Строительные конструкции

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 22 Марта 2013 в 16:18, курсовая работа

Описание работы

Здание двухпролетное. Пролет здания 12 м., шаг колонны 12 м.. Снеговая нагрузка по V географическому району. Здание проектируют из типовых элементов с соблюдением норм строительного проектирования и единой модульной системы.
В целях сохранения однотипности элементов покрытия колонны крайнего ряда располагают так, чтобы разбивочная ось ряда колонн проходила на расстоянии 250мм. От наружной грани колонн при шаге колонны больше 6м. Крайние поперечные разбивочные оси смещают от оси торцевых колонн на 500мм.

Содержание работы

1. Задание на курсовое проектирование
2. Компоновка элементов здания 3
2.1 Выбор колонн 4
2.2 Выбор двухскатной балки 5
2.3 Плиты покрытия 5.1
2.4 Подкрановые балки...........................................................................................6
3. Статический расчет панели 6
4. Назначение размеров для расчета панели 8
4.1 Характеристики прочности арматуры 8
4.2 Характеристики прочности бетона 9
5. Расчет прочности по первой группе предельных состояний 10
5.1 Расчет прочности по нормальным сечениям 10
5.2 Расчет прочности по наклонным сечениям 12
6. Расчет панели оп предельным состояниям второй группы 13
6.1 Геометрические характеристики приведенного сечения 13
6.2 Потери предварительного напряжения арматуры 14
6.3 Расчет по образованию трещин, нормальных к продольной оси 16
6.4 Расчет по образованию трещин, наклонных к продольной оси 17
6.5 Определение кривизны панели на участках с трещинами в растянутой зоне 18
6.6 Определение прогиба панели 18
7. Выбор крана для монтажа панели 19
Список используемой литературы 21

Файлы: 1 файл

СК курсовая 11.doc

— 1.24 Мб (Скачать файл)

б) по наклонному сечению на приопорных участках панели с целью определения площадей сечения поперечных и наклонных стержней.

 

    1. Расчет прочности по нормальным сечениям

 

По назначенным расчетным размерам сечения плиты и определяется коэффициент

.                                         

В зависимости от находим = 0,982 и = 0,035.

Вычисляем характеристику сжатой зоны бетона:

;                                           

Вычисляем граничную высоту сжатой зоны:

,                           

где - напряжения в арматуре с условным пределом текучести с учетом     накопившихся остаточных деформаций

МПа,                                        

где  МПа.

Коэффициент условий работы, учитывающий  сопротивление напрягаемой арматуры выше условного предела текучести:

,                

где - для арматуры класса Ат-VI.

Т.к. > , принятого для данного класса бетона, то принимаем .

Вычисляем площадь сечения растянутой арматуры:

.         

Согласно сортамента проволочной и стержневой арматурной стали окончательно величина расчетной площади = 616 мм2 диаметре = 14 мм и число = 4 стержня.

Площадь всего бетона в  поперечном сечении:

          


Насыщение поперечных сечений  панелей арматурой оценивают  коэффициентом армирования

,                                                                             

Величина  называется процентом армирования.

Предельный процент армирования  для панелей определяется по формуле

,                                           

где - граничная относительная высота сжатой зоны бетона;

.                                                              

       Минимальный процент  армирования в панелях устанавливается из условия равнопрочности армированного сечения с неармированным и принимается равным 0,05 %.

 

Рисунок 3. Расчетная схема

 

Определяем форму сжатой зоны в  расчетном сечении. Если нейтральная  линия проходит в полке,  то выполняется условие:

;                                                                                      

;

.

Условие выполняется, расчет производим как для прямоугольного сечения шириной из условия:

;                                                                             

;

.

при этом высота сжатой зоны определяется:

;                                                                                        

.

 

              



 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 4. Форма сжатой зоны в расчетном сечении панели

                при расположении границы сжатой зоны в полке;

 

5.2   Расчет прочности по наклонным сечениям

 

Прочность наклонного сечения, определяемая работой бетона на растяжение, окажется достаточной, если

;                                                                                           

,

где: - опытный коэффициент для бетонов: тяжелого и мелкозернистого, равный 0,6.

Данное условие соблюдается, в элементе не появляются наклонные трещины.

Поперечные стержни сварных каркасов ставят согласно конструктивным требованиям: на приопорных участках, равных ¼ пролета, с шагом не более 150 мм. На остальной части пролета устанавливается поперечная арматура с шагом 337,5 мм. Минимальный диаметр поперечных стержней 5 мм.

 

Рисунок 5. Расчетная схема


6    Расчет панели  по предельным состояниям 

второй  группы

 

6.1   Геометрические характеристики приведенного сечения

 

Схема приведенного сечения

Отношение модулей упругости: 

.                                                                            

Площадь приведенного сечения:

Статический момент площади приведенного сечения относительно нижней грани:      

где - площадь i-й части сечения;

       - расстояние от центра тяжести i-й части сечения до крайнего растянутого волокна.

Расстояние  от нулевой линии до крайнего растянутого волокна определяется по формуле

.                                                                               

Момент инерции приведенного сечения

,                                                                                                    

где - момент инерции i-й части сечения относительно оси, проходящей через центр тяжести этой части сечения;

     - площадь i-й части;

     - расстояние от крайнего растянутого волокна до центра тяжести i-й части.

Момент сопротивления приведенного сечения по нижней зоне

.                                                           

Момент сопротивления приведенного сечения по верхней зоне

.                                        

Расстояние от ядровой точки, наиболее удаленной от растянутой зоны (верхней), до центра тяжести приведенного сечения

.                                              


Расстояние от ядровой точки, наименее удаленной от растянутой зоны (нижней), до центра тяжести приведенного сечения

,                                                    

где

Упругопластический момент сопротивления  по растянутой зоне

,                                                               

где g=1,75 для таврового сечения с полкой в сжатой зоне.

Упругопластический момент сопротивления по растянутой зоне в стадии изготовления и обжатия элементов

,                                                                    

где g=1,5 для таврового сечения с полкой в растянутой зоне

 

 

    1.    Потери предварительного напряжения арматуры

 

Начальные предварительные напряжения в арматуре не остаются постоянными, с течением времени они уменьшаются. Различают первые потери предварительного напряжения в арматуре, происходящие при изготовлении элемента и обжатии бетона, и вторые потери, происходящие после обжатия бетона.

Первые потери

1   Потери от релаксации  напряжений в арматуре при  натяжении на упоры зависят от способа натяжения и вида арматуры при механическом способе натяжения, стержневой арматуры

.                                                         

2   Потери от температурного  перепада, т.е. от разности температуры  натянутой арматуры и устройств, воспринимающих усилие натяжение при пропаривании или прогреве бетона:  

,                                                         

где: Dt = 65 °С – разность между температурой арматуры и упоров, воспринимающих усилия натяжения.

3   Потери от деформации  анкеров, расположенных у натяжных  устройств вследствие обжатия шайб, смятия высаженных головок, при натяжении на бетон.

При электротермическом способе натяжения потери от деформаций анкеров в расчете не учитываются, так как они учтены при определении значения полного удлинения арматуры .

4   Потери от трения арматуры о стенки каналов или поверхность конструкции при натяжении на упоры

,                                        

где   q - суммарный угол поворота оси на криволинейном участке, рад;

  5   Потери от деформации стальных форм при изготовлении предварительно напряженных элементов с натяжением арматуры домкратами. Принимаем при электротермическом натяжении, так как потери от деформации формы учтены при определении полного удлинения арматуры


6   Потери от быстронатекающей ползучести бетона зависят от условий твердения, уровня напряжений и класса бетона; развиваются они при обжатии (и в первые 2-3 ч после обжатия). При естественном твердении:

Усилие обжатия 

.     

Эксцентриситет этого усилия относительно центра тяжести приведенного сечения:

                                                                  

Напряжение в бетоне при обжатии:

.                       

Устанавливаем величину передаточной прочности бетона из условия:

;                                                                                                    

.

Принимаем =50 МПа. Тогда отношение .

;                                                                   

где: a = 0,75 - коэффициенты, принимаемые при передаточной прочности.

 

 

 

 

 

Вторые потери

7   Потери от релаксации  напряжений в арматуре при  натяжении на упоры не учитываются, т.е. .

8   Потери от усадки бетона и укорочения элемента зависят от вида бетона, способа натяжения арматуры, условий твердения (натяжение на упоры, бетон естественного твердения) .

9   Потери от ползучести бетона (следствие соответствующего укорочения элемента) зависят от вида бетона, условий твердения, уровня напряжений:

;                                                              

где: a=1 - при естественном твердении бетона.

При натяжении арматуры на упоры  учитывают:


первые потери – от релаксации напряжений в арматуре, температурного перепада, деформации анкеров, трения арматуры об огибающие приспособления, деформации стальных форм, деформации бетона от быстронатекающей ползучести

;        

вторые потери – от усадки и  ползучести

.                                                           

Суммарные потери при любом способе  натяжения

.                                                

Усилие обжатия с учетом полных потерь

                                               

 

 

6.3   Расчет по образованию трещин, нормальных к продольной оси

 

Расчет производится из условия:

;                                                                                                      

;

Вычисляем момент образования трещин по приближенному способу ядровых  моментов

;                                         

где Mrp – ядровый момент усилия обжатия;

;                                        

где gsp – коэффициент точности натяжения при благоприятном влиянии предварительного натяжения.

Условие не выполняется, трещины, нормальные к продольной оси образуются. Следовательно, расчет по раскрытию трещин, нормальных к продольной оси, производим.

Проверим, образуются ли начальные трещины в верхней зоне плиты при ее обжатии при значении коэффициента точности натяжения при обжатии,  gsp

Расчетное условие

;                                                                              

где Rbtp – сопротивление бетона растяжению, соответствующее передаточной прочности бетона Rbp=1,55 МПа.

Условие удовлетворяется, начальные  трещины не образуются.

 

    1.   Расчет по образованию трещин, наклонных к продольной оси

 

Расчет по образованию трещин, наклонных  к продольной оси панели, должен производиться из условия

;                                                                                         


где - коэффициент, учитывающий влияние двухосного напряженного состояния “сжатие – растяжение” на прочность бетона

, принимаем =1                               

Значения главных растягивающих  и сжимающих напряжений в бетоне определяются по формуле

;             

.                Нормальное напряжение

,                                                                

где - момент инерции приведенного сечения относительно центральной оси;

       - расстояние от нулевой линии до крайнего растянутого волокна.

 принимается равным нулю, так как отсутствует предварительное  напряжение хомутов и отгибов.

Информация о работе Строительные конструкции