.
При шаге стержней 200 мм принимают 23 Æ16 A-II c AS=46,3см2. процент армирования
5.4. Расчет подколонника.
Продольное армирование подколонника и его стаканной части определяем из расчета на внецентренное сжатие коробчатого сечения стаканной части в плоскости заделанного торца колонны (IV-IV) и расчета на внецентренное сжатие прямоугольного сечения подколонника в месте примыкания его к плитной части фундамента Размеры коробчатого сечения стаканной части, преобразованное в эквивалентное двутавровое:
b=1,4 м; h=2, 4 м; =1,5 м; =0,425 м; =0,04 м; =2,36 м; =0,04/2,36=0,017.
Расчетное усилие в сечении IV-IV при gf>1:
Эксцентриситет продольной силы:
.
Расстояние от центра тяжести сечения растянутой арматуры до силы N:
Проверяем положение нулевой линии. Так как
> N=2292.9 кН, нулевая линия проходит в полке, и сечение рассчитываем как прямоугольное шириной bf’=150 см.
Принимаем симметричное армирование, тогда высота сжатой зоны:
.
Сечение симметричной арматуры:
, т.е. продольная арматура по расчету не нужна. Назначаем в соответствии с конструктивными требованиями не менее 0,04 % площади поперечного сечения подколонника: AS=AS’=0,0005×150×240=18 см2. Принимаем с каждой стороны подколонника 6Æ18 A-II c AS=AS’=18,85 см2. У длинных сторон подколонника принимаем продольное армирование 8 Æ18 A-II.
Прочность сечения V-V не проверяем, так как усилия от полученных ранее отличаются незначительно.
Поперечное армирование подколонника определяем по расчету на момент от действующих усилий относительно оси, проходящей через точку поворота колонны.
Так как 0,5×hc=0,5×1,4=0,67 > e0=0,61 м > hc/6=1,4/6=0,23 м, поперечное армирование определяют по формуле:
,
Szi=7.5+22.5+37.5+52.5+67.5+82.5+97.5+112.5=480 cм – сумма расстояний от точки поворота колонны до сеток поперечного армирования подколонника при шаге сеток 150 мм и расстоянии от верха стакана до верхней сетки 75 мм.
Необходимая площадь сечения одного рабочего стержня (при четырех стержнях в каждой сетке): ASW=4.5/8=0,5625 см2. Принимаем Æ9 A-I c ASW=0,636см2.
5.5 Конструирование.
Рис. 5.5.1. Схема армирования фундамента.
6.Расчет сборной предварительно напряженной арки пролетом 36м.
6.1. Данные для проектирования.
Бетон тяжелый класса В30 ( при ;; при ;; для бетона естественного твердения ;
; ).
Предварительно напрягаемая арматура затяжки – высокопрочная проволока периодического профиля класса Вр-II (;;); натяжение арматуры производится механическим способом на упоры с применением инвентарных зажимов.
Ненапрягаемая арматура класса А-III Ø 10-40 мм (;;).
Затяжка относится к конструкциям 3-й категории трещиностойкости. Прочность бетона к моменту отпуска натяжных устройств (передаточная прочность) принимается .
6.2. Расчетный пролет и нагрузки.
Расчетный пролет арки ,
где а – расстояние от торца арки до точки опирания на колонну.
Расчетная постоянная нагрузка на 1 м с учетом веса арки
Расчетная временная нагрузка при , для г.Севастополя
6.3. Геометрические характеристики и усилия в сечениях арки.
Арку рассчитываем как двухшарнирную с затяжкой. Из соображений унификации блоков ось арки выполняем по круговому очертанию.
Варианты загружения и статическая схема арки приведены на рис. 6.1.
а)
б)
Рис. 6.3.1 Варианты нагружения арки:
а – сплошная нагрузка; б – односторонняя снеговая нагрузка.
Находим геометрические характеристики арки согласно рис. 3.3.2
Радиус круговой оси: м,
где - стрела подъема, принятая равной примерно 1/9 пролета, то есть 3,97 м;
Центральный угол 25°8´≈25°
Длина арки м,
Арку разбиваем на 10 равных частей (дуге 0,1части соответствует угол =5°)
и определяем горизонтальные ординаты сечений по формулам :
; ,где
Величина у6 соответствует длине стрелы подъёма f. Результаты вычислений приведены в таблице 6.3.
Рис. 6.3.2. Схема геометрических характеристик арки.
Таблица 6.3.
К определению значений х и у.
|
Номер сечения |
град |
х, м |
у, м |
||
|
1 |
25 |
0.4226 |
0.9063 |
0.00 |
0.00 |
|
2 |
20 |
0.3420 |
0.9397 |
3.47 |
1.44 |
|
3 |
15 |
0.2588 |
0.9659 |
6.96 |
2.54 |
|
4 |
10 |
0.1736 |
0.9848 |
10.53 |
3.33 |
|
5 |
5 |
0.0872 |
0.9962 |
14.15 |
3.81 |
|
6 |
0 |
0.0000 |
1.0000 |
17.8 |
3.97 |
|
7 |
5 |
0.0872 |
0.9962 |
14.15 |
3.81 |
|
8 |
10 |
0.1736 |
0.9848 |
10.53 |
3.33 |
|
9 |
15 |
0.2588 |
0.9659 |
6.96 |
2.54 |
|
10 |
20 |
0.3420 |
0.9397 |
3.47 |
1.44 |
|
11 |
25 |
0.4226 |
0.9063 |
0.00 |
0.00 |
Предварительно задаемся площадями сечений арматуры в арке и в затяжке, а так же вычисляем геометрические характеристики их сечений.
Рис.6.3.1. Сечение блока арки.
Принимаем с округлением .
Отношение модулей упругости для арки .
Тогда площадь приведенного симметричного армированного сечения арки
Момент инерции приведенного сечения при расстоянии до центра тяжести
Радиус инерции приведенного сечения
Так как площадь сечения затяжки , то сечение арматуры принимаем приближенно
Учитывая, что для затяжки отношение модулей упругости . Определяем площадь приведенного сечения затяжки:
Коэффициент податливости затяжки:
Для каждого случая загружения (см. рис. 3.1.) находим распор от нагрузки , принятой за единичную :
для равномерно распределённой нагрузки
для односторонней равномерно распределённой нагрузки на половине пролёта арки:
По вычисленному распору для каждого вида загружения определяем расчётные усилия в сечении арки. Для этого сначала определяем балочные моменты и поперечные силы .
При равномерно распределённой нагрузке балочные момента и поперечные силы находим по формулам:
где - опорная реакция в балке.
При загружении половины пролёта арки балочный момент и поперечную силу в незагруженной части определяем по формуле:
где - реакция в балке со стороны незагруженной части.
После вычисления балочных моментов и поперечных сил определяем расчётные усилия для всех сечений арки:
где - угол между касательной к оси арки в ассматриваемом сечении и горизонталью (см. таб. 3.3 и рис. 3.1); - изгибающий момент и поперечная сила в балке на двух опорах пролётам равным пролёту рассчитываемой арки.
Определим в середине пролёта арки при действии равномерно распределённой нагрузке при ;
Далее расчёт производим аналогично.
В таблице 3.4 приведены усилия от единичной нагрузки , распределённой по всему пролёту; а в таблице 3.5.– усилия в арке от единичной нагрузки на левой половине.
Таблица 6.4.
Усилия от распределённой нагрузки
распределённой по всему пролёту
|
Номер сечения |
Н, кН |
, кНм |
, кН |
, кНм |
, кН |
, кН |
|
1 |
38,6 |
0,00 |
17,8 |
0,00 |
42,51 |
-0,18 |
|
2 |
55,75 |
14,33 |
0,17 |
41,17 |
0,27 |
|
|
3 |
99,67 |
10,84 |
1,63 |
40,09 |
0,48 |
|
|
4 |
131,99 |
7,27 |
3,45 |
39,27 |
0,46 |
|
|
5 |
151,76 |
3,65 |
4,69 |
38,77 |
0,27 |
|
|
6 |
158,42 |
0,00 |
5,18 |
38,6 |
0,00 |
|
|
7 |
151,76 |
-3,65 |
4,69 |
38,77 |
-0,27 |
|
|
8 |
131,99 |
-7,27 |
3,45 |
39,27 |
-0,46 |
|
|
9 |
99,67 |
-10,84 |
1,63 |
40,09 |
-0,48 |
|
|
10 |
55,75 |
-14,33 |
0,17 |
41,17 |
-0,27 |
|
|
11 |
0,00 |
-17,8 |
0,00 |
42,51 |
0,18 |
