Пособие к снип 30101-85 узловой метод

28.02.2018 Выкл. Автор admin

Пособие по ТВЗиС 3

Тверской государственный технический университет

Кафедра «Строительное производство»

ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ И ИНЖЕНЕРНЫХ СООРУЖЕНИЙ

Учебно-методическое пособие по дисциплине «Технология возведения

зданий и сооружений» для студентов всех форм обучения

специальности 270102 Промышленное и гражданское строительство

Пособие содержит технологические схемы производства работ, выполняемые при возведении одноэтажных промышленных зданий с железобетонным каркасом и металлическими конструкциями, многоэтажных каркасно-панельных зданий, большепролетных зданий и наземных инженерных сооружений различного назначения, а именно: сооружений, связанных с технологическими процессами промышленного производства, для хранения сыпучих, жидких и газообразных веществ и высотных мачтово-башенных сооружений энергетики и связи.

Рекомендовано к печати на заседании кафедры «Строительное

производство» (протокол №4 от 17.01.2014г.).

Составитель Макарова Т.Ю.

© Тверской государственный технический

© Макарова Т. Ю., 2014

ТЕМА 18. ВОЗВЕДЕНИЕ ОДНОЭТАЖНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ С ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫМ КАРКАСОМ

Рис. 18.3.Схема монтажа железобетонных конструкций одноэтажного промышленного здания:

1 – короткобазовый кран; 2 – мостовой технологический кран; 3 – автомобиль; 4 – краны гусеничные; 5, 8 – фермы;

6 – балка; 7 – машина монтажная; 9 – гусе6ничный кран

ТЕМА 19. ВОЗВЕДЕНИЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ С МЕТАЛЛИЧЕСКИМИ КОНСТРУКЦИЯМИ

Таблица 19.1. Специальные краны и оборудование, применяемые при монтаже металлических конструкций

Таблица 19.2….Основные виды сварных соединений при монтаже

Таблица 19.3.Методы монтажа металлических конструкций

Таблица 19.4.График работ по монтажу металлических конструкций

Рис. 19.2. Рабочая схема монтажа промышленного здания:

1 8 – последовательность установки стропильных и подстропильных ферм

ТЕМА 20. ВОЗВЕДЕНИЕ МНОГОЭТАЖНЫХ КАРКАСНО-ПАНЕЛЬНЫХ ЗДАНИЙ

ТЕМА 21. ВОЗВЕДЕНИЕ БОЛЬШЕПРОЛЕТНЫХ ЗДАНИЙ

ТЕМА 22. ВОЗВЕДЕНИЕ НАЗЕМНЫХ ИНЖЕНЕРНЫХ СООРУЖЕНИЙ

Рис. 22.9аВозведение резервуара из отдельных листов

Рис. 22.15. Установка радио- и телемачт:

а –опорных секций; б – наращивание и раскрепление; в – совместный подъем кранами и тракторами; г – подъем с помощью «падающей»стрелы; 1 – расчалка; 2 – оттяжки; 3 – ползучий кран; 4 – поднимаемая секция; 5 – обойма крана; 6 — подмости; 7 –

тормозной трос; 8 – монтажная стрела; 9 – подъемный трос с полиспастом; 10 – шарнир

ТЕМА 23. ПРОКЛАДКА ИНЖЕНЕРНЫХ СЕТЕЙ

Анпилов, С.М. Технология возведения зданий и сооружений из монолитного железобетона. Учебное пособие. – М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2010. – 576 с.

Афанасьев, А.А. Интенсификация работ при возведении зданий и сооружений из монолитного железобетона. — М.: Стройиздат,1990. – 384 с.

Красный, Д.Ю. Обеспечение качества при возведении зданий и сооружений из монолитного железобетона / Д.Ю. Красный, Ю.М. Красный. – Екатеринбург: «Центр качества строительства», 2003. – 448 с.

Теличенко В.И.Технология возведения зданий и сооружений: учеб. для стрит. вузов /В.И. Теличенко, О.М. Терентьев, А.А. Лапидус. 2-е изд., перераб. и доп. – М: Высш. шк., 2004. – 446 с.; ил.

Технология строительного производства: учеб. для инж.-строит. вузов и факультетов / Под ред. О.О. Литвинова, Ю.И. Белякова. — К.: Вища шк., 1984. – 479 с.

Технология строительного производства: учеб. для инж.-стрит. вузов и факультетов /В.Н. Сизов, И.Я. Руденко, Г.Р. Тхиладзе, В.М. Усенко. – М.: «Высшая школа», 1969. – 608 с.

Соколов, Г.К. Технология возведения специальных зданий и сооружений: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений /Г.К. Соколов, А.А. Гончаров. – 2-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2008. – 352 с.

ТЕМА 18. Возведение одноэтажных промышленных

зданий с железобетонным каркасом……………………………3

ТЕМА 19. Возведение промышленных зданий с

ТЕМА 20. Возведение многоэтажных

ТЕМА 21. Возведение большепролетных зданий…………. 15

ТЕМА 22. Возведение наземных инженерных

ТЕМА 23. Прокладка инженерных сетей…………………………………33

Проект объемных букв «АШАН СУПЕРМАРКЕТ»

РАСЧЕТ КОНСТРУКЦИИ

  1. Исходные данные для проектирования
  2. Конструктивное решение

1. Район строительства: МО, г. Дзержинский, ул. Угрешская, рядом с д.17.

Конструкция предназначена для установки на местности типа «А».

2. Рекламная конструкция — объемные буквы «Ашан», габаритами 3850х1500мм.

3. Материалы: несущие конструкции — стальной прокат. Расчетные характеристики соответствуют Ст. 235.

2.1. Конструкция представляет собой объемные буквы на раме, габаритами 3850х1500мм. Конструкция выполнена из профильных труб 25х25х1,5мм и 40х20х1,5мм. Буквы крепятся на раме, пордрамник крепится к стене здания при помощи анкера Mungo дюбель MBR-XTr10/80 шуруп SR-STB 7/85. Рама с буквами навешивается на подрамник крюками и фиксируется кровельными саморезами Ф5,5мм.

2.2. Рекламоноситель — лицевые панели из акрилового стекла S=3мм, боковые панели «Ашан» — ALS 180мм; «Супермаркет» — акрил S=2мм, задние панели из ПВХ S=10мм, которые крепятся к каркасу саморезами.

2.3. Все узловые соединения выполнены на сварке, монтажные — на болтах.

  1. Исходные данные для расчета

Расчет по определению собственных частот колебаний, расчёт перемещений, а также несущих конструкций выполняется методом конечных элементов в программе STARK_ES версии 2009.

По результатам контрольного расчёта:

Проведенные расчеты показали, что основные несущие элементы конструкций рекламных установок удовлетворяют требованиям СНиПов и ГОСТов на жесткость, прочность и устойчивость.

Список используемой литературы:

[1] — СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия» Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85 (2011);

[2] — СП 16.13330.2011 «Стальные конструкции» Актуализированная редакция СНиП II-23-81 (2011);

[3] — СНиП 2.03.01-84* «Бетонные и железобетонные конструкции»;

[4] — СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений». Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83* (2011)

[5] — Пособие по проектированию анкерных болтов для крепления строительных конструкций и оборудования (к СНиП 2.09.03).

Пособие к СНиП 2.03.01-84 Проектирование железобетонных сборно-монолитных конструкций

Проектирование железобетонных сборно-монолитных конструкций

Справочное пособие
к СН
и П 2.03.01-84

Ордена Трудового Красного Знамени
Научно-исследовательский, проектно-конструкторский
и технологический институт бетона и железобетона
(НИИЖБ) Госстроя СССР

Справочное пособие
к СНиП

Серия основана в 1989 году

Проектирование железобетонных
сборно-монолитных конструкций

Разработано к СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции». Содержит основные положения по проектированию сборно-монолитных конструкций из тяжелого бетона, расчет по предельным состояниям первой группы (в том числе прочности контактных швов), расчет по предельным состояниям второй группы, конструктивные требования и примеры расчета.

Для инженерно-технических работников проектных и научно-исследовательских организаций.

Пособие содержит положения по проектированию железобетонных элементов из тяжелого бетона сборно-монолитных конструкций зданий и сооружений для промышленного, гражданского и сельскохозяйственного строительства.

Рассматриваются элементы железобетонных сборно-монолитных конструкций, поперечные сечения которых состоят из сборных элементов и дополнительно уложенных на месте использования конструкций монолитного бетона и арматуры.

Проектирование сборных элементов до приобретения монолитным бетоном заданной прочности следует производить по СНиП 2.03.01-84. При проектировании сборно-монолитных конструкций необходимо учитывать требования СНиП 2.03.01-84 и настоящего Пособия. Требования норм, не содержащие специфики сборно-монолитных конструкций, в настоящее Пособие не включены, но приведены соответствующие ссылки на разделы, пункты и формулы СНиП 2.03.01-84.

Разделы Пособия сопровождаются примерами расчета элементов сборно-монолитных конструкций.

В расчете прочности по нормальным и наклонным сечениям расчетные зависимости построены с учетом различной прочности бетона сборного элемента и монолитного бетона.

Рассмотрен вопрос расчета прочности контактных швов между бетоном сборного элемента и дополнительно уложенным бетоном. Расчет контактных швов производится исходя из предельного состояния по поверхности шва, ограниченного наклонными трещинами. Более подробно с использованием основных положений Строительных норм и правил изложена методика расчета по образованию нормальных и наклонных трещин. Расчет по деформациям увязан с методикой расчета, принятой в СНиП 2.03.01-84. Раздел конструктивных требований дополнен примерами наиболее современных конструктивных решений сборно-монолитных конструкций.

Пособие разработано НИИЖБ Госстроя СССР (д-ра техн. наук, проф. А.С. Залесов, Е.А. Чистяков — разд. 1 — 4, канд. техн. наук А.Е. Кузьмичев — разд. 4), при участии НИИСК Госстроя СССР (д-р техн. наук, проф. А.Б. Голышев, кандидаты техн. наук В.Я. Бачинский, А.В. Харченко — разд. 2, пп. 2.34 — 2.37, разд. 3), СамГАСИ (канд. техн. наук В.Ф. Усманов — разд. 3), Казанского ИСИ (канд. техн. наук Я.Г. Сунгатуллин, инженеры Г.С. Валеев, Ю.Н. Волков — разд. 2, пп. 2.25 — 2.33) и Курского ПИ (канд. техн. наук В.П. Полищук — разд. 2, пп. 2.1 — 2.24).

Замечания и предложения просим направлять в НИИЖБ по адресу: 109428, Москва, 2-я Институтская, д. 6.

1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. В Пособии рассматриваются элементы железобетонных сборно-монолитных конструкций, поперечные сечения которых состоят из заранее изготовленных элементов (сборных элементов) и дополнительно уложенных на месте использования конструкций монолитного бетона (бетона омоноличивания) и арматуры ( рис. 1).

1.2. В качестве сборных элементов можно применять как специально запроектированные, так и типовые железобетонные обычные или преднапряженные элементы сборных конструкций.

Сборные элементы рекомендуется проектировать так, чтобы они отвечали условиям механизированного изготовления их на специализированных предприятиях и по возможности использовались в качестве опалубки во время монтажа конструкции.

Размеры сборных элементов назначают из условий простоты их изготовления, эффективного расположения в конструкции и обеспечения требуемой прочности швов сопряжения с бетоном омоноличивания. Примеры решения некоторых сборных элементов показаны на рис. 2.

1.3. Сборно-монолитные железобетонные конструкции должны удовлетворять требованиям расчета по несущей способности (предельные состояния первой группы) и по пригодности к нормальной эксплуатации (предельные состояния второй группы).

Сборно-монолитные конструкции следует рассчитывать по прочности, образованию и раскрытию трещин и по деформациям для следующих двух стадий работы конструкций:

до приобретения бетоном, уложенным на месте использования конструкции (бетоном омоноличивания), заданной прочности — на воздействие массы этого бетона и других нагрузок, действующих на данном этапе возведения конструкции;

после приобретения бетоном, уложенным на месте использования конструкции (бетоном омоноличивания), заданной прочности — на нагрузки, действующие на этом этапе возведения и при эксплуатации конструкции.

Расчет сборных элементов до приобретения бетоном омоноличивания заданной прочности производится в соответствии с требованиями СНиП 2.03.01-84; расчет элементов сборно-монолитных конструкций после приобретения бетоном омоноличивания заданной прочности — в соответствии с рекомендациями настоящего Пособия. При этом в тексте Пособия характеристики, относящиеся к сборным элементам, имеют индекс 1, а к бетону омоноличивания — 2.

1.4. Значения нагрузок и воздействий, коэффициентов надежности по нагрузке, коэффициентов сочетаний, а также подразделение нагрузок на постоянные и временные (длительные и кратковременные) должны приниматься в соответствии с требованиями СНиП 2.01.07-85.

Рис. 1. Сечения сборно-монолитных конструкций

(заштрихован — монолитный бетон)

Рис. 2. Сечения сборных элементов

1.5. Материалы для сборно-монолитных конструкций и их характеристики принимают в соответствии с разд. 2 СНиП 2.03.01-84.

1.6. Надежную связь бетона омоноличивания с бетоном сборных элементов рекомендуется осуществлять с помощью арматуры, выпускаемой из сборных элементов, путем устройства бетонных шпонок или шероховатой поверхности, продольных выступов, или с помощью других надежных, проверенных способов. При этом в проектах рекомендуется предусматривать меры по обеспечению проектного положения выпущенной из сборных элементов арматуры, а также по защите ее от коррозии и давать указание о том, что поверхности сборных элементов конструкции, подлежащие обетонированию, должны быть тщательно очищены и промыты.

2. РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ СБОРНО-МОНОЛИТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПО ПРЕДЕЛЬНЫМ СОСТОЯНИЯМ ПЕРВОЙ ГРУППЫ

РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ СБОРНО-МОНОЛИТНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПО ПРОЧНОСТИ

2.1. Расчет прочности сборно-монолитных элементов по сечениям, нормальным и наклонным к продольной оси элемента, производится согласно указаниям пп. 2.2 — 2.24. Кроме того, производится расчет по прочности контактных швов между сборным элементом и монолитным бетоном согласно указаниям пп. 2.25 — 2.33. Расчет прочности по пространственным сечениям (при наличии крутящих моментов), а также на местное действие нагрузки производится по СНиП 2.03.01-84 с учетом конкретных особенностей сборно-монолитных конструкций.

Расчет сечений, нормальных к продольной оси элемента

2.2. Предельные усилия в сечении элемента определяют с учетом п. 3.10 СНиП 2.03.01-84.

2.3. При наличии в сечении сборно-монолитного элемента арматуры и бетонов разных классов каждую арматуру и бетон с соответствующей частью сечения элемента вводят в расчет прочности с расчетными сопротивлениями, отвечающими этим классам.

2.4. Расчет сечений в общем случае производят в соответствии с п. 3.28 СНиП 2.03.01-84. При этом в формулах (65) и (66) вместо RbSb и RbAb следует подставлять суммы å RbjSbj, и å RbjAbj, где Rbj расчетное сопротивление сжатию j-го бетона (соответствующего класса) в сечении сборно-монолитного элемента; Sbj статический момент площади сечения сжатой зоны j-го бетона относительно соответствующей оси, принятой для определения момента М в формуле (65). В изгибаемых элементах положение оси принимают таким, как и во внецентренно сжатых; Abj часть площади сечения сжатой зоны бетона соответствующего класса.

Кроме того, при определении характеристики сжатой зоны w по формуле (26) п. 3.12 СНиП 2.03.01-84 значение Rb принимают равным

(1)

где S и S j — статические моменты соответственно всей площади поперечного сечения сборно-монолитного элемента и площадей, образованных j -м бетоном с прочностью бетона Rbj , относительно оси, проходящей по центру тяжести крайнего растянутого стержня арматуры.

2.5. Расчет сечений сборно-монолитных элементов в случае, когда внешняя сила действует в плоскости оси симметрии сечения и арматура сосредоточена у перпендикулярных указанной плоскости граней элемента, производят в соответствии с пп. 3.11 — 3.14, 3.16, 3.27 СНиП 2.03.01-84 и пп. 2.4, 2.7 — 2.14 настоящего Пособия.

Рис. 3. Сечение элемента

1 — сборный элемент; 2 — монолитный бетон

2.6. Для железобетонных слабоармированных элементов, характеризуемых тем, что их несущая способность исчерпывается одновременно с образованием трещин в бетоне растянутой зоны, площадь сечения продольной растянутой арматуры должна быть увеличена по сравнению с требуемой из расчета по прочности не менее чем на 15%.

Такое увеличение армирования следует производить при выполнении условий: ; , где момент трещинообразования, определяемый по п. 3.3 с заменой Rbt, ser на ½ Rbt, ser и при g sp=0; М u — момент, соответствующий исчерпанию несущей способности, определяемой согласно пп. 2.5, 2.7 — 2.11, 2.15 — 2.17, для внецентренно сжатых и растянутых элементов значения М u определяют относительно оси, проходящей через ядровую точку, наиболее удаленную от растянутой зоны; x, x R, — соответственно относительная высота сжатой зоны и ее граничное значение, определяемые при расчете по прочности.

Изгибаемые элементы

Прямоугольные сечения

2.7. Расчет прямоугольных сечений с арматурой, сосредоточенной у растянутой и сжатой граней сборно-монолитного элемента (рис. 3) при ( определяют по формуле (25) СНиП 2.03.01-84 ), производят в зависимости от положения границы сжатой зоны:

а) если соблюдается условие

(2)

расчет производят, как для элемента выполненного из бетона одного класса (в данном случае монолитного), из условия

(3)

При этом высоту сжатой зоны x определяют по формуле

(4)

Если x £ 0, прочность проверяется из условия

Если высота сжатой зоны, определенная с учетом половины сжатой арматуры

расчетную несущую способность сечения можно несколько увеличить, производя расчет по формулам (3) и (4) без учета сжатой арматуры ;

б) если условие (2) не соблюдается, т. е. x > h h 1 ( см. рис. 3 ), расчет производят с учетом различного бетона в сжатой зоне элемента из условия

Другие публикации:  Компенсация за отпуск в полиции

(5)

Высоту сжатой зоны x определяют по формуле

(6)

(7)

2.8. Расчет сечения, представленного на рис. 4 , производят из условия

(8)

(9)

Сечения с полкой в сжатой зоне

2.9. Расчет сечений, имеющих полку в сжатой зоне ( рис. 5 ), при производят в зависимости от положения границы сжатой зоны:

а) если граница проходит в полке в пределах бетона омоноличивания, т.е. соблюдается условие

(10)

расчет производят как для элемента прямоугольного сечения шириной , выполненного из бетона одного класса (монолитного), согласно указаниям п. 2.7 а ;

б) если граница сжатой зоны проходит в полке и пересекает участок из другого бетона, т. е. соблюдаются условия и x > h h 1

(11)

расчет производят как для элементов прямоугольного сечения шириной согласно указаниям п. 2.7 б ;

Рис. 4. Сечение элемента

1 — сборный элемент; 2 — монолитный бетон

Рис. 5. Сечение элемента

1 — сборный элемент; 2 — монолитный бетон

в) если граница проходит в ребре ( см. рис. 5 ), т.е. условие (11) не соблюдается, расчет производят из условия

(12)

Высоту сжатой зоны x определяют по формуле

(13)

(14)

При проверке условий (10) и (11) для элементов с высокопрочной арматурой значения коэффициента условий работы арматуры g s6 определяют по формуле (27) п. 3.13 СНиП 2.03.01-84 соответственно при и .

2.10. Тавровое сечение с полкой из монолитного бетона ( рис. 6 ) рассчитывают в зависимости от положения границы сжатой зоны:

а) если граница сжатой зоны проходит в полке, т.е. соблюдается условие

(15)

расчет производят как для элементов прямоугольного сечения шириной , выполненных из одного бетона (монолитного), в соответствии с указаниями п. 2.7 а ;

при проверке условия (15) для элементов с высокопрочной арматурой значения коэффициента условий работы арматуры g s6 определяют при .

Рис. 6. Сечение элемента

1 — сборный элемент; 2 — монолитный бетон

б) если граница сжатой зоны проходит в ребре ( см. рис. 6 ), т.е. условие (15) не соблюдается, расчет производят из условия

(16)

(17)

2.11. Расчет таврового сечения с полкой сборного элемента и из монолитного бетона (рис. 7) производят из условий:

а) если граница сжатой зоны проходит в полке из монолитного бетона, т.е.

(18)

расчет производят как для элемента прямоугольного сечения шириной , выполненного из одного бетона (монолитного), в соответствии с указаниями п. 2.7а , принимая ;

б) если граница сжатой зоны проходит в полке сборного элемента, т.е. условие (18) не удовлетворяется и

(19)

расчет производят как для элементов прямоугольного сечения шириной с учетом бетона разных классов

(20)

Высоту сжатой зоны определяют по формуле

(21)

(22)

принимая во внимание указания п. 2.7а по учету арматуры .

Рис. 7. Сечение элемента

1 — сборный элемент; 2 — монолитный бетон

При проверке условий (18) и (19) для элементов с высокопрочной арматурой значения g s6 определяют соответственно при и ;

в) если условие (19) не соблюдается, т.е. граница сжатой зоны проходит в ребре, расчет производят из условия

(23)

Высоту сжатой зоны x определяют по формуле

(24)

(25)

2.12. Расчет по прочности изгибаемых элементов при производят в соответствии с пп. 3.17, 3.28 СНиП 2.03.01-84 , принимая во внимание указания пп. 2.3 , 2.4 , 2.7 — 2.11 настоящего Пособия об учете бетонов разного класса.

Внецентренно сжатые элементы

2.13. При расчете по прочности внецентренно сжатых железобетонных элементов следует принимать во внимание случайный эксцентриситет согласно п. 1.21 СНиП 2.03.01-84 .

2.14. Расчет внецентренно сжатых элементов следует производить с учетом влияния прогиба на их несущую способность в соответствии с указаниями п. 3.24 СНиП 2.03.01-84 . Для вычисления коэффициента h условную критическую силу для элементов сборно-монолитных конструкций определяют по формуле

(26)

где Ebj — модуль упругости j -го бетона; Ij — момент инерции j -го бетона относительно центра тяжести всего бетонного сечения; — коэффициент, определяемый для элементов с симметричной арматурой по формуле (59) СНиП 2.03.01-84 ; принимая значение Rb по формуле (1) Пособия, а значение s bp по полному сечению бетона сборно-монолитного элемента.

Значение d e , min определяют по формуле (22) п. 3.6 СНиП 2.03.01-84 с учетом значения Rb по формуле (1) Пособия. Остальные величины определяют по СНиП 2.03.01-84 .

Рис. 8. Сечение элемента

1 — сборный элемент; 2 — монолитный бетон; 3 — точка приложения силы N

2.15. Расчет прямоугольных сечений с арматурой, сосредоточенной у растянутой и сжатой граней сборно-монолитного элемента (рис. 8), производят при следующим образом:

а) если соблюдается условие

(27)

расчет производят как для сборного элемента, выполненного из бетона одного класса ( Rb 1 ), из условия

(28)

Высоту сжатой зоны x определяют по формуле

(29)

Если высота сжатой зоны, определенная с учетом половины сжатой арматуры,

расчетную несущую способность сечения можно несколько увеличить, производя расчет по формулам (28) и (29) без учета сжатой арматуры ;

б) если условие (27) не соблюдается, т.е. х, ( см. рис. 8), расчет производят с учетом различного бетона в сжатой зоне элемента из условия

(30)

где

Высоту сжатой зоны x определяют по формуле

(31)

2.16. Расчет внецентренно сжатых элементов с сечениями, показанными на рис. 3 — 7, при ,производят в соответствии с пп. 2.7 — 2.11, добавляя в формулах (2), (4), (6), (7), (9) — (11), (13) — (15), (17) — (19), (21), (22), (24), (25) к произведению RsAs значение продольной силы N , а в формулах (3), (5), (8), (12), (16), (20) и (23) принимая M = Ne , где е — расстояние от точки приложения силы N до центра тяжести наиболее удаленного растянутого стержня арматуры.

2.17. Расчет внецентренно сжатых элементов при производят в соответствии с п. 2.4 Пособия.

Для элементов с арматурой класса A — III и ниже расчет при производят из условия

(32)

при этом высоту сжатой зоны определяют по формуле

(33)

, (34)

или с учетом (34) по формуле

(35)

При этом, если вычисленное по формуле (35) значение x / h >1 , следует высоту сжатой зоны определять по формуле

(36)

Внецентренно растянутые элементы

2.18. Расчет внецентренно растянутых элементов производят в соответствии с п. 3.27 СНиП 2.03.01-84 с учетом наличия в сжатой зоне элементов бетонов разного класса.

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА

Пример 1. Дано: размеры сечения — b = 300 мм, h =700 мм, a = a =50 мм, h = 650 мм, h 1 = 600 мм, h 01 = 550 мм, b 1 = 120 мм, =100 мм, b 2 =180 мм ( рис. 9); нагрузки с малой суммарной длительностью отсутствуют ( s sc , u =500 МПа), бетон сборного элемента класса В30 ( Rb 1 =15,3 МПа при g b 2 =0,9); бетон омоноличивания класса В15 ( Rb 2 = 7,7 МПа при g b 2 =0,9); напрягаемая арматура класса A — IV ( Rs =510 МПа), площадью сечения Asp =1847 мм 2 (3 Æ 28); предварительное напряжение при g sp 2 (2 Æ 12); изгибающий момент М=500 кНм; натяжение арматуры электротермическое (согласно п. 3.28 СНиП 2.03.01-84 D s sp =0).

Рис. 9. Сечение элемента

1 — сборный элемент; 2 — монолитный бетон

Требуется проверить прочность сечения после приобретения бетоном омоноличивания заданной прочности.

Расчет: проверку прочности сечения производим согласно п. 2.7. Проверяем условие (2)

где = ;

=510 × 1847=9,41 × 10 5 H;

7,7(700-600)300+365 × 226=3,13 × 10 5 Н 5 Н.

Так как условие (2) не соблюдается, то следовательно, в сжатой зоне находится также часть сборного элемента. По формуле (7) определяем значение x

Для определения x R в соответствии с п. 3.12 СНиП 2.03.01-84 вычисляем w и s sR. w=0,85-0,008 Rb, где Rb определяем из формулы (1) Пособия.

S=hb(0,5h-a) =700 × 300(350-50)=6,3 × 10 7 мм 3 ;

S2=S-S1 =6,3 × 104 7 -1,8 × 10 7 =4,5 × 10 7 мм 3 .

Значение x R определяем по формуле (25) СНиП 2.03.01-84

Рис. 10. Сечение элемента

1 — сборный элемент; 2 — монолитный бетон

Так как , определяем вновь высоту сжатой зоны с учетом коэффициента g s 6 для напрягаемой арматуры при h=1,2.

g s6 = h -( h -1)(2 x / x R -1) =1,2-0,2(2(0,453/0,59)-1)=1,1 2 (5 Æ 28), =0; изгибающий момент М=420 кНм.

Требуется проверить прочность сечения.

Расчет: проверку прочности сечения производим по п. 2.10.

Проверяем условие (15)

= 7,7 × 1500 × 60=6,93 × 10 5 Н 5 Н.

Так как условие (15) не соблюдается, в сжатой зоне находится часть сборного элемента и расчет ведем по формулам (16) и (17)

Проверяем условие (16)

т.е. прочность сечения обеспечена.

Пример 3. Дано: размеры сечения b1=200 мм, b2=100 мм, h=540 мм, hf1=120 мм, a=40 мм, а ¢ =40 мм, h=500 мм ( рис. 11); нагрузки малой суммарной длительности отсутствуют ( s sc , u =500 МПа); бетон сборного элемента класса В30 ( Rb 1 =15,3 МПа при g b 2 =0,9), бетон омоноличивания класса В15 ( Rb 2 = 7,7 МПа при g b 2 =0,9); арматура класса A- III ( Rs = Rsc =365 МПа) с площадью сечения As =3217 мм 2 (4 Æ 32) и =628 мм 2 (2 Æ 20); внешняя продольная сила N=900 кН приложена после достижения монолитным бетоном заданной прочности с эксцентриситетом относительно центра тяжести сечения растянутой арматуры e=650 мм.

Требуется проверить прочность сечения.

Расчет: проверку прочности сечения производим согласно п. 2.8 с учетом влияния продольной силы ( п. 2.16).

Определяем высоту сжатой зоны x по формуле (9) с учетом силы N ( п. 2.16).

Рис. 11. Сечение элемента

1 — сборный элемент; 2 — монолитный бетон

Так как , расчет продолжаем вести в соответствии с указаниями п. 2.17.

По формуле (35) определяем высоту сжатой зоны x

Проверяем условие (32)

=15,3 × 25,2 × 10 6 +7,7 × 12,6 × 10 6 +365 × 628 × (500-40)=588,1 × 10 6 H × мм=588,1 кНм> Ne = 900 × 0,65=585 кНм, т.е. прочность сечения обеспечена.

Рис. 12. Сечение элемента

1 — сборный элемент; 2 — монолитный бетон

Пример 4 Дано: размеры сечения b = 300 мм, h =540 мм, h 1 = 440 мм, a = a =40 мм, h = 500 мм ( рис. 12); нагрузки малой суммарной длительности отсутствуют ( s sc , u =500 МПа), бетон сборного элемента класса В30 ( Rb 1 =15,3 МПа при g b 2 =0,9); бетон омоноличивания класса В15 ( Rb 2 = 7,7 МПа при g b 2 =0,9); арматура класса A — III ( Rs = Rsc =365 МПа), площадью сечения As =3217 мм 2 (4 Æ 32) и =942 мм 2 (3 Æ 20); изгибающий момент М=40 кНм; внешняя продольная сила N=300 кН приложена после достижения монолитным бетоном заданной прочности. Эксцентриситет силы N относительно центра тяжести сечения растянутой арматуры e=400 мм.

Требуется проверить прочность сечения.

Расчет: проверку прочности сечения производим согласно п. 2.7 (принимая b1= b и b2=0) с учетом влияния продольной силы по п. 2.16.

Проверяем условие (2)

= 300000+365 × 3217=1472000 H ;

=7,7 × (540-440)300+365 × 942=574800 H 7 мм 3 ;

S =3,73 × 10 7 мм 3 ;

=

= 7,7 × 300 × 296(500-148)+(15,3-7,7)196 × 300(400-98)+365 × 942(500-40)=

=533,5 × 10 6 H × мм=533,5 кНм>М+ Ne = 400+300 × 0,4=520 кНм,

т.е. прочность сечения обеспечена.

Расчет сечений, наклонных к продольной оси элемента

2.19. Расчет элементов сборно-монолитных конструкций по наклонным сечениям производят для обеспечения прочности на действие поперечной силы по наклонной полосе между наклонными трещинами; поперечной силы по наклонной трещине; изгибающего момента по наклонной трещине.

2.20. Расчет по прочности наклонных сечений производят в зависимости от конструктивного решения сборно-монолитного элемента. Для расчета по наклонным сечениям сборно-монолитные конструкции разделяются на два основных типа ( рис. 13):

1-й тип — сечение сборно-монолитного элемента по высоте состоит из бетона сборного элемента и монолитного бетона ( см. рис. 13,а);

2-й тип — сечение по ширине состоит из бетона сборного элемента и монолитного бетона ( см. рис. 13,б).

Расчет сборно-монолитных элементов по наклонным сечениям производят при одинаковых расчетных усилиях два раза (по двум схемам расчета):

а) для конструкций 1-го типа:

б) для конструкций 2-го типа:

по рабочей высоте и ширине сборно-монолитного элемента h, b и прочности монолитного бетона Rb 2 , Rbt 2 .

Из указанных выше двойных расчетов принимают наиболее благоприятный результат (более высокую несущую способность).

2.21. Расчет элементов на действие поперечной силы для обеспечения прочности по наклонной полосе между наклонными трещинами производят с учетом указаний п. 2.20 из условия

(37)

где Q — поперечная сила от внешней нагрузки, принимаемая в нормальном сечении на расстоянии не менее h от опоры; Qb , com — поперечная сила, воспринимаемая сжатой наклонной полосой между трещинами, определяемая в зависимости от типа сборно-монолитной конструкции (тип 1 и тип 2) и схемы расчета (по рабочей высоте сборного элемента или по рабочей высоте сборно-монолитного элемента).

Рис. 13. Типы сборно-монолитных конструкций

а — тип 1; б — тип 2; 1 — сборный элемент; 2 — монолитный бетон

Для сборно-монолитной конструкции 1-го типа ( см. рис. 13,а) значение поперечной силы Qb , com принимают равным:

при расчете по рабочей высоте сборного элемента

(38)

при расчете по рабочей высоте сборно-монолитного элемента

(39)

Для сборно-монолитной конструкции 2-го типа ( см. рис. 13,6) значение поперечной силы Qb , com принимают равным:

при расчете по рабочей высоте сборного элемента

(40)

при расчете по рабочей высоте сборно-монолитного элемента

(41)

В формулах (38) — (41): — коэффициент, учитывающий влияние поперечных стержней и определяемый по формуле

(42)

— коэффициент, учитывающий влияние прочности бетона и определяемый по формуле

(43)

Рис. 14. Расположение наклонных сечений при схеме расчета

а — по рабочей высоте сборного элемента; б — по рабочей высоте сборно-монолитного элемента; 1 — сборный элемент; 2 — монолитный бетон

Значения , и в формулах (42) и (43) соответствуют учитываемой в формулах (38) — (41) прочности бетона Rb 1 или Rb 2 .

2.22. Расчет элементов на действие поперечной силы для обеспечения прочности по наклонной трещине при постоянной высоте сечения по длине элемента и поперечном армировании в виде хомутов, нормальных к продольной оси элемента ( рис. 14), производят с учетом указаний п. 2.20 из условия

(44)

где Q — поперечная сила от внешней нагрузки, расположенной по одну сторону от рассматриваемого сечения; при нагрузке, действующей по верхней грани элемента, допускается принимать значение Q в наиболее удаленном от опоры конце наклонного сечения; Qb — поперечное усилие, воспринимаемое бетоном; Qsw — поперечное усилие, воспринимаемое поперечной арматурой в наклонной трещине.

Значение поперечной силы Qb определяют по формуле

(45)

где c — длина проекции наклонного сечения на продольную ось элемента, определяемая как расстояние от вершины наклонной трещины до опоры; Mb и Qb , min — характеристики усилий, воспринимаемых бетоном в наклонном сечении, определяемые в зависимости от типа сборно-монолитной конструкции (тип 1 и тип 2) и схемы расчета (по рабочей высоте сборного элемента ( см. рис. 14,а) и по рабочей высоте сборно-монолитного элемента ( см. рис. 14,б).

Значение поперечной силы Qsw определяют по формуле

(46)

где qsw усилие в поперечных стержнях на единицу длины элемента, определяемое по формуле

(47)

c — длина проекции наклонной трещины на продольную ось элемента, определяемая по формуле

(48)

Для сборно-монолитной конструкции 1-го типа ( см. рис. 13, а) значения Mb и Qb , min принимают равными:

при расчете по рабочей высоте сборного элемента ( см. рис. 14,а)

(49)

(50)

при расчете по рабочей высоте сборно-монолитного элемента ( см. рис. 14,б)

(51)

(52)

Для сборно-монолитной конструкции 2-го типа ( см. рис. 13,б) значения Mb и Qb , min принимают равными:

при расчете по рабочей высоте сборного элемента

(53)

(54)

Другие публикации:  Русско турецкое гражданство

при расчете по рабочей высоте сборно-монолитного элемента

(55)

(56)

В формулах (49) — (56):

j b 2 = 2; j b 3 =0,6; j п — коэффициент, учитывающий влияние предварительного напряжения в сборном элементе и определяемый по формуле

(57)

но не более 0,5, где при расчете по формулам (49) и (50) — bj = b , по формулам (53) и (54) — bj = b 1 ; 2 ) с шагом s =150 мм; нагрузка приложена в виде трех сосредоточенных сил, расстояние от опоры до первого груза равно 1,5 м; поперечная сила на приопорном участке Q=300 кН. Требуется проверить прочность балки на действие поперечной силы по наклонной полосе и по наклонной трещине.

Расчет: рассматриваемая балка относится к сборно-монолитным конструкциям 1-го типа.

Проверяем прочность балки по наклонной полосе между наклонными трещинами из условия (37), определяя величину Qb , com по рабочей высоте сборного элемента, формула (38), и по рабочей высоте сборно-монолитного элемента, формула (39), п. 2.21.

При расчете по рабочей высоте сборного элемента:

принимаем =1,3;

При расчете по рабочей высоте сборно-монолитного элемента

принимаем =1,3;

Рис. 15. Сечение элемента

1 — сборный элемент; 2 — монолитный бетон

Проверка по разным схемам расчета показала, что прочность по наклонной полосе обеспечена при расчете по рабочей высоте сборного элемента и не обеспечена при расчете по рабочей высоте сборно-монолитного элемента.

Согласно указаниям п. 2.20 следует учитывать наиболее благоприятный результат. Поэтому принимаем, что прочность конструкции по наклонной полосе обеспечена.

Проверяем прочность балки по наклонной трещине из условия (44), п. 2.22. При этом рассматриваем наиболее опасное наклонное сечение от первого сосредоточенного груза до опоры, с поперечной силой Q=300 кН. Усилия Qb и Qsw определяем по формулам (45) и (46), вычисляя значения М b и Qb , min по рабочей высоте сборного элемента, формулы (49) и (50), и по рабочей высоте сборно-монолитного элемента, формулы (51) и (52).

При расчете по рабочей высоте сборного элемента

2 × 1,17 × 200 × 390 2 =71,2 × 10 6 H × мм=71,2 кНм;

71,2/1,5=47,5 кН 6 H =54,8 кН,

=655,4 × 390=255,6 × 103 H=255,6 кН;

Поскольку расчет по рабочей высоте сборного элемента показал, что прочность сборно-монолитной конструкции обеспечена, то, учитывая указания п. 2.20, расчет по рабочей высоте сборно-монолитного элемента можно не производить.

Пример 6. Дано: балка пролетом l =8 м; размеры поперечного сечения b=300 мм, b 1 = 100 мм, b 2 =200 мм, h =600 мм, h =550 мм, h 1 =500 мм, h 01 =450 мм, a =50 мм ( рис. 16); бетон сборного элемента класса В30 ( Rb 1 =15,3 МПа, Rbt 1 = 1,08 МПа при g b 2 =0,9); монолитный бетон класса В15 ( Rb 2 = 7,7 МПа, Rbt 2 = 0,67 МПа при g b 2 = 0,9); поперечная арматура класса A- I ( Rsw=175 МПа); в одном поперечном сечении 4 Æ 6 ( Asw=113 мм 2 ) с шагом s=200 мм; нагрузка равномерно распределенная с интенсивностью q=62 кН/м, наибольшая поперечная сила в опорном сечении Qmax=248 кН. Требуется проверить прочность балки на действие поперечной силы по наклонной полосе и по наклонной трещине.

Рис. 16. Сечение элемента

1 — сборный элемент; 2 — монолитный бетон

Расчет: рассматриваемая балка относится к сборно-монолитным конструкциям 2-го типа. Проверяем прочность балки по наклонной полосе между наклонными трещинами из условия (37), определяя величину Qb , com по рабочей высоте сборного элемента, формула (40), и по рабочей высоте сборно-монолитного элемента, формула (41), п. 2.21.

При расчете по рабочей высоте сборного элемента:

для бетона сборного элемента

для монолитного бетона

= 0,3(1,07 × 0,847 × 15,3 × 100+1,09 × 0,923 × 7,7 × 200)450=400 × 10 3 H=

т. е. прочность обеспечена.

Поскольку расчет по рабочей высоте сборного элемента показал, что прочность сборно-монолитной конструкции обеспечена, то, учитывая указания п. 2.20, расчет по рабочей высоте сборно-монолитного элемента можно не производить.

Проверяем прочность балки по наклонной трещине из условия (44) п. 2.22. При этом рассматриваем ряд наклонных сечений, начиная с крайнего, при c=( j b2/ j b3) h j ). Усилия Qb и Qsw определяем по формулам (45) и (46), вычисляя значение М b по рабочей высоте сборного элемента, формула (53), и по рабочей высоте сборно-монолитного элемента, формула (55).

При расчете по рабочей высоте сборного элемента

2(1,08 × 100+0,67 × 200)450 2 =98 × 10 6 Нмм=98 кНм,

=100 × 900=90 × 10 3 H = 90 кН;

Таким образом, прочность по рассматриваемому наклонному сечению сборно-монолитного элемента с рабочей высотой сборного элемента h01 обеспечена.

Учитывая указания п. 2.20, проверку прочности для этого наклонного сечения по рабочей высоте сборно-монолитного элемента h не производим.

Расчет прочности контактных швов

2.25. Расчет прочности контактных швов между сборным элементом и монолитным бетоном производят из условия

(66)

где F — сдвигающее усилие в шве от внешней нагрузки; Fsh — предельное сдвигающее усилие, воспринимаемое контактным швом.

Сдвигающее усилие F от внешней нагрузки определяют согласно указаниям пп. 2.26 и 2.27.

Сдвигающее усилие Fsh , воспринимаемое швом, определяют по указаниям пп. 2.28 — 2.33.

2.26. Для свободно опертых балок и балочных плит расчет прочности контактных швов производят у опоры на участке между свободным торцом элемента и наклонным сечением ( рис. 17).

Сдвигающее усилие в шве от внешней нагрузки определяют по формуле

(67)

где М — момент от внешней нагрузки в нормальном сечении, проходящем через конец рассматриваемого наклонного сечения у сжатой грани элемента; М sw момент, воспринимаемый поперечной арматурой в рассматриваемом наклонном сечении; z плечо внутренней пары продольных сил в наклонном сечении.

Момент, воспринимаемый поперечной арматурой в наклонном сечении, определяют по формуле

(68)

где qsw — интенсивность усилий в поперечной арматуре

(69)

c — длина проекции наклонного сечения на продольную ось элемента.

Рис. 17. Схема для определения расчетной длины контактного шва у свободной опоры

1 — сборный элемент; 2 — монолитный бетон; 3 — контактный шов; 4 — наклонное сечение

Плечо z принимают равным z =0,9 h . Длину поверхности сдвига lsh принимают равной расстоянию от торца элемента до точки, в которой наклонное сечение пересекает плоскость, проходящую через геометрический центр поверхности сдвига

(70)

где l — расстояние от торца элемента до конца наклонного сечения у сжатой грани; l 1 — расстояние от конца наклонного сечения у сжатой грани до конца поверхности сдвига l 1 = c ( hsh / h ); hsh — расстояние от геометрического центра поверхности сдвига до сжатой грани элемента.

При расчете в общем случае рассматривают ряд положений конца наклонного сечения у сжатой грани относительно торца элемента, определяемых значением l 0. Далее, при различном фиксированном положении конца наклонного сечения рассматривают ряд положений другого конца наклонного сечения (у растянутой грани) при различной длине проекции наклонного сечения c , в зависимости от которой определяют длину l 1 . По полученным значениям l и l 1 определяют положение и длину поверхности сдвига lsh и усилие сопротивления сдвигу Fsh . Для каждого положения поверхности сдвига определяют соответствующие значения моментов М и Msw и сдвигающего усилия F . Производят проверку прочности контактного шва при его различных положениях из условия (66) и устанавливают, достаточна или недостаточна прочность контактного шва.

2.27. Для неразрезных балок и балочных плит расчет прочности контактных швов производят у свободных концевых опор по указаниям п. 2.26 и у промежуточных опор на участке между двумя наклонными сечениями, расположенными у опоры и в пролете, в зонах, где действуют моменты разных знаков ( рис. 18).

Значение сдвигающего усилия в шве от внешней нагрузки у промежуточной опоры определяют по формуле

(71)

где M 1 и M 2 — моменты от внешней нагрузки в нормальных сечениях, проходящих через концы наклонных сечений у сжатых граней элемента; Msw 1 и Msw 2 моменты, воспринимаемые поперечной арматурой в наклонных сечениях; z 1 и z 2 плечи внутренней пары продольных сил в наклонных сечениях.

Рис. 18. Схема для определения расчетной длины контактного шва у промежуточной опоры

1 — сборный элемент; 2 — монолитный бетон; 3 — контактный шов; 4 — наклонное сечение

Длину поверхности сдвига l sh принимают равной расстоянию между точками пересечения двумя рассматриваемыми наклонными сечениями плоскости, проходящей через геометрический центр поверхности сдвига.

(72)

где l расстояние от сжатого конца наклонного сечения, располагающегося у опоры, до сжатого конца другого наклонного сечения, располагающегося в пролете; l 1 и l 2 — расстояния от сжатых концов наклонных сечений до концов поверхности сдвига

hsh 1 , hsh 2 расстояния от геометрического центра поверхности сдвига до сжатых граней элемента; c 1 , c 2 — длины проекций наклонных сечений.

При расчете в общем случае рассматривают положение приопорного наклонного сечения со сжатым концом у опоры и ряд положений сжатого конца другого наклонного сечения в пролете, определяемых величиной l . Далее при фиксированном положении сжатых концов наклонных сечений рассматривают ряд положений растянутых концов наклонных сечений при различной длине их проекций c 1 и c 2 , в зависимости от которых определяют длины l 1 и l 2 . По полученным значениям l , l 1 и l 2 определяют положение и длину поверхности сдвига l sh и усилие сопротивления сдвигу Fsh. Для каждого положения поверхности сдвига определяют соответствующие значения моментов M 1 , M 2 , Msw 1 , Msw 2 и сдвигающего усилия F . Производят проверку прочности контактного шва при его различных положениях из условия (66) и устанавливают, достаточна или недостаточна прочность контактного шва.

В случае, если условие (66) не удовлетворяется, принимают меры по увеличению сопротивляемости сдвигу контактного шва. Это может быть достигнуто за счет: увеличения bsh, включения в работу на срез поперечных (треугольных) шпонок и увеличения дисперсности и процента поперечного армирования.

2.28. Предельное сдвигающее усилие, воспринимаемое контактным швом, определяют по формуле

(73)

где Rsh — среднее по длине участка сдвига суммарное расчетное сопротивление сдвигу контактного шва; bsh — расчетная ширина поверхности сдвига; lsh — расчетная длина поверхности сдвига.

Сопротивление сдвигу Rsh определяют согласно указаниям пп. 2.29 — 2.32. Ширину поверхности сдвига bsh определяют согласно указаниям п. 2.33.

Длину поверхности сдвига lsh определяют согласно указаниям пп. 2.26 и 2.27.

2.29. В общем случае среднее суммарное расчетное сопротивление сдвигу контактного шва принимают равным

(74)

где Rsh , b — сопротивление шва сдвигу за счет сцепления, механического зацепления и обжатия бетона; Rsh , s — сопротивление шва сдвигу за счет работы на срез поперечной арматуры, пересекающей шов; Rsh , n — сопротивление шва сдвигу за счет работы поперечных шпонок.

При учете в расчетах работы поперечных шпонок ( рис. 22,а) сопротивление шва сдвигу Rsh , b не учитывается.

При расчете прочности контактных швов с учетом совместной работы шпонок и поперечной арматуры расчетное сопротивление контактного шва сдвигу принимают равным

(75)

если Rsh, n 2 ) с шагом 250 мм; опорная реакция Q=540,33 кН; qsw=162,7 Н/мм; поверхность контактного шва имеет естественную шероховатость с выступами до 10 мм и пронизана вертикальными стержнями. Требуется проверить прочность контактного шва ( см. рис. 22,а), принимая вначале сборный элемент без продольного ребра.

Расчет: рассмотрим три произвольно выбранные наклонные сечения с проекциями на продольную ось элемента c(1)=1,6 h »1330 мм, c(2)=2 h=1680 мм и c(3)= h=840 мм.

Значения момента от внешней нагрузки в нормальном сечении, проходящем через конец рассматриваемых наклонных сечений у сжатой грани элемента, М и момента, воспринимаемого поперечной арматурой, Msw равны:

Сдвигающие усилия в шве в зависимости от величины проекции наклонного сечения

Расстояния от торца элемента до конца наклонного сечения у сжатой грани

Расстояние от конца наклонного сечения у сжатой грани до конца поверхности сдвига:

Длина поверхности сдвига:

Напряжения обжатия контактного шва:

Рис. 23. Сечение элемента

1 — сборный элемент; 2 — монолитный бетон

Сопротивление шва сдвигу за счет сцепления, механического зацепления и обжатия бетона

Сопротивление шва сдвигу за счет работы поперечной арматуры

Коэффициент армирования контактного шва

Суммарные расчетные сопротивления:

Предельные сдвигающие усилия, воспринимаемые контактным швом,

1,75 × 300 × 1163=610600 H =610,6 кН F(1)=760,2 кН ;

Прочность контактного шва обеспечена.

Сдвиг по плоскостям ( см. рис. 22, б): hsh=150 мм, bsh=500 мм:

Длина поверхности сдвига:

Напряжения обжатия контактного шва:

Предельные сдвигающие усилия, воспринимаемые контактным швом,

Прочность контактного шва обеспечена.

Предельные сдвигающие усилия, воспринимаемые контактным швом,

Как видно, прочность контактного шва и в этом случае обеспечена. Таким образом, для обеспечения прочности контактного шва на сдвиг необходимо и достаточно снабдить сборный элемент продольным ребром.

РАСЧЕТ СБОРНО-МОНОЛИТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ НА ВЫНОСЛИВОСТЬ

2.34. Расчет сборно-монолитных конструкций на выносливость производят путем сравнения напряжений в бетоне сборного элемента, в монолитном бетоне и в арматуре с соответствующими расчетными сопротивлениями, умноженными на свои коэффициенты условий работы g b 1 j и g s 3 , принимаемые для бетона по табл. 16, для арматуры по табл. 25 СНиП 2.03.01-84, а при наличии сварных соединений арматуры — также на коэффициент условий работы g s 4 (см. табл. 26 СНиП 2.03.01-84).

Напряжения в бетоне и арматуре как до приобретения монолитным бетоном заданной прочности, так и после вычисляют как для упругого тела (по приведенным сечениям) от действия внешних сил и усилия предварительного обжатия.

Неупругие деформации в сжатой зоне конструкции после приобретения монолитным бетоном заданной прочности учитывают снижением модуля упругости бетона, принимая коэффициенты приведения арматуры к бетону в соответствии с п. 3.47 СНиП 2.03.01-84 и монолитного бетона к бетону сборного элемента равными отношению .

2.35. Расчет на выносливость сечений, нормальных к продольной оси элемента, производят из условий:

для сжатого бетона

(82)

(83)

для растянутой арматуры

(84)

В условиях (82) — (84):

s b , max 1 , s b , max 2 — соответственно максимальные нормальные напряжения в бетоне сборного элемента и монолитном бетоне, вычисляемые согласно приведенным ниже указаниям; s s , max — максимальное нормальное напряжение в растянутой арматуре.

Максимальные напряжения в бетоне и арматуре вычисляют по формулам:

(85)

(86)

(87)

где для изгибаемых конструкций

(88)

(89)

для внецентренно сжатых и растянутых конструкций

(90)

(91)

Знак «плюс» перед силой N2, max принимают, если она сжимающая, знак «минус» — если растягивающая.

В формулах (85) — (91):

x — расстояние от крайней сжатой грани конструкции до центра тяжести ее приведенного (с учетом коэффициентов и ) сечения; esp — расстояние от точки приложения равнодействующей усилия предварительного напряжения арматуры до центра тяжести сечения арматуры, отвечающей рабочей высоте h ; — расстояние от точки приложения усилия N 1 до крайней сжатой грани элемента.

Значения М f и Nf определяют по формулам (133), (134) или (136) настоящего Пособия при коэффициенте надежности по нагрузке g f >1 с учетом замены a 2 Eb 1 на и a 2 на .

при отсутствии трещин в сборном элементе до приобретения монолитным бетоном заданной прочности

(92)

где и — напряжения в наименее и наиболее обжатых волокнах сборного элемента к моменту приобретения монолитным бетоном заданной прочности, определяемые по формулам сопротивления упругих материалов при g f >1;

при наличии таких трещин

(93)

Приведенные характеристики сечения , , определяют следующим образом.

Если в сечении не образуются нормальные трещины, т.е. если выполняются условия п. 3.5 настоящего Пособия при замене значений Rbt, ser 1 на Rbt1 и Rbt, ser 2 на Rbt2 приведенное сечение включает в себя полное сечение бетонов (сборного и монолитного), а также площадь сечения всей продольной арматуры, умноженной на коэффициент приведения .

Если в сечении образуются нормальные трещины, приведенное сечение включает в себя площадь сечения бетонов, расположенных в сжатой зоне, а также площадь сечения всей продольной арматуры, умноженной на коэффициент приведения .

Другие публикации:  Работник по общему правилу имеет право заключать трудовой договор

В последнем случае высоту сжатой зоны определяют из уравнения

(94)

где М — определяют по формуле (88) или (90) с заменой x на x 1 ; Ntot — по формуле (89) или (91), Ib 1 — момент инерции сжатой зоны сборного элемента относительно нулевой линии; Ib 2 — то же, монолитного бетона; Isi — момент инерции площади сечения i -го стержня арматуры относительно нулевой линии; Sb 1 и Sb 2 — статические моменты сжатой зоны соответственно сборного элемента и монолитного бетона относительно нулевой линии; Asi — площадь сечения i -го стержня арматуры; hoi — расстояние от сжатой грани элемента до центра тяжести i -го стержня арматуры.

2.36. Коэффициенты асимметрии цикла вычисляют по формулам:

(95)

(96)

(97)

В формулах (95) — (97):

s b , min 1 , s b , min 2 и s s , min — нормальные напряжения соответственно в бетоне сборного элемента на уровне его крайней сжатой грани и в монолитном бетоне на уровне крайней сжатой грани конструкции и в растянутой арматуре, определяемые по формулам (85) — (94) с учетом замены M2, max ( N2, max ) на M2, min ( N2, min ) — минимальное в пределах цикла значение внешнего усилия, прикладываемого после приобретения монолитным бетоном заданной прочности.

В зоне, проверяемой по сжатому бетону, при действии многократно повторяющейся нагрузки следует избегать возникновения растягивающих напряжений. Сжатую арматуру на выносливость не рассчитывают.

2.37. Расчет на выносливость сечений, наклонных к продольной оси, производят по п. 3.49 СНиП 2.03.01-84.

Примеры расчета

Пример 8. Дано: сборный элемент из бетона класса В40 ( Rb 1 =22,0 МПа, Rbt 1 = 1,4 МПа, Е b 1=36 ×10 3 МПа); бетон омоноличивания класса В15 ( Rb 2 =8,5 МПа, Rbt 2 = 0,75 МПа, Е b 2=23 ×10 3 МПа); преднапряженная арматура класса A- V ( Rs =680 МПа, Esp =1,9 ×10 5 МПа); площадью сечения Asp=760 мм (2 Æ22); предварительное напряжение (с учетом всех потерь) s sp=340 МПа; ненапрягаемая арматура класса A- III ( =365 МПа, E s=2 ×10 5 МПа) площадью сечения =78,5 мм 2 (1 Æ10). Действующий изгибающий момент, приложенный до приобретения монолитным бетоном заданной прочности, М1=38,0 кНм, то же, после приобретения монолитным бетоном заданной прочности M2, max=45,0 кНм и M2, min=0. Размеры сечения приведены на рис. 24.

Требуется проверить выносливость конструкции по нормальному сечению.

Расчет: определяем напряжения в бетоне сборного элемента и в арматуре до приобретения монолитным бетоном заданной прочности.

Вычисляем геометрические характеристики приведенного сечения:

Рис. 24. Сечение элемента

1 — сборный элемент; 2 — монолитный бетон

Напряжения в бетоне:

на нижней грани

на верхней грани

Напряжение в арматуре

Определяем напряжения в конструкции после приобретения монолитным бетоном заданной прочности.

Вычисляем геометрические характеристики приведенного сечения конструкции с учетом коэффициентов =10 и =25 (см. п. 3.47 СНиП 2.03.01-84):

= 100 × 300+100 × 200+100 × 300 × 10/25+10(78,5+760)=70400 мм 2 ;

По формулам (133) и (134) с учетом указанной в п. 2.35 замены определяем Mf и Nf. Для этого вычисляем

M = 38 × 10 6 +258,4 × 10 3 (0-350+227)+45 × 10 6 +554 × 10 3 +53,8 × 10 3 (227-150)=55,9 × 10 6 H × мм;

Ntot =258,4 × 10 3 +53,8 × 10 3 =312,2 × 10 3 H .

Вычисляем максимальные напряжения:

на сжатой грани конструкции [ см. формулу (85)]

на растянутой грани конструкции

знак «минус» соответствует растягивающим напряжениям.

Так как условие (114) не соблюдается ( s bt , max 1 =4,97 МПа> Rbt g b1,1=1,4 g b1,1), трещины образуются и расчет следует производить без учета растянутой зоны бетонов.

Высоту сжатой зоны определяем из уравнения (94). Левая часть этого уравнения равна:

Подставляя численные значения, получим

правая часть уравнения (94) равна

Приравнивая правую и левую части уравнения (94), получим

Напряжение в монолитном бетоне на крайней сжатой грани определяем по формуле (86), которая для рассматриваемого типа сечения приобретает вид

С учетом выражения (92) имеем

Напряжение в арматуре Asp

Вычисляем коэффициенты асимметрии цикла при M2, min=0

s s, min = s s1 =368 МПа ; МПа ; s s, min 2 =0.

Откуда по формулам (95) — (97) имеем

Проверяем условия (82) — (84)

Здесь a — коэффициент, принимаемый равным для тяжелого бетона 0,01; при этом должно выполняться условие a B ³ 0,3; B — класс бетона сборного элемента по прочности на сжатие в МПа.

Если сборный элемент попадает в сжатую зону конструкции, проверку по образованию трещин производят на уровне центра тяжести приведенного сечения сборного элемента и на уровне центра тяжести сечения конструкции, приведенного (по модулю упругости) к бетону сборного элемента, а при тавровых и двутавровых элементах — и по линии примыкания сжатой полки к ребру.

Если сборный элемент не попадает в сжатую зону конструкции, проверку по образованию трещин производят на уровне центра тяжести приведенного сечения сборного элемента.

Значения главных растягивающих и главных сжимающих напряжений в бетоне сборного элемента s mt и s mc определяют по формуле

(120)

где s x 1 — нормальные напряжения в бетоне сборного элемента на площадке, перпендикулярной к продольной оси конструкции, от сил предварительного обжатия и внешних нагрузок, действующих к моменту приобретения монолитным бетоном заданной прочности, определяемые в соответствии с п. 4.11 СНиП 2.03.01-84; s x — то же, от внешних нагрузок, приложенных после приобретения монолитным бетоном заданной прочности; s y 1 — местные сжимающие напряжения в бетоне сборного элемента на площадке, параллельной продольной оси конструкции, от сил предварительного обжатия криволинейной напрягаемой арматурой и внешних нагрузок (или опорной реакции), действующих к моменту приобретения монолитным бетоном заданной прочности, определяемые в соответствии с п. 4.11 СНиП 2.03.01-84; s y — то же, от внешних нагрузок (или опорной реакции), приложенных после приобретения монолитным бетоном заданной прочности ( рис. 26); t xy 1 — касательные напряжения в бетоне сборного элемента от сил предварительного обжатия криволинейной напрягаемой арматуры и внешних нагрузок, действующих к моменту приобретения монолитным бетоном заданной прочности, определяемые в соответствии с п. 4.11 СНиП 2.03.01-84; t xy — то же, от внешних нагрузок, приложенных после приобретения монолитным бетоном заданной прочности.

Рис. 26. Схема распределения местных сжимающих напряжений вблизи места приложения опорных реакций и сосредоточенных грузов

1 — сборный элемент; 2 — монолитный бетон

Для уровня центра тяжести приведенного сечения сборного элемента

(121)

где y 1 — расстояние от центра тяжести сечения конструкции, приведенного к бетону сборного элемента, до центра тяжести приведенного сечения указанного элемента.

Для уровня центра тяжести сечения конструкции, приведенного к бетону сборного элемента,

(122)

(124)

Касательные напряжения t xy определяют по формуле

(125)

где S — статический момент части сечения конструкции, приведенного к бетону сборного элемента, расположенной выше уровня, на котором производят проверку по образованию трещин, относительно оси, проходящей через центр тяжести указанного сечения; b — ширина сечения конструкции, приведенного к бетону сборного элемента, на уровне, для которого производят проверку по образованию трещин.

Напряжения s x и s y подставляют в формулу (120) со знаком «плюс», если они растягивающие, и со знаком «минус» — если сжимающие. Напряжения s mc в формуле (119) принимают по абсолютной величине.

При тавровых и двутавровых сборных элементах при наличии в месте примыкания к ребру скосов следует также проверять s mt на уровне примыкания к ребру скоса.

3.7. При действии многократно повторяющейся нагрузки расчет по образованию трещин производят в соответствии с п. 3.6 настоящего Пособия, при этом расчетные сопротивления Rbt, ser 1 и Rbt, ser 2 вводят с коэффициентом условий работы g b1, принимаемым по табл. 16 СНиП 2.03.01-84.

Примеры расчета

Пример 9. Дано: сборно-монолитная плита перекрытия по рис. 27 имеет следующие характеристики: класс бетона сборного элемента В30 ( Rb, ser 1=22,0 МПа; Rbt 1=1,2 МПа; Rbt, ser 1=1,8 МПа; Eb1=29 ×10 3 МПа), предварительно напряженная арматура (2 Æ28) из стали класса A- V ( Asp=1232 мм 2 ; Rs, ser=785 МПа; Es=19 ×10 4 МПа), класс монолитного (дополнительно уложенного) бетона — В15 ( Rb, ser 2=11 МПа, Rbt 2=0,75 МПа; Rbt, ser 2=1,15 МПа; Eb2=23 ×10 3 МПа), постоянная и длительная нагрузка (при g f>1), приложенная к конструкции (т.е. к сборному элементу) до приобретения монолитным бетоном заданной прочности, — равномерно распределенная q1=6,2 кН/м, нагрузка, действующая на конструкцию после приобретения монолитным бетоном заданной прочности, — q2=15,5 кН/м; расчетный пролет плиты l=5700 мм; длина зоны опирания плиты lsup=200 мм; усилие предварительного обжатия с учетом всех потерь и g sp=1, P=271 кН; длина зоны передачи напряжения lp=420 мм. Требования к трещиностойкости второй категории.

Требуется рассчитать плиту по образованию нормальных и наклонных трещин.

Расчет: момент от внешней нагрузки, приложенной до приобретения монолитным бетоном заданной прочности

то же, после приобретения монолитным бетоном заданной прочности

Определим геометрические характеристики приведенного сечения сборного элемента и сборно-монолитной конструкции.

Для сборного элемента

площадь приведенного сечения и статический момент указанной площади относительно растянутого края сечения

расстояние от центра тяжести приведенного сечения до растянутого края сечения

момент инерции приведенного сечения относительно оси, проходящей через его центр тяжести, и момент сопротивления указанного сечения относительно его растянутого края

эксцентриситет усилия предварительного обжатия относительно центра тяжести приведенного сечения

Для сборно-монолитной конструкции

площадь сечения, приведенного к бетону сборного элемента, и статический момент указанной площади относительно растянутого края сечения

расстояние от центра тяжести сечения конструкции до растянутого края сечения

момент инерции сечения конструкции относительно оси, проходящей через его центр тяжести, и момент сопротивления указанного сечения относительно его растянутого края

Рис. 27. Сечение элемента

1 — сборный элемент; 2 — монолитный бетон

Определим положение нулевой линии приведенного сечения конструкции. Допустим, что сборный элемент попадает в сжатую зону конструкции, тогда условие (112) примет вид

0,793 × 1500 × 80( x -0,5 × 80)+0,5 × 200 ( x 2 -2 × 80 x + 80 2 )-6,55 × 1232(400-50- x )-0,5(400- x ) 2 200=0.

откуда x=131,5 мм> h2=80 мм, т.е. принятое допущение оказалось верным.

По формуле (111) вычисляем

Вычислим величины r и r1. Определим напряжения в наиболее обжатых волокнах сборного элемента до приобретения монолитным бетоном заданной прочности. В соответствии с п. 1.28 СНиП 2.03.01-84:

То же, в наименее обжатых волокнах сборного элемента

По формулам (105), (103) находим

j =1,6-2,96/11=1,33>1 (принимаем ( j =1),

а по формуле (102)

Аналогично по формулам (110), (109) и (108)

(принимаем ( j 1 =1),

Используя найденные значения r и r1, из (107) получаем

Момент, воспринимаемый сечением конструкции при образовании нормальных трещин, в соответствии с формулой (106) равен

Mcrc =63,6 × 10 6 +1,8 × 164 × 10 5 =93,1 × 10 6 Н × мм=93,1 кН × м.

По формуле (99) определяем

Так как условие (98) выполняется ( Mr=88,1 кН ×м 5 мм 3

Напряжения от местного действия опорной реакции

и

Значения коэффициентов j x, j y, j xy определяют по табл. 39 Пособия по проектированию предварительно напряженных железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов (к СНиП 2.03.01-84).

После приобретения монолитным бетоном заданной прочности имеем

По формуле (123) при y= y1=148 мм -3 × 5700=44,2 кН.

а по формуле (125)

Главные растягивающие и главные сжимающие напряжения на уровне центра тяжести приведенного сечения сборного элемента определяем по формуле (120)

Коэффициент условий работы g b4 — по формуле (119)

принимаем g b4=1.

Проверяем условие (118). Так как s mt=1,36 МПа 3 мм 2 ; I 2 =640 × 10 5 мм 4 . Остальные данные приведены в примере 9.

Требуется рассчитать плиту по ширине раскрытия нормальных трещин.

Расчет: момент от внешней нагрузки, приложенной до приобретения монолитным бетоном заданной прочности,

то же, после приобретения монолитным бетоном заданной прочности

Проверяем трещиностойкость сборного элемента. В соответствии с пп. 4.5 и 4.7 СНиП 2.03.01-84 находим

=1,8 × 74,83 × 10 5 +42,63 × 10 6 =56,1 × 10 6 Н × мм,

где =1,75 × 42,76 × 10 5 =74,83 × 10 5 мм 3 ;

= 271 × 10 3 (98+59,3)=42,63 × 10 6 Н × мм.

Так как Mcrc 1=56,1 кНм 3 × 640 × 10 5 × 70,5 × 10 -7 =8,82 × 10 6 H × мм ;

Nf =0,85 × 0,793 × 29 × 10 3 × 120 × 10 3 (145,8+80-40) × 70,5 × 10 -7 =3073 × 10 3 H;

M= 73,1 × 10 6 +60,9 × 10 6 +8,82 × 10 6 +3073 × 10 3 (350-40)=1095 × 10 6 H × мм ;

Ntot =271 × 10 3 +3073 × 10 3 =3344 × 10 3 H,

а по формулам (149) и (153) — (155)

По формулам (151) и (147) определяем

Напряжение в растянутой арматуре подсчитываем по формуле (128)

Полная ширина раскрытия нормальных трещин [ см. формулу (135)]:

РАСЧЕТ ПО ЗАКРЫТИЮ ТРЕЩИН

Расчет по закрытию трещин, нормальных к продольной оси конструкции

3.13. Для обеспечения надежного закрытия нормальных трещин при действии постоянных и длительных нагрузок должны соблюдаться следующие требования:

а) сечение конструкции с трещинами в растянутой зоне от действия постоянных, длительных и кратковременных нагрузок должно оставаться обжатым при действии постоянных и длительных нагрузок, вводимых в расчет с коэффициентом надежности по нагрузке g f=1, с нормальными напряжениями сжатия на растягиваемой внешними нагрузками грани конструкции s b не менее 0,5 МПа, где

(138)

Знак «плюс» перед силой N 2 ставят, если она сжимающая, «минус» — если растягивающая.

Данное требование соблюдается, если выполняется условие

(139)

где Mr — момент внешних сил, определяемый по формулам (99) — (101) при r = an , Ms , crc — момент, воспринимаемый сечением конструкции при закрытии трещин и определяемый по формуле

(140)

б) в арматуре S от действия постоянных, длительных и кратковременных нагрузок (при коэффициенте надежности по нагрузке g f=1) не должны возникать необратимые деформации, что обеспечивается соблюдением условия

(141)

где s sp — напряжение в арматуре S к моменту приобретения монолитным бетоном заданной прочности, определяемое в соответствии с п. 1.28 СНиП 2.03.01-84.

При проволочной арматуре коэффициент b принимают равным 0,8, при стержневой — 1,0.

Численные значения s s определяют по формуле (128).

Расчет по закрытию трещин, наклонных к продольной оси конструкции

3.14. Наклонные трещины считаются надежно закрытыми, если оба главных напряжения, определяемых по формуле (120), являются сжимающими и меньшее из них составляет не менее 0,5 МПа, т.е. если выполняется условие

(142)

РАСЧЕТ ПО ДЕФОРМАЦИЯМ

3.15. Расчет по деформациям выполняют в соответствии с пп. 4.22 и 4.23 СНиП 2.03.01-84 и пп. 3.16 — 3.18 настоящего Пособия.

Определение кривизны сборно-монолитных конструкций на участках без трещин в растянутой зоне

3.16. На участках, где не образуются нормальные трещины, полную величину кривизны изгибаемых, внецентренно сжатых и внецентренно растянутых конструкций определяют по формуле

(143)

где ( l / r )1 — кривизна к моменту приобретения монолитным бетоном заданной прочности, определяемая в соответствии с п. 4.24 СНиП 2.03.01-84, (1/ r )2 и (1/ r )3 — кривизны соответственно от кратковременной нагрузки и от продолжительного действия постоянных и длительных нагрузок, приложенных после приобретения монолитным бетоном заданной прочности

(144)

M 2 — момент от соответствующей внешней нагрузки, приложенной после приобретения монолитным бетоном заданной прочности, относительно оси, проходящей через центр тяжести сечения конструкции, приведенного (по модулю упругости) к бетону сборного элемента; j b 2 — коэффициент, учитывающий влияние длительной ползучести бетонов и принимаемый по табл. 2.