑙6 = 𝑎6 − 𝑤6 = 1,995 + 0,388 = 2,383 м
𝑙7 = 𝑎7 − 𝑤7 = 1,575 + 0,24 = 1,815 м
𝑙8 = 𝑎8 − 𝑤8 = 0,910 + 0,24 = 1,15 м
Конструирование Бм2
1) Каркас КР1
Длина каркаса:
𝑙кр1 = 𝑙𝑠𝑏 − 200 + 𝑐 − 𝑐1 −
𝑏𝑚𝑏
250
= 6600 − 200 + 250 − 10
= 6,520 мм
2
2
Длина «поз.» 2:
𝑙 поз.2 = 𝑙01 − 𝑙1 − 𝑙2 = 6400 − 655 − 1600 = 4150 мм
Кол-во поперечных стержней: на приопорном участке В слева:
′
𝑙𝑠𝑢𝑝
1570
+1=
+ 1 = 13;
𝑠𝑤1
140
− на приопорном участке опоры A:
′
𝑙𝑠𝑢𝑝
+ 250 1570 + 250
=
= 13
𝑠𝑤1
140
−в середине пролета:
𝑙1′ 6275 3140
=
=
=9
2
2
350
Количество поперечных стержней в каркасе КР1: 13 + 13 + 9 = 35
2) Каркас КР2:
Длина каркаса: 𝑙кр2 = 6600 − 250 = 6350 мм
′′
𝑙𝑠𝑢𝑝
1570
=
= 12;
140
140
На приопорных участках (В справа и С слева)
Количество поп. ст. по 12; В середине пролета:
6350
+ 1 = 10
2 ∙ 350
Количество поперечных стержней в каркасе КР2: 12 + 12 + 10 = 34
Длина поперечных стержней каркасов КР1 и КР2:
𝑙поп.ст = 500 − 10 − 50 + 20 = 460 мм
3) Каркас КР3: Длина каркаса КР3: 𝑙кр3 = 𝑙3 + 𝑙5 + 𝑏𝑚𝑏 = 2,35 + 1,405 = 3760 + 250 =
4010 мм
′
Длина каркаса КР3’: 𝑙кр3
= 𝑙4 + 𝑙6 + 𝑏𝑚𝑏 = 1,14 + 2,383 = 3,52 + 0,25 = 3,77 м
′
Принимается 𝑙кр3 = 4,0 м; 𝑙кр3
= 3,8 м унификация размеров.
Каркас КР4: Длина двух каркасов КР4: 𝑙кр4 = 𝑙7 + 𝑙8 + 𝑏𝑚𝑏 = 1,815 + 0,250 = 3,22 м
Принимается 𝑙кр4 = 3200 мм − для унификации размеров
𝑙𝑎𝑛 ≤ 𝑏 ≥ 300 мм; Диаметр поперечных стержней каркасов КР3 и КР4:
𝑑𝑠𝑤 =
16
= 4 мм
4
Принимается ∅5Вр𝐼 (𝑅𝑠 = 360 МПа)
𝑙𝑎𝑛 = (
𝑙𝑎𝑛 = (
𝑤𝑎𝑛 ∙ 𝑅𝑠
+ 𝜆𝑎𝑛 ) ∙ 𝑑 ≥ 𝜆𝑎𝑛 ∙ 𝑑
𝑅𝑏
0,7 ∙ 360
+ 11) ∙ 5 = 203 мм > 20 ∙ 5 = 100 мм
8,5
Принимается 𝑙𝑎𝑛 = 203 мм; но принимается 𝑏 = 300 мм
𝑤𝑎𝑛 = 0,7; ∆𝜆𝑎𝑛 = 11; 𝜆𝑎𝑛 = 20;
𝑅𝑏 принимается без 𝛾𝑏2
Длина поперечных стержней КР3 и КР4: 2𝑏 + 170 = 2 ∙ 300 + 170 = 770 мм
Плоские каркасы КР1 и КР2 объединяются в пространственные горизонтальными
поперечными стержнями. Принимается ∅5𝐵𝑝𝐼
Количество горизонтальных стержней: в 1-ом каркасе КР1 при их шаге 1м:
𝑛=
− в каркасе КР2: 𝑛 =
𝑙кр1
6520
+1=
+1=8
𝑠
1000
6350
+ 1 = 8 (с одной стороны)
5
С 2х сторон: КР1−16; КР2−16
Длина стержней: 𝑙𝑠𝑏 − 2 ∙ 10 = 200 − 20 = 180 мм
Стыковые стержни: 𝑑ст ≥ 𝑑⁄2 и не менее 10 мм.
𝑑ст =
20
= 10 мм. Принимается ∅10𝐴𝐼𝐼
2
Длина стыков стержней: 𝑙ст = 2 ∙ 15 ∙ 𝑑 + 𝑏𝑚𝑏 = 2 ∙ 15 ∙ 10 + 250 = 550 мм
Таблица
Спецификация второстепенной балки и ведомость деталей
на одно арматурное изделие
Наименование
и Кол-во
Позимарка арматурного сборочных ция
изделия
единиц на
перекрытий
«n»
2 ∙ 2 ∙ 14
1
Каркас КР1
2
56
3
4
2 ∙ 5 ∙ 14
5
Каркас КР2
6
140
4
1 ∙ 2 ∙ 14
Каркас КР3
7
8
28
1 ∙ 2 ∙ 14
Каркас КР3’
7’
8
28
2 ∙ 4 ∙ 14
Каркас КР4
9
8
112
2 ∙ 6 ∙ 14
Стыковые стержни
10
168
Горизонтальные
11
2 ∙ 16 ∙ 14
поперечные стержи + 5 ∙ 16 ∙ 14
для каркасов КР1 и = 1568
КР2
Расход арматурной стали по диаметрам
∅, мм
Длина,
мм,
𝑙𝑖
18𝐴𝐼𝐼
18𝐴𝐼𝐼
10𝐴𝐼
6𝐴𝐼𝐼𝐼
20𝐴𝐼𝐼
12𝐴𝐼𝐼
6𝐴𝐼𝐼𝐼
16𝐴𝐼𝐼
5𝐵𝑝𝐼
14𝐴𝐼𝐼
5𝐵𝑝𝐼
12𝐴𝐼𝐼
5𝐵𝑝𝐼
10𝐴𝐼𝐼
6520
4150
6520
460
6350
6350
460
4000
770
3800
770
3200
770
550
1
1
1
35
1
1
34
2
7
2
7
3
7
1
5𝐵𝑝𝐼
180
1
𝑀∅ = 𝑚∅ ∙ 𝑙𝑖 ∙ 𝑛𝑖 ∙ 𝑛
Кол-во,
𝑛𝑖
Примечание
∅20𝐴𝐼𝐼 (поз. 5): 𝑀∅20 = 2,466 ∙ 6,35 ∙ 1 ∙ 140 = 2192 кг
∅18𝐴𝐼𝐼 (поз. 1, 2): 𝑀∅18 = 1,998(6,52 ∙ 1 ∙ 56 + 4,15 ∙ 1 ∙ 56) = 1,998(365 + 232)
= 1194 кг
∅14𝐴𝐼𝐼 (поз. 7, 7′): 𝑀∅14 = 1,208(4,0 ∙ 2 ∙ 28 + 3,8 ∙ 2 ∙ 28) = 501 кг
∅12𝐴𝐼𝐼 (поз. 9): 𝑀∅12 = 0,888 ∙ 3,2 ∙ 3 ∙ 112 = 895 кг
∅10𝐴𝐼𝐼 (поз. 10): 𝑀∅10 = 0,617 ∙ 0,55 ∙ 1 ∙ 168 = 57кг
∅10𝐴𝐼 (поз. 3): 𝑀∅10 = 0,617 ∙ 6,52 ∙ 1 ∙ 56 = 225,3 кг
∅6𝐴𝐼𝐼𝐼 (поз. 4): 𝑀∅6 = 0,222(0,46 ∙ 35 ∙ 56 + 0,46 ∙ 34 ∙ 140) = 0,222(901,6 + 2190)
= 686 кг
∅5𝐵𝑝𝐼 (поз. 8; 11): 𝑀∅5
= 0154(0,77 ∙ 7 ∙ 28 + 0,77 ∙ 7 ∙ 28 + 0,77 ∙ 7 ∙ 112 + 0,18 ∙ 1 ∙ 1568)
= 0,154(151 + 151 + 604 + 282) = 183 кг
Таблица
Ведомость расхода стали на все второстепенные балки перекрытия, кг
Элемент перекрытия
Бм2
Изделия арматурные
Общий
расход
Арматура класса
𝐴𝐼
𝐴𝐼𝐼
𝐴𝐼𝐼𝐼 𝐵𝑝𝐼
∅10 ∅20 ∅18 ∅14 ∅10 ∅10 Итого ∅6 ∅5
225,3 2192 1194 501 895 57 4839 686 183 5933,3
Расход бетона на все второстепенные балки:
𝑉𝑏 = 𝑛(𝐿1 − 2 ∙ 0,20 + 2 ∙ 𝑐) ∙ 𝑏𝑠𝑏 ∙ ℎ𝑠𝑏 = 14(46,2 − 0,4 + 2 ∙ 0,25) ∙ 0,2 ∙ 0,5 = 6482 м3
Расход стали на 1 м3 бетона второстепенных балок:
𝑀𝑠 5933,3
кг
=
= 91,53 3
𝑉𝑏
64,82
м
РАСЧЕТ ГЛАВНОЙ БАЛКИ
1) Расчетные пролеты
− в крайних пролетах: 𝑙01 = 𝑙𝑚𝑏 − 200 + (𝑐⁄2) = 6000 − 200 + (380⁄2) = 5990 мм
−в средних пролетах: 𝑙02 = 𝑙𝑚𝑏 = 6000 мм
2) Нагрузки на Бм1 передаются через Бм2 в виде сосредоточенных сил. Вес Бм1
приводится к сосредоточенной нагрузке, приложенной в местах опирания Бм2.
Предварительно принятые размеры сечения Бм1:
ℎ𝑚𝑏 = 60 см; 𝑏𝑚𝑏 = 25 см.
Постоянная нагрузка: − от веса пола и ж/б плиты (см. табл. «Сбор нагрузок на плиту»):
𝐶1 = 3,08 ∙ 2 ∙ 6,6 = 40,7 кН
− от веса второстепенной балки: 𝐶2 = (ℎ𝑠𝑏 − ℎ𝑠 ) ∙ 𝑏𝑠𝑏 ∙ 𝛾 ∙ 𝛾𝑛 ∙ 𝛾𝑓 ∙ 𝑙𝑠𝑏 = (0,5 − 0,08) ∙
0,2 ∙ 25 ∙ 0,95 ∙ 1,1 ∙ 6,6 = 14,5 кН
𝑙𝑚𝑏⁄
6
3 = ⁄3 = 2 м:
𝑙
𝐶3 = (ℎ𝑚𝑏 − ℎ𝑠 ) ∙ 𝑏𝑚𝑏 ∙ 𝛾 ∙ 𝛾𝑛 ∙ 𝛾𝑓 ∙ 𝑚𝑏⁄3 = (0,6 − 0,08) ∙ 0,25 ∙ 25 ∙ 0,95 ∙ 1,1 ∙ 2 = 6,8 кН;
−от веса Бм1 на участке длиной
𝐶 = 𝐶1 + 𝐶2 + 𝐶3 = 40,7 + 14,5 + 6,8 = 62 кН
Временная нагрузка: 𝑉 = 𝑣𝑛 ∙ 𝑙𝑠𝑏 ∙
𝑙𝑚𝑏⁄
3 ∙ 𝛾𝑛 ∙ 𝛾𝑓 = 9,5 ∙ 6,6 ∙ 2 ∙ 0,95 ∙ 1,2 = 143 кН
3) Расчетная схема Бм1 принимается в виде неразрезной 5-ти пролетной балки с
сосредоточенными нагрузками. Так как балка симметричная, достаточно для расчета
рассмотреть 2,5 пролета.
4) Определение расчетных усилий. Огибающие эпюры «𝑀» и «𝑄» с учетом
нераспределения усилий могут быть построены с использованием формул:
𝑀𝑚𝑎𝑥 = ∓𝛼(𝐶 + 𝑉)𝑙0
𝑚𝑖𝑛
𝑄𝑚𝑎𝑥 = ∓𝛽(𝐶 + 𝑉)
𝑚𝑖𝑛
𝑎𝑖 = 𝛾 ∙ 𝑙0 − расстояния от опор до точек с нулевыми моментами ∓𝛼 и ∓ 𝛽 − даны в
табл., а схема эпюр «𝑀» и «𝑄» − на рис.
Отношение 𝑉⁄𝐶 = 2,3
Таблица
Ординаты огибающей эпюры «𝑴» для Бм1
№ пролета
I
II
III
Определяемая №
величина «𝑀» сечения
𝑀𝐼∙1
𝑀𝐼∙2
𝑀𝐵
𝑀𝐼𝐼∙1
𝑀𝐼𝐼∙2
𝑀𝐶
𝑀𝐼𝐼𝐼∙1
𝑀𝐼𝐼𝐼∙2
1
2
3
4
5
6
7
8
Коэф-та
−𝛼
−
0,0190
0,2500
0,1026
0,0628
0,1919
0,0347
0,0347
+𝛼
0,2539
0,1754
−
0,1685
0,1806
−
0,1957
0,1957
Расчетные
изгибающие
моменты:
𝛼(𝐶 + 𝑉)𝑙0 ,
𝑀𝑚𝑖𝑛 𝑀𝑚𝑎𝑥
(143 + 62) ∙ 5,99
311,8
−
= 1228 23,3 215,4
307
−
(143 + 62) ∙ 6,0
126,2 207,3
= 1230 77,2 222,1
236,0
−
1230
42,7 240,7
42,7 240,7
(𝐶 + 𝑉)𝑙0 ,
кНм
Поперечные силы:
𝑄𝐴𝑟 = 0,7630 ∙ 205 = 156,4 кН
Расстояния от опор до точек с нулевыми
моментами:
𝑄𝐵𝑙 = 1,2470 ∙ 205 = 255,6 кН
𝑎1 = 0,43380 ∙ 5,99 = 2,62 м
𝑄𝐵𝑟 = 1,183 ∙ 205 = 242,5 кН
𝑎2 = 0,1934 ∙ 5,99 = 1,16 м
𝑄𝐶𝑙 = 0,8631 ∙ 205 = 176,9 кН
𝑎3 = 0,1542 ∙ 6,0 = 0,93 м
𝑄𝐶𝑟 = 1,0865 ∙ 205 = 222,7 кН
𝑎4 = 0,1213 ∙ 6 = 0,73 м
𝑎5 = 0,1373 ∙ 6 = 0,82 м
5) Определение размеров сечения Бм1. Высота сечения Бм1 определяется по «𝑀» у
грани опоры В. При размере
Download