заработок на кликах
Вы еще не зарегестрированы на Uchit.net? Зачем?
Login: Pass:

Усиление железобетонных балок с нормальными трещинами

реферат: Строительство

Оцените работу
всего оценок0 общий балл0
Зарегистрируйтесь


Петрозаводский Государственный Университет


Кафедра строительных конструкций, оснований и фундаментов













РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

Усиление ж/б балок с нормальными трещинами



по курсу: « Реконструкция зданий и сооружений»












                                                Выполнил: студент гр.51502

                                                                   Пауков П. Н.

                                                                                            Принял: Таничева Н.В

                                                                         










Петрозаводск 2002


Содержание:

Содержание:        3

1 Исходные данные        4

2 Усиление ригеля междуэтажного перекрытия        4

2.1 Усиление ригеля междуэтажного перекрытия упругой промежуточной опорой        4

1 Определение изгибающих моментов М1, М2        4

2  Определение высоты сжатой зоны бетона        5

3 Определение относительной высоты сжатой зоны, исходя из условий равновесия        5

4 Проверка несущей способности балки по нормальному  сечения        5

5 Определение Мр в середине пролета в результате подведения упругой опоры        6

6 Определение Р в середине пролета в результате подведения упругой опоры        6

7 Определение прогибов конструкции        6

8 Определение момента инерции ж/б сечения        6

9 Подбор сечения балки упругой опоры        6

2.2 Усиление ригеля междуэтажного перекрытия подведением жесткой опоры        7

1 Вычисление моментов        7

2 Проверка достаточности арматуры в верхней части сечения        8

2.1  Определение высоты сжатой зоны бетона        8

2.2 Несущая способность опорного сечения балки        8


2.3 Усиление ригеля междуэтажного перекрытия с помощью предварительно-напряженных затяжек        9

1 Определение приведенной площади армирования        9

2 Вычисление приведенной высоты сечения        9

3        Определение высоты сжатой зоны бетона, усиленная затяжками        10

4        4 Проверка ограничения, которое накладывается на высоту сжатой зоны изгибающих элементов        10

5 Определение относительной высоты сжатой зоны        10

6 Определение момента способного выдержать сечением        11

7 Определение усилия необходимого для предварительного натяжения затяжек        11

Список литературы:        12














1 Исходные данные


Таблица 1 Исходные данные для расчета

Существующая

Нагрузка после

Класс

Рабочая

Монтажная

Расчетный

Разм. сечения, (см)

вар

нагрузка,

q1 (кН/м)

усиления,

q2 (кН/м)

бетона В

ар-ра

ар-ра

пролет,

L0 (м)

b

h

18

20.0

27.0

В20

416 AIII

210AI

7.0

25

60


Принятые материалы и их характеристики:

  • Бетон В20: Rb = 11.5МПа, ;
  • Арматура: АIII с RS = 365МПа, AI с RS = 225МПа.


2 Усиление ригеля междуэтажного перекрытия

2.1 Усиление ригеля междуэтажного перекрытия упругой промежуточной опорой


Рисунок 1 Расчетная схема ригеля

1 Определение изгибающих моментов М1, М2

, где

М1-изгибающий момент в середине пролета балки от существующей нагрузки

М2-от нагрузки после усиления

q1 существующая нагрузка (по заданию);

q2 нагрузка после усиления (по заданию);

2  Определение высоты сжатой зоны бетона

, где

RS расчетное сопротивление продольной арматуры растяжению;

AS площадь продольной арматуры;

Rb расчетное сопротивление бетона на сжатие;

- коэффициент условия работы бетона по СНиП 2.03.01-84*;

b ширина расчетного сечения.

3 Определение относительной высоты сжатой зоны, исходя из условий равновесия

, где

h0 = h - a = 60 4,85 = 55,15 см рабочая высота сечения, - расстояние от равнодействующей усилий в арматуре до ближайшей грани сечения (по п.5.5[1]);

т.к. , то = 0.18

Условие < соблюдается

Рисунок 2 Армирование ж/б балки




4 Проверка несущей способности балки по нормальному  сечению

, где

Rb расчетное сопротивление бетона на сжатие;

b ширина расчетного сечения;

h0 рабочая высота сечения.

       Так как ординаты эпюры моментов несущей способности балки, то

необходимо усиление конструкции. В качестве элемента усиления принимаем упругую опору.

5 Определение Мр в середине пролета в результате подведения упругой опоры

6 Определение Р в середине пролета в результате подведения упругой опоры

, где

l0 расчетный пролет элемента.

7 Определение прогибов конструкции

Прогиб балки с учетом усиления при условии, что она работает без трещин, в растянутой зоне определяется по формуле:

, где

, где

ВRed жесткость приведенного сечения балки;

Eb начальный модуль упругости при сжатии и растяжении;

8 Определение момента инерции ж/б сечения

Будем исходить из предположения, что ось центра тяжести проходит по середине высоты сечения балки. Следовательно, момент инерции площади поперечного сечения определяется по формуле:

9 Подбор сечения балки упругой опоры

Определение момента инерции для требуемого сечения балки

Требуемая жесткость усиленного элемента:

Исходя из формулы для определения прогибов , находим Ix:

полученному значению  Ix принимаем  I 30 с Ix = 7080 см4.


                           

Рисунок 3 Сечение подпирающей балки




2.2 Усиление ригеля междуэтажного перекрытия подведением жесткой опоры

При подведении жесткой опоры  для усиления ригеля изменится его расчетная схема.

       При этом также изменится эпюра изгибающих моментов, и в середине пролета появится   момент с противоположным знаком.

1 Вычисление моментов


Несущая способность балки до усиления составляет:

Так как момент от внешней нагрузки несущей способности конструкции не достаточно для восприятия внешней нагрузки в качестве усиления предусмотрено жесткую опору, которую располагают по середине пролета балки.

2 Проверка достаточности арматуры в верхней части сечения

В верхней части исходя из задания, установлена арматура 210 AI с RS = 225МПа; АS = 157мм2.

2.1  Определение высоты сжатой зоны бетона

, где

RS расчетное сопротивление продольной арматуры растяжению;

AS площадь продольной арматуры;

Rb расчетное сопротивление бетона на сжатие;

- коэффициент, учитывающий длительность действия нагрузки;

b ширина расчетного сечения.

= 0.02


2.2 Несущая способность опорного сечения балки

;

т.к. >- то в результате усиления на опоре образуется пластический шарнир, который вызывает пластические перераспределения усилий в эпюре «Мр». Снижение опорного момента в результате образования пластического шарнира составляет:

                                

Пластическое перераспределение эпюры «Мр» эквивалентно прибавлению к ней треугольной эпюры с ординатой в вершине . Ордината эпюры на расстоянии 0.425l2 составляет:

               

Ордината эпюры «Мр» в пролете в результате пластического перераспределения составит:

Расчет подпирающей опоры

Характеристики опоры:

  • ж/б колонна 200х200, В15
  • RB=8,5 Мпа; RSC=365 Мпа; AS,TOT=4,52 см2
  • L0=0,7 м; H=0,7*3,6=2,52 м;
  • L0/H=2,52/0,2=12,6м

По отношению L0/H и N1/N по таблице 26,27 стр. 140 определяем значение коэффициентов        

Вычисляем прочность ригеля после усиления его подведением опоры:

>0,5

определение усилия, которое способна выдержать колонна:

Проверка условия N=94,5 кН < N=416,35кН несущая способность обеспечена.


2.3 Усиление ригеля междуэтажного перекрытия с помощью предварительно-напряженных затяжек


1 Определение приведенной площади армирования


             В качестве предварительно-напряженных затяжек  применим стержневую арматуру 218АIV.

       Приводим фактическую площадь сечения к площади рабочей арматуры балки класса АIII

, где

RS(AIV) расчетное сопротивление арматуры класса AIV;

RS(AIII) расчетное сопротивление арматуры класса AIII;

Az площадь арматуры, применяемой в качестве затяжек.

Рисунок 8 Сечение элемента: а) до усиления, б)  после усиления


2 Вычисление приведенной высоты сечения

, где

AS площадь продольной арматуры ригеля;

Azn приведенная площадь продольной арматуры с учетом затяжек;

h0 рабочая высота сечения;

hoz приведенная высота сечения с учетом введения в конструкцию ригеля затяжек;

- коэффициент, учитывающий длительность действия нагрузки;

b ширина расчетного сечения.

  1. Определение высоты сжатой зоны бетона, усиленная затяжками


, где

RS расчетное сопротивление продольной арматуры растяжению;

AS площадь продольной арматуры в ригеле;

Azn приведенная площадь продольной арматуры с учетом затяжек;

Rb расчетное сопротивление бетона на сжатие;

- коэффициент, учитывающий длительность действия нагрузки;

b ширина расчетного сечения.

<


4 Проверка ограничения, которое накладывается на высоту сжатой зоны изгибающих элементов

- характеристика сжатой зоны бетона;

5 Определение относительной высоты сжатой зоны

, где

- напряжение в арматуре, МПа, принимаемое для данного класса, в нашем случае = RS;

- предельное напряжение в арматуре сжатой зоны, по п. 3.12*[1].

т.к. >, условие выполняется


6 Определение момента способного выдержать сечением

;

т.к. >- то значит, действующая нагрузка будет воспринята конструкцией и положение затяжек оставляем без изменений

7 Определение усилия необходимого для предварительного натяжения затяжек

Данное усилие определяется исходя из следующего отношения:

  


По таблице определяем необходимую величину предварительного напряжения затяжек:

Тогда усилие необходимое для натяжения затяжек будет:

, где

- нормативное сопротивление арматуры растяжению по таблице 19*

         СНиП 2.0301-84.



Список литературы:


  1. СНиП 2.03.01-84*. Бетонные и железобетонные конструкции/Госстрой СССР. - М.:ЦИТП Госстроя СССР,1989. - 80с.
  2. Мандриков А.П. Примеры расчета железобетонных конструкций: Учебное пособие для техникумов. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1989.
  3. Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции: Общий курс. Учебник для вузов. 4-е изд., перераб. - М.: Стройиздат,1985.
  4. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций  из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры (к СНиП 2.03.01-86). М.: ЦИТП, 1989.


 
Дружить
Uchit.net в социальных сетях