Расчет перемычки здания

Размещено на http://www.allbest.ru/

Исходные данные

Здание - администрация

Стены из силикатного кирпича h = 640 мм, = 19000 Н/м².

Расстояние между осями - 6.00 м.

Перекрытие выполнено из железобетонной плиты ПК, вес 1 м² плиты - 3000 Н/м².

Перемычки приняты брусковые по ГОСТ 948-84.

Класс бетона - В-20.

Класс рабочей арматуры А-III.

Расчетное сопротивление бетона при осевом сжатии R_B = 11.5 МПа.

Расчетное сопротивление бетона при осевом растяжении

R_Bt =0.9 МПа.

Модуль упругости бетона для кл. В-20 - Е_В=24*10 ³МПа.

Коэффициент условия работы бетона = 1

Расчетное сопротивление арматуры растяжению R_S = 365 МПа.

1. Расчет внутреннего элемента перемычки

1.1 Определение размеров перемычки

Рис.1

рис.2

Примечание.

Размеры элементов перемычки (ГОСТ 948-84):

для 5ПБ 27-27 b*h*l=250*220*2720 (мм)

с=((2700-2000)/2)/2=175 мм

для 2ПБ 25-3 b*h*l=120*140*2460 (мм)

с=((2440-2000)/2)=110 мм

Каждый элемент перемычки работает как однопролетная балка, загруженная равномерно распределенной нагрузкой, интенсивностью - q.

1.2 Расчетные пролеты

внутреннего элемента l_d=l₀+2*c=2000+2*175=2350 мм

наружного элемента l_d=l₀+2*c=2000+2*110=2220 мм

Высота сечения перемычки назначается в пределах:

h=мм,

Для перемычки 5ПБ 27-27 h=220 мм, что в пределах допустимого размера. Железобетонные перемычки рассчитываются на нагрузку от перекрытия и на давление от свежеуложенной неотвердевшей кладки, эквивалентное весу пояса кладки высотой, равной 1/3 пролета для кладки в летних условиях.

перемычка железобетонный нагрузка арматура

Таблица подсчета нагрузки на 1 п.м. перемычки

таблица 2

№ п/п	Вид нагрузки	Нормативная нагрузка qH, Н/м		Расчетная нагрузка q, Н/м
1 2 3	Постоянная нагрузка: Собственный вес элемента 0,25*0,22*25000 Вес кладки стены 1/3*2*0,64*19000 Вес панели перекрытия (3000*6,00)/2	1375 8107 9000	1,1 1,1 1,1	1513 8918 9900
	Итого:	18482		20331
4	Временная полезная нагрузка (2000*6,00)/2	6000	1,3	7800
	Всего:	24482		28131

Принято: q = 28 200 Н/м

1.3 Расчет по прочности перемычки по нормальному сечению

рис.3

Максимальный изгибающий момент от расчетной нагрузки

нм,

Рабочая высота сечения h₀=h-a=220-30=190 мм, где а=30 мм =; с - защитный слой бетона, d - диаметр сечения арматуры.

Определяем граничное значение высоты сжатой зоны бетона по формуле:

Определяем коэффициент А₀

;

Необходимое сечение растянутой продольной арматуры

Принято (табл. 4 приложения): 214 А-III, A_S = 3.08 см²

1.4 Расчет прочности наклонного сечения по поперечной силе

В целях упрощения расчета без существенной погрешности расчетную поперечную силу можно вычислить по оси опоры, а не по грани:

Н

По таблице приложения при d рабочей продольной арматуры 18 мм из условия технологии сварки приняты поперечные стержни 5 Вр-I; площадь сечения поперечных стержней А_SW = 0.196 см²;

S=см

и не меньше 15 см, принято: S=10 см на при опорных участках длинной ?*l.

Расчет железобетонных элементов на действие поперечной силы для обеспечения прочности по наклонной полосе между наклонными трещинами производится из условия:

Коэффициент , учитывающий влияние поперечных стержней, нормальных с продольной оси элемента, определяются по формуле:

;

где ;

МПа - модуль упругости арматуры для кл. Вр.-1.

Коэффициент равен:

, где = 0,01 для тяжелого бетона;

расчетное сопротивление бетона в МПа

Проверяем условие:

= 33140 0,3*1,056*0,885*11,5*10⁶*25*10^-2*19*10^-2=153200 Н,

Условие выполняется, следовательно, прочность по сжатой зоне наклонной трещины обеспечена.

Проверяем второе условие прочности на действие поперечной силы по наклонной трещине.

0,6*0,9*10⁶*25*10^-2*19*10^-2=35625 Н,

где - коэффициент для тяжелого бетона;

МПа - расчетное сопротивление бетона при растяжении.

=33149 Н 35650 Н, условие выполняется, следовательно, поперечная арматура назначается конструктивно.

Проверяем шаг S=10 см по условию: S < S_max

= 0,367 м = 36,7 см,

Длина проекции опасной наклонной трещины на продольную ось элемента.

С₀=м,

Нормы рекомендуют при назначении С₀проверить условия:

1. С₀=400мм<h₀=190, условие выполняется

2. С₀ >2h₀, С₀=400мм > 2h₀=2*190=380мм т.к. условие не выполняется, следует, для определения несущей способности сечения принимаем С₀=40см=0.4м.

79372 Н,

Q=33140 H < 79372 H, условие выполняется, прочность наклонного сечения обеспечивается.

2. Расчет наружного элемента перемычки

2.1 Определение нагрузки на 1 п.м. элемента

Вес 1 п.м. элемента в*h*г=0.12*0.14*2500*10=420 н/м

Вес кладки стены - 8918 н/м.

Полная расчетная нагрузка q=8918+420*1.1=9380 н/м

Расчетная схема элемента

рис.4

Максимальный изгибающий момент

МН*м

2.2 Расчет прочности элемента по нормальному сечению

Рабочая высота элемента

h₀=h-a=14-3=11 cм

Определяем граничное значение высоты сжатой зоны бетона по формуле:



Определяем коэффициент А₀

По табл. 3 приложения при А₀=0,346 =0,443 и =0,777

Проверяем условие :

Необходимое сечение растянутой продольной арматуры

Принято (табл. 4 приложения): 2 16 А-III, A_S = 2,011 см²

2.3 Расчет прочности наклонного сечения по поперечной силе

Расчетная поперечная сила по оси опоры:

Н

При d рабочей продольной арматуры 16 мм из условия технологии сварки приняты поперечные стержни 6 А-I; площадь сечения поперечных стержней А_SW = 0.283 см²; при h=140мм<450мм шаг стержней S=мм и не меньше 15 см.

Расчет железобетонных элементов на действие поперечной силы для обеспечения прочности по наклонной полосе между наклонными трещинами производится из условия:

,

Проверяем условие:

=0,3*1,147*0,885*11,5*10⁶*12*10^-2*11*10^-210420

= 1042046227 Н,

Условие выполняется, следовательно, прочность по сжатой зоне наклонной трещины обеспечена.

Проверяем второе условие прочности на действие поперечной силы по наклонной трещине.

0,6*0,9*10⁶*0,12*0,11=11130 Н,

=10420 Н 111309 Н, условие выполняется, следовательно, прочность обеспечена.

Усилие в поперечных стержнях на единицу элемента.

q_sw=R_sw*A_sw/s=175*10⁶*0.283*10^-4/7*10^-2=70750н/м

Проверяем шаг поперечных стержней по требованию: S < S_max

= 0,187 м = 18.7 см,

Принятый шаг 70 мм < S_max = 18.7 мм.

Длина проекции опасной наклонной трещины на продольную ось элемента.

С₀=м,

Нормы рекомендуют при назначении С₀ проверяют условие

С₀>h₀ ; С₀=192 мм>h₀=110мм

С₀>2h₀ ; С₀=192<2*110=220 мм- условие не выполняется.

Несущую способность наклонного сечения проверяем по условию

Q_swв=2vХ_в2*R_вt*в*h₀²*q_sw=2v2*0.9*10⁶*0.12*0.11²*70750=27200н>10460н

Условие выполняется, прочность наклонного сечения обеспечена при поперечной арматуре , на при опорных участках длинной ? l принимаем поперечную арматуру d=6 кл А-1 с шагом S=70 мм, в средней части пролета S= ? *140=105 мм=100 мм

Литература

1. Цай Т.Н. Строительные конструкции. т.2. М. Стройиздат.1985;

2. Байков В.Н., Сталов Э.Е. железобетонные конструкции. Общий курс. М. Стройиздат 1991;

3. СНиП 2.01.87-85* Нагрузки и воздействия;

4. СНиП 2.03.01- 84* Бетонные и железобетонные конструкции;

5. ГОСТ 21.010-97 СПДС Основные требования к проектной рабочей документации.

Размещено на Allbest.ru