Проектирование кирпичного столба с сетчатым армированием
Методические указания. Данные для проектирования кирпичного столба с сетчатым армированием, при выполнении проекта в режиме диалога с ЭВМ печатаются после проверки расчета колонны и фундамента. Проектирование кирпичного столба рекомендуется выполнять в следующей последовательно- сти:
· по заданному расчетному усилию N и эксцентриситету его относительно- го центра тяжести сечения e0, принимая величину средних напряжений в кладке не более 3 МПа, находится ориентировочно требуемая площадь сечения столба, по которой назначаются размеры ширины b и высоты h сечения с учетом кратности размера кирпича;
· для принятых размеров сечения столба вычисляется максимальное на- пряжение в кладке и назначаются марки кирпича и раствора с учетом то- го, чтобы расчетное сопротивление неармированной кладки было не ме- нее 0,6 от максимального (для случая расчета армированной кладки);
· определяется требуемое армирование кладки (в %), по которому назна- чаются диаметр, размер ячейки и шаг сеток; сетки проектируются из про- волочной арматуры класса Вр500 или А240;
· выполняется проверка несущей способности принятого конструктивного решения кирпичного столба с сетчатым армирование; при этом допуска-ется, что фактическая несущая способность столба может быть до 1,5 раза выше заданной величины продольной силы N .
Если сечение столба будет принято прямоугольным (b<h), то следует про- извести проверку несущей способности в перпендикулярной плоскости дейст- вия момента на случай центрального сжатия.
|
|
|
Все расчеты должны выполняться с учетом заданного ЭВМ вида кирпича. Рассмотрим пример проектирования кирпичного столба по следующим ис-
ходным данным, полученным от ЭВМ (см. рис. 20) для наиболее опасного се- чения на высоте 2/3 H: величина расчетной продольной силы N = 775 кН; вели- чина расчетной продольной силы от длительных нагрузок N g = 648 кН; эксцен- триситет продольной силы относительно центра тяжести сечения e0= 6,0 см =
=60 мм; расчетная высота столба l0= H = 4,8 м = 4800 мм; кирпич силикатный
полнотелый.
Решение. Определим требуемые размеры поперечного сечения столба, принимая величину средних напряжений в кладке σ = 2,5 МПа, тогда получим:
| 44 |
A =N /σ = 775·103/2,5 = 0,31·106 мм2. Назначаем размеры сечения кирпичного столба с учетом кратности размерам кирпича b=510 мм и h=640 мм с A=510·640=0,3264·106 мм2=0,3264 м2 (рис. 23).
Так как заданная величина эксцентриситета e0 = 60 мм < 0,17h =
=0,17·640=109 мм, то согласно 7.31 [7], столб можно проектировать с сетча- тым армированием.
Вычисляем максимальное (у наиболее сжатой грани) напряжение в кладке с принятыми размерами сечения, пользуясь формулами (13) и (14) [7]:
|
|
|
σ max= N /(m g φ1A c ω)= 775·103/(1·0,9·0,2652·106·1)= 3,25 МПа,
где A c = A(1−2e0/h)=0,3264·106(1−2·60/640)= 0,2652·106мм2 , а значения ко- эффициентов m g = 1, φ1 = 0,9 и ω = 1 принято предварительно ориентировочно.
Тогда расчетное сопротивление неармированной кладки должно быть не менее 0,6·3,25 = 1,95 МПа.
По табл. 2 [7] принимаем для кладки столба марку кирпича 150 и мар- ку раствора 75 ( R = 2,0 МПа). Так как площадь сечения столба A = 0,3264 м2> 0,3 м2, то, согласно п. 6.12 [7], расчетное сопротивление кладки не коррек- тируем.
Преобразуя формулу (31)[7], вычислим требуемый процент армирования кладки, принимая значение R skb = σ max = 3,25 МПа, тогда получим:
где Rs= 0,6·415 = 249 МПа для арматуры сеток класса Вр500 с учетом ко- эффициента условий работы γcs= 0,6 (см. табл. 14 [7]), а y = h/2 = 640/2=320 мм.
| 45 |
Рис. 23. К расчету кирпичного столба с сетчатым армированием:
а – расчетная схема; б – эпюры усилий N и М; в – эпюра коэффициента φ 1 ;
г – схема армирования столба
Для диаметра арматуры сеток 5 мм (A st = 19,6 мм2) и шага сеток s = 158 мм (через каждые два ряда кладки при толщине шва 14 мм), вычислим размер ячейки сетки с перекрестным расположением стержней, который должен быть не более:
|
|
|
c = 2 A st ×100 /( μ s) = 2 ×19,6 ×100 /(0,40 ×158) = 62
мм.
| 46 |
μ = 2 A st ×100 /(cs) = 2 ×19,6 ×100 /(50 ×158) = 0,496%,
значения:
что не превышает предельного
μ max =
50R
(1 - 2e0 / y)R s
= 50 × 2,0
(1 - 2 × 60 / 320)249
= 0,677%.
Определяем фактическую несущую способность запроектированного се- чения кирпичного столба с сетчатым армированием (рис. 23, г).
Согласно п. 7.3 [7], для определения коэффициентов продольного изгиба расчетная высота столба при неподвижных шарнирных опорах будет равна l0 = H = 4800 мм, соответственно гибкость в плоскости действия изгибающего момента: λ h = l0 /h = 4800/640 = 7,5.
Высота сжатой части сечения: h c = h −2e 0 = 640−2·60 = 520 мм, и соответст- вующая ей гибкость: λ h с = l0 /h = 4800/520 = 9,2 .
При λ h < 10 по табл. 21 [7] находим η = 0 , тогда коэффициент, учиты- вающий влияние длительной нагрузки, будет равен m g= 1 .
Вычисляем прочностные и деформативные характеристики армированной кладки:
· расчетное сопротивление армированной кладки при внецентренном сжа- тии:
· 
упругую характеристику кладки с сетчатым армированием по формуле (4) [7]:
|
|
|
αsk
= α R u R sku
= 750 4,0
6,98
= 430,
где α = 750 принимаем по табл. 16 [7] для силикатного полнотелого кирпича; R u = kR = 2·2,0 = 4 МПа; а R sku = kR +2R sn μ /100 = 2·2,0 +2(0,6·500)×
×0,496/ 100 = 6,98 МПа.
Пользуясь табл. 19 [7], по величинам гибкостей λ h и λ h с и значению упругой характеристики армированной кладки α sk находим значение коэффици- ентов продольного изгиба для армированной кладки при внецентренном сжа- тии φ = 0,844 и φ c = 0,784; соответственно получим φ1= (φ + φ c)/2 = (0,844 +
+0,784)/2 = 0,814.
Коэффициент ω, учитывающий повышение расчетного сопротивления кладки при внецентренном сжатии, определяем по табл. 20 [7], где
ω = 1 + e0/h = 1 + 60/640 = 1,09 < 1,45.
Тогда фактическая несущая способность запроектированного кирпичного столба при внецентренном сжатии будет равна:
N u = m g φ1R skb A c ω = 1·0,814·3,54·0,2652·106·1,09 = 833·103 Н = 833 кН.
Так как сечение прямоугольного профиля и b < h, то по требованию п. 7.11[7] выполняем проверку несущей способности столба на центральное сжа- тие в плоскости, перпендикулярной действию изгибающего момента, в соответ- ствии с п. 7.30 [7].
Поскольку при центральном сжатии армирование кладки не должно быть более 50R / R s= 50·2,0/249 = 0,402 % < μ =0,496%, то в расчете на центральное сжатие принимаем μ =0,402%, соответственно получим следующие значения прочностных и деформативных характеристик армированной кладки:
R sk = R +2μR s /100 = 2,0 + 2·0,402·249/100= 4,0 МПа ≤ 2R = 4,0 МПа;
α sk = 468 и φ = 0,794 при λ h = l0 /h = 4800/510 = 9,4.
Тогда несущая способность при центральном сжатии составит:
N u = m g φR sk A = 1·0,794·4,0·0,3264·106 = 1037·103 Н = 1037 кН>833 кН.
Следовательно, фактическая несущая способность столба будет опреде- ляться случаем внецентренного сжатия и составит N u=833кН>775 кН, поэтому прочность кирпичного столба обеспечена.
Теперь можно заполнить контрольный талон, как это показано на рис. 24
для рассмотренного примера расчета и получить от ЭВМ результаты про- верки.
a
========================================================================================================================
| ПГС | 4 курс П11 гр.I Kод | b | h | Марка Марка | Cетчатое | армирование | N(кH) Oценка | Контр. | I |
| Кравцов С.Н. | Iзадания | (см) | (см) | кирпича раствора | d(мм) c(мм) | s(мм) тип | факт. чертежа | сумма | I |
Срок сдачи информацииI : : : : : : : : : : : I По 6 этапу до 270310I 102.06 51 64 150 75 5 50 158 1 833 5 1494.06 I
=====================I------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- I
Пояснения к заполнению контрольного талона:
b – ширина сечения кирпичного столба, см: h – высота сечения кирпичного столба, см; d – диаметр арматуры сетки, мм;
c – размер ячейки сетки, мм;
s – шаг сеток, мм;
тип – если сетки типа «зигзаг», то следует записать 2;
N – расчетная несущая способность кирпичного столба с
Факт фактически принятыми проектными параметрами, кН;
Оценку чертежа колонны и фундамента записывает преподаватель.
б
========================================================================================================================
ПГС 4 курс П11 гр.I Kод b h Марка Марка Cетчатое армирование N(кH) Oценка PезультатI Кравцов С.Н. Iзадания (см) (см) кирпича раствора d(мм) c(мм) s(мм) тип факт. чертежа ошибок I
Информация студента I 102.06 51. 64. 150. 75. 5. 60. 158. 1. 833. 5. I
Результаты проверки I 51. 64. 150. 75. 5. 60. 158. 1. 833. 5. I
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Bы OTЛИЧHO выполнили расчет кирпичного столба,
желаю успешной защиты проекта, до новых встреч «ЭВМ».
Рис. 24. К автоматизированному расчету кирпичного столба с сетчатым армированием:
а – заполненный контрольный талон; б – результаты диалога с ЭВМ
| 49 |
Библиографический список
1. Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции: Общий курс: учебник для вузов. – 6-е изд., репринтное. – М.: ООО «БАСТЕТ»,2009.– 768 с.
2. Бородачев Н.А. Курсовое проектирование железобетонных и каменных конструкций в диалоге с ЭВМ: учеб. пособие для вузов. – Сама- ра:СГАСУ, 2012. – 304 с.
3. СП 63.13330.2012. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003.– М., 2012. – 161 с.
4. СП 52-101-2003. Бетонные и железобетонные конструкции без предвари- тельного напряжения арматуры (одобрен постановлением Госстроя РФ от 25.12.2003 г. №215). – М.: Госстрой, 2004.
5. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 52- 101-2003). ЦНИИПромзданий, НИИЖБ. – М.: ОАО ЦНИИПромзданий, 2005. – 214 с.
6. СП 52-103-2007. Железобетонные монолитные конструкции зданий. –М.: Госстрой, 2007.–22 с.
7. СП 15.13330.2012. Каменные и армокаменные конструкции. Актуализи- рованная редакция СНиП II-22-81*. – М.: ФАУ «ФЦС», 2012. –78 с.
8. СП 20.13330.2011. Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*. – М.: ОАО « ЦПП», 2011. – 96 с.
9. Аксенов Н.Б., Маилян Д.Р., Аксенов В.Н. Росчет железобетонных конструкций по новым нормам. Ч. 1. Расчет по прочности: учебное пособие. – Ростов-на-Дону: РГСУ, 2009.
10. СП 22.13330.2011. Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*. –М.: ОАО « ЦПП», 2011. – 166 с.
11. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения (к СНиП 2.03.01–84). – М.:ЦИТП, 1986.
12. ГОСТ Р 21.1101–2009. СПДС. Основные требования к пректной и рабочей строительной документации.
| 50 |
Приложения
Приложение I
Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 353; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!