Статический расчёт рамы на компьютере

2.3.1. Расчёт рамы на постоянные и длительные нагрузки

 

Рис. 2.4. Эпюра моментов в раме водосброса при действии постоянных и длительных нагрузок

Рис. 2.5. Внутренние усилия в ригеле рамы при постоянных и длительных нагрузках

2.3.2. Расчёт рамы на полную нагрузку

 

Рис. 2.6. Эпюра моментов в раме водосброса при действии полной нагрузки

Рис. 2.7. Внутренние усилия в ригеле рамы при действии полной нагрузки

2.3.3. Расчёт рамы на постоянные и длительные нормативные нагрузки

 

Рис. 2.8. Эпюра моментов в раме водосброса при действии постоянных и длительных нормативных нагрузок

 

Рис. 2.9. Внутренние усилия в ригеле рамы при постоянных и длительных нормативных нагрузках

2.3.4. Расчёт рамы на нормативную полную нагрузку

 

Рис. 2.10. Эпюра моментов в раме водосброса при действии полной нормативной нагрузки

Рис. 2.11. Внутренние усилия в ригеле рамы при действии полной нормативной нагрузки

III. Проектирование элементов рамы водосброса

Расчёт ригеля рамы водосброса

Подбор продольной арматуры

Для бетона класса В30 величина расчётного сопротивления бетона на сжатие:

Расчётное сопротивление арматуры на растяжение для класса А500:

В расчёт вводим коэффициент, учитывающий влияние на прочность бетона длительности действия нагрузок

Размеры поперечного сечения ригеля –

Подбор арматуры в пролёте

Подбор арматуры в пролёте производим на максимальный момент:

1) Задаёмся расстоянием от растянутой грани сечения до продольной арматуры и определяем рабочую высоту сечения :

2) Определяем высоту сжатой зоны сечения:

3) Проверяем случай разрушения по нормальному сечению.

Определим значение граничной относительной высоты сжатой зоны

следовательно, имеем первый случай разрушения по нормальному сечению.

4) Определяем требуемую по прочности площадь арматуры:

5) Проверяем площадь арматуры по минимальному проценту армирования:

6) Принимаем 4Æ14 А500 с площадью

7) Размещение арматуры.

Защитный слой бетона: принимаем

Расстояние между рядами арматуры принимаем

Рис. 3.1. Размещение подобранной арматуры в ригеле

 

8) Уточняем расстояние до центра тяжести арматуры относительно растянутой грани сечения по формуле:

9) Проверяем прочность сечения по условию:

Запас прочности:

10) Конструирование сечения.

Диаметр поперечной арматуры:

Принимаем А400;

Диаметр монтажной арматуры:

Принимаем А240.

 

Рис. 3.2. Конструкция сечения ригеля в пролёте

Подбор арматуры на опоре

Подбор арматуры в пролёте производим на максимальный момент:

1) Предварительно принимаем

2) Высота сжатой зоны:

3) Проверяем условие:

следовательно, первый случай разрушения.

4) Требуемая площадь арматуры

5) Проверяем площадь арматуры по минимальному проценту армирования:

6) Принимаем 2Æ12 А500 с площадью

7) Расстояние до центра тяжести арматуры относительно верхней растянутой грани сечения по формуле:

Принимаем

Следовательно, проверка прочности не требуется.

8) Проверим, какой случай разрушения имеется после подбора арматуры

 

 

Рис. 3.3. Размещение рабочей арматуры на опорах ригеля

 

Подбор поперечной арматуры

При подборе продольной арматуры было получено сечение ригеля, армирование двумя сварными каркасами, у которых поперечная арматура Æ8 А400. рабочая высота сечения в пролёте , а на опоре Чем меньше рабочая высота сечения, тем хуже условия работы ригеля. Поэтому принимаем для расчёта Класс бетона – В30. Поперечные силы по длине ригеля: на опорных участках – Расстояние от оси опоры (стойки) до сосредоточенной силы – Для бетона В30 При расчётных сопротивлениях вводим коэффициент, учитывающий влияние длительности действия нагрузки Для поперечной арматуры класса А400 принимаем Площадь хомутов в поперечном сечении ригеля при и количестве ,

Опорный участок

· Расчётная поперечная сила на опорном участке

· Проверяем размеры поперечного сечения ригеля по прочности наклонной бетонной полосы между наклонными трещинами – условие где – коэффициент, принимаемый 0,3. Наклонная бетонная полоса выдерживает усилие:

Прочность обеспечена, размеры поперечного сечения ригеля достаточны.

· По конструктивным требованиям назначаем шаг хомутов:

Учитываем также условие:

Принимаем шаг хомутов на опорном участке

· Проверяем выбранный шаг хомутов.

1) По максимальному шагу:

Хомуты попадают в наклонные трещины, хрупкого разрушения ригеля по наклонному сечению не будет.

2) Проверяем шаг хомутов по минимальному шагу для сварных каркасов.

При условие удовлетворяется.

· Проверяем прочность наклонного сечения исходя из минимальной прочности бетона:

Следовательно, прочности бетона наклонного сечения недостаточно, необходимо учесть в расчёте влияние хомутов.

· Определяем условное распределённое усилие в хомутах:

· Проверяем условие минимального армирования поперечной арматурой:

Условие выполняется.

3) Найдём длину проекции наклонного расчётного сечения:

4) Определим поперечную силу, воспринимаемую бетоном в наклонном сечении

Предварительно проверим по условию:

5) Найдём поперечную силу, воспринимаемую хомутами

Несущая способность наклонного сечения по поперечной силе:

Прочность обеспечена.

6) Определим длину опорного участка:

Принимаем

· Схема расстановки хомутов в ригеле показана на рисунке 3.4.

 

Рис. 3.4. Схема расстановки хомутов в ригеле