Учебно-методический комплекс по дисциплине «Экономика отрасли» (стр. 5 )

. (1.23)

5. Подобрать сетки для армирования полки по сортаменту или назначить шаг и диаметры рабочей и распределительной арматуры. Условные обозначения сеток см. в [15, с. 52].

При наличии у ребристой плиты поперечных ребер [15, с. 301, рис. XI.9] и отношении пролетов полки <2 полку ребристой плиты рассчитывают.

Конструирование плиты перекрытия

По заданию требуется составить арматурный чертеж плиты.

На чертеже в масштабе 1:20 показываются: продольный разрез, план и поперечный разрез плиты со всеми необходимыми для изготовления размерами и арматурой в виде сварных каркасов и сеток. Кроме этого, на отдельные форматки выносятся каркасы и сетки. На них ставятся размеры с учетом защитного слоя бетона и обозначаются арабскими цифрами номера позиций отдельных стержней.

При изображении каркаса или сетки одинаковые стержни, расположенные на равных расстояниях, наносят только по концам каркаса или сетки, а также в местах изменения шага стержней. При этом на линии-выноске с обозначением позиций стержней указывается их шаг. На отдельных форматках составляются ведомость деталей и спецификация арматуры.

В ребристой плите в поперечных торцевых ребрах арматура каркаса К-2 (см. прил. 1) назначается конструктивно.

По углам плиты ставятся закладные детали для монтажной сварки плит между собой и с ригелем.

1.3.4. Расчет и конструирование ригеля

В курсовой работе ригель принят разрезным (расчетная схема — однопролетная балка с шарнирным опиранием.).

Форму поперечного сечения ригеля можно принять прямоугольной.

Размеры сечения ригеля обычно обеспечивают его достаточную жесткость и соблюдение условий предельных состояний второй группы. Поэтому достаточно ограничиться расчетом по первой группе предельных состояний.

Выбор расчетной схемы нагрузок

Ригель представляет собою разрезную балку, свободно опирающуюся на колонны и стены.

Для определения нагрузок на ригель следует предварительно назначить размеры его сечения.

Обычно высота сечения принимается в пределах — (0,1…0,7)· ( - пролет), а ширина . Расчетная нагрузка на 1 погонный метр ригеля:

, (1.24)

где — полная расчетная нагрузка на плиту перекрытия, (см. табл. 2, — шаг ригелей (длина плиты).

Расчетный изгибающий момент:

. (1.25)

Перерезывающая сила:

. (1.26)

Характеристики прочности бетона и арматуры

Для ригеля можно принять: тяжелый бетон класса В30 или мелкозернистый бетон группы А класса В25; рабочую продольную арматуру класса А-III, монтажную и поперечную арматуру класса А-II, А-III, для соединительных стержней арматуру класса А-I.

При выполнении расчетов требуются следующие расчетные сопротивления бетона и арматуры: — сжатие осевое (призменная прочность) бетона; — растяжение осевое бетона; — растяжение продольной арматуры (рабочей и монтажной); — растяжение поперечной арматуры (хомутов).

Расчетные сопротивления выписываются из норм, приведенных в [1, 12, 15] в МПа.

Расчет ригеля по предельным состояниям первой группы

Расчет ригеля на действие изгибающих моментов в пролете.

Расчетными являются нормальные к продольной оси сечения ригеля в середине пролета и на грани опоры.

Последовательность расчета ригели на действие изгибающего момента.

1. Вычислить коэффициент :

. (1.27)

2. По таблице 4 [12] в зависимости от найти .

Следует учитывать, что стоимость железобетонных балок, близкая к оптимальной, получается при значениях =0,3…0,5. При этом условие < , как правило, соблюдается. При меньших и больших значениях следует уменьшить или увеличить высоту сечения ригеля.

3. Определить требуемую площадь продольной рабочей арматуры

. (1.28)

4. Назначить количество каркасов в сечении ригеля, количество и диаметр стержней продольной арматуры.

В поперечном сечении ригеля может быть поставлено два или три каркаса. Количество каркасов следует назначать из условия, чтобы на каждом из них размещалось по два-три стержня диаметром 20…32 мм. При этом надо учитывать: чем диаметр растянутой арматуры больше, тем больше потребуется диаметр поперечных стержней, который назначается из условий сварки.

Принятая продольная рабочая арматура должна иметь фактическую площадь , отличающуюся от расчетной, не более чем на 5%.

Расчет ригеля на действие поперечной силы

На действие поперечной силы рассчитываются сечения, наклонные к продольной оси

Расчетные формулы и последовательность расчета приведены в расчете плиты перекрытия.

Конструирование ригеля

Продольную рабочую арматуру располагают в соответствии с эпюрой изгибающих моментов у растянутой грани ригеля с соблюдением необходимой толщины защитного слоя. Эта арматура должна воспринимать растягивающие усилия, вызванные изгибающими моментами. Поперечные силы воспринимаются бетоном и поперечной арматурой (хомутами) Продольную рабочую, монтажную и поперечную арматуру объединяют в сварные каркасы. Плоские сварные каркасы объединяют в пространственный каркас с помощью горизонтальных поперечных стержней, устанавливаемых через 1…1,5 м.

При высоте ригеля более 700 мм ставятся монтажные продольные стержни с расстояниями между ними по высоте не более 400 мм. Суммарная площадь сечения этих стержней должна составлять не менее 0,1% от площади поперечного сечения ригеля. Эти стержни вместе с поперечной арматурой сдерживают раскрытие наклонных трещин на боковых гранях элемента.

1.3.5. Расчет и конструирование колонны

Колонны каркаса здания принимаются сборными с консолями в одной плоскости для опирания ригеля.

Определение расчетных усилий

Для расчета колонны требуется вычислить следующее: — продольную силу от действия постоянных, длительных и кратковременных нагрузок; — продольную силу от действия постоянных и длительных нагрузок:

, (1.29)

здесь — коэффициент надежности по назначению, =0,95; и — соответственно длительная и кратковременная расчетные нагрузки на 1 м2: перекрытия; принимаются по табл. 1.1; , — размеры грузовой площади, с которой собираются нагрузки на колонну (рис. 1.4); — собственный вес колонны:

(1.30)

где п — коэффициент перегрузки, п = 1,1; — площадь поперечного сечения колонны; — длина колонны; — объемный вес железобетона, = 25 кН/м3.

Выбор бетона и арматур

Для колонн применяют бетон класса по прочности на сжатие не ниже В15, для сильно загруженных — не ниже В25. Армируют колонны продольными стержнями диаметром 12…40 мм (рабочая арматура) преимущественно из горячекатаной стали класса A-III, а также поперечными стержнями из горячекатаной стали класса A-III, A-II, A-III и проволоки класса B-I.

Подбор арматуры

Колонна в курсовой работе рассчитывается по несущей способности (первая группа предельных состояний) как сжатый элемент со случайными эксцентриситетами. Возможность появления случайного эксцентриситета связана с неточностью изготовления и монтажа колонны. По нормам случайные эксцентриситеты принимаются равными большему из следующих значений: 1/30 высоты сечения элемента или 1/600 длины элемента, но не менее 1 см. Элементы прямоугольного сечения с симметричным армированием стержнями из стали классов A-I, А-II, A-III при < и величине эксцентриситета разрешается рассчитывать по формуле:

< (1.31)

где — площадь поперечного сечения колонны; — площадь поперечного сечения всей продольной арматуры в поперечном сечении элемента; — расчетное сопротивление продольной арматуры; — коэффициент условий работы, равный 0,9 при <200 мм и 1,0 при > 200 мм; — коэффициент, учитывающий длительность загружения, гибкость и характер армирования элемента:

, но не более (1.32)

где и — коэффициенты, принимаемые в зависимости от и ; — продольная сила от постоянных и длительных расчетных нагрузок; — расчетная длина колонны ( — высота колонны первого этажа).

Рекомендуемая последовательность расчета:

1. Приняв значения и , определить требуемую площадь поперечного сечения колонны:

, (1.33)

где =0,9 — коэффициент условий работы бетона.

2. Назначить размеры поперечного сечения колонны и . Следует принять . Размеры сторон сечений колонн при величине их до 50 см принимают кратными 5 см, при больших величинах — кратными 10 см. Не следует принимать сечение колонны меньше, чем 30´30 см.

3. В зависимости от отношений и по [12, табл. 6] найти значения , .

4. Приняв , вычислить .

5. Определить требуемую площадь продольной арматуры:

. (1.34)

6. Назначить количество и диаметр стержней продольной арматуры в соответствии с приведенными ниже указаниями по конструированию колонны.

7. Определить процент армирования:

, (1.35)

здесь — площадь сечения принятой продольной арматуры.

Таблица 1.3

Значения коэффициентов и

Отношение	Коэффициент (для значений )	Коэффициент (для значений )
0	0,5	1	0	0,5	1
6	0,93	0,92	1	0,93/0,92	0,92/0,92	0,92/0,92
10	0,91	0,90	0,92	0,91/0,91	0,91/0,90	0,90/0,89
14	0,89	0,86	0,59	0,89/0,87	0,88/0,85	0,87/0,82
16	0,88	0,82	0,82	0,88/0,85	0,86/0,81	0,84/0,77
18	0,86	0,78	0,76	0,86/0,82	0,83/0,76	0,79/0,70
20	0,84	0,72	0,69	0,84/0,79	0,79/0,71	0,74/0,63

Примечания: — расчетная длина: для колонн сборных многоэтажных зданий , где — высота этажа; в числителе приведены значения при площади сечения промежуточных стержней <, в знаменателе — при >; — продольная сила от постоянных и временных длительных нагрузок; — то же, от полной нагрузки.

Сечение можно считать подобранным удовлетворительно, если =1…2%.

Конструирование колонны

Продольные стержни в поперечном сечении колонны размещают возможно ближе к поверхности элемента с соблюдением минимальной толщины защитного слоя, которая по требованиям норм должна быть не менее диаметра стержней арматуры и не менее 20 мм. Колонны сечением до 40´40 см можно армировать четырьмя продольными стержнями, что соответствует наибольшему допустимому расстоянию между стержнями рабочей арматуры. При расстоянии между рабочими стержнями более 400 мм следует предусматривать промежуточные стержни по периметру сечения колонны.

Поперечные стержни (хомуты) в колонне ставят без расчета, но с соблюдением требований норм. Расстояние между ними должно быть при сварных каркасах не более 20, при вязанных — 15, но не более 500 мм (здесь — наименьший диаметр продольных стержней).

Расстояние между хомутами округляют до размеров, кратных 50 мм. Диаметр хомутов сварных каркасов должен назначаться из условий сварки. Диаметр хомутов вязанных каркасов должен быть не менее 5 мм и не менее 0,25 ( — наибольший диаметр продольных стержней).

Плоские сварные каркасы объединяют в пространственные с помощью поперечных стержней, привариваемых к угловым продольным стержням плоских каркасов.

Арматурный чертеж колонны можно выполнить на форматке миллиметровой бумаги. На чертеже надо показать в масштабе 1:20 продольный разрез и характерные поперечные сечения колонны, показать и обозначить арматуру, поставить размеры.

2. Проект рабочей площадки производственного здания

Разработать проект площадки производственного здания.

2.1. Исходные данные

Основные

Данные к заданию (табл. 2.1) студент берет по трем последним цифрам присвоенного ему учебного шифра. Если третья с конца цифра отсутствует, вместо нее принимается предпоследняя цифра шифра.

Дополнительные

Класс стали для несущих конструкций — С235. Колонны и главные балки — сварные. Сварка — автоматическая. Тип сечения колонны — сквозной.

Монтажные соединения — болты нормальной точности. Отметка чистого пола — 0,00.

Таблица 2.1

Исходные данные для расчета балочной клетки

Параметр	Вариант
0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Последняя цифра учебного шифра
Нормативная (полезная) нагрузка, кН/м2	9	10	11	12	13	14	15	16	18	20
Толщина настила, мм	6	6	6	6	6	6	6	8	8	8
Предпоследняя цифра учебного шифра
Шаг колонн, м, в направлении: продольном L поперечном	16 8,0	17 6,5	18 7,0	19 6,0	10 8,0	11 7,5	12 6,0	13 6,5	14 7,0	15 7,5
Третья с конца цифра учебного шифра
Высота помещения под перекрытием , м Высота до верха настила рабочей площадки , м	7,8 9,3	7,5 9,2	7,7 9,3	8,0 9,6	8,6 10,2	6,6 8,4	6,8 8,5	6,7 8,4	7,3 8,8	7,0 8,6

В исходных данных кроме заданных величин, необходимых для проектирования, указывают расчетные характеристики материалов для различных элементов рабочей площадки, коэффициентов надежности по нагрузке и т. д.