Gelžbetoninės konstrukcijos: monolitinės perdangos, šalutinės ir pagrindinės sijos projektavimas

Turinys

SANTRAUKA 1

MONOLITINĖS PERDANGOS PROJEKTAVIMAS 2

1.1. Elementų parinkimas ir išdėstymas 2

1.2. Plokštės skaičiavimas ir konstravimas 3

1.3. Šalutinės sijos skaičiavimas 7

1.3.1 Įrąžų skaičiavimas 7

1.3.2 Sijos skerspjūvio matmenų tikslinimas 8

1.3.3 Išilginės pagrindinės armatūros apskaičiavimas: 9

1.3.4 Skersinės armatūros apskaičiavimas: 12

1.4. Pagrindinės sijos projektavimas 15

1.4.1 Apkrovų nustatymas: 15

1.4.2 Įrąžų skaičiavimas ir gaubtinių sudarymas 15

1.4.3 Pagrindinės sijos matmenys 21

1.4.4 Išilginė armatūra 21

1.4.5 Skersinė armatūra 23

NAUDOTA LITERATŪRA: 25SANTRAUKA

Projektuojamas pramoninis pastatas. Oro drėgnumas patalpoje <75%. Suprojektuota monolitinė sijinė perdanga, atremta ant išorinių mūrinių sienų ir vidinių armuotų mūrinių kolonų. Naudingoji apkrova ant perdangų: ilgalaikė Vlt,n = 4,8 kPa ir trumpalaikė Vsh,n = 3,8 kPa. Grindų konstrukcija sudaryta iš asfaltbetonio (ρ = 2100 kg/m3; t = 50 mm) iir gelžbetoninės plokštės. Pastato kolonų žingsnis 6,3×6,6m. Naudojamas betonas B20 klasės. Perdangos armatūra A-I klasės, sijų armatūra A-II klasės.

Perdangos plokštės storis priimtas 60 mm. Ji armuojama atskirais tinklais. Tinklų pagrindinės armatūros strypų skersmuo 6A-I.

Šalutinę siją suprojektavau 400mm aukščio ir 200mm pločio. Ją armuoju išilgine armatūra pirmajame tarpatramyje 318 AII klasės, antrajame ir kituose tarpatramiuose- 220 AII klasės armatūra. Atramose armuoju tinklais, kurių strypai yra 5BpI. Sijoje skersinė armatūra 210 AII yra išdėstoma s=150mm 1/4 atstumu nuo atramų, o llikusioje dalyje armatūros žingsnis s=300mm.

Pagrindinę siją suprojektavau 500 mm aukščio ir 300 mm pločio. Nustačiau ją veikiančias nuolatines ir laikinas apkrovas bei sudariau lenkimo momentų ir skersinių jėgų gaubtinių diagramas.MONOLITINĖS PERDANGOS PROJEKTAVIMAS

1.1. Elementų parinkimas ir išdėstymas

Projektuojamas pramoninis pastatas , kurio perdangų bbriaunos daromos apačioje. Kolonų tinklas 6,3×6,6m. kolonų žingsnių skaičius išilgai pastato 26,4 m/6,6 m = 4, o skersai pastato – 25,2 m/6,3 m = 4. Pramoninių pastatų tarpaukštinių perdangų monolitinių gelžbetoninių plokščių mažiausias storis yra

1 pav. Grindų konstrukcijos schema

Monolitinės dangos grindų konstrukcija:

1. asfaltbetonis

2. GB plokštė

1 lentelė. Plokštės apkrovos skaičiavimas

Konstrukcijos elementai Norminė apkrova Pa Patikimumo koeficientas

Skaičiuojamoji apkrova Pa

1 2 3 4

1. Asfaltbetonis

1030 1,1 1133

2. GB plokštė

1472 1,1 1619

Naudinga apkrova:

ilgalaikė

trumpalaikė

4800

3800

1,2

5760

4560

Pastatas yra antros atsakingumo klasės, tai skaičiuojamoji apkrova, įvertinus pastato patikimumo koeficientą [4] yra

;

Perdangos plokštės aukštis:

Imu

Šalutinės sijos aukštis:

-šalutinės sijos ilgis.

Imame , o šalutinės sijos plotį .

Pagrindinės sijos aukštis:

Imame ir1.2. Plokštės skaičiavimas ir konstravimas

Plokštės prie sienos skaičiuojamųjų tarpatramių ilgiai:

trumpesniąja kryptimi

;

ilgesniąja kryptimi

Santykis .

Santykis , todėl plokštė yra sijinė ir skaičiuojama kkaip sija trumpesnių tarpatramių kryptimi.

Vidinių plokščių skaičiuojamieji ilgiai:

trumpesniąja kryptimi

;

ilgesniąja kryptimi

Santykis .

Santykis , todėl plokštė yra sijinė ir skaičiuojama kaip sija trumpesnių tarpatramių kryptimi.

2 pav. Perdanga. a) perdangos skerspjūvis

Lenkimo momentai, veikiantys viename plokštės metre, įvertinus įrąžų pasiskirstymą, yra tokie:

;

Plokštės skaičiavimui sąlyginai išskiriama 1m pločio juosta, kurios:

;

Plokštės armatūra iš A-I klasės armatūros, kurios d=6mm ir .

Skaičiuoju ribinės gniuždomos zonos charakteristikas.

Santykinis gniuždomos zonos betono aukštis:

;

w – Santykinis gniuždomos zonos betono aukštis, kai ttempiamos armatūros įtempimai dėl išorinės apkrovos lygūs nuliui;

ir – koeficientai, kuriais apibūdinama atitinkamai betono rūšis ir jo tampriosios bei plastiškosios savybės gniuždant. Kai betonas sunkusis, α = 0,85, β = 0,008.

Santykinio gniuždomos zonos aukščio ribinė reikšmė:

;

– tempiamos armatūros įtempimų, kuriuos sukelia išorinė apkrova, prieaugis;

=225 MPa – paprastojo gelžbetonio elementų, kurių tempiamoji armatūra yra A-I klasės.

– gniuždomosios armatūros įtempimai. Kai betono darbo sąlygų koeficientas , tai

Gniuždomos zonos statinis ribinis momentas apie tempiamą armatūrą:

Skaičiuoju reikalingą tempiamos armatūros skerspjūvio plotą.

Armatūros skerspjūvio plotas kraštiniame tarpatramyje:

;

Armatūros skerspjūvio plotas antroje nuo krašto atramoje:

;

Armatūros skerspjūvio plotas kituose tarpatramiuose ir atramose:

;

Paimu tinklą su išilginiais darbo strypais 6 A-I (strypo skerspjūvio plotas ).

Reikalingas strypų žingsnis kraštiniame tarpatramyje:

Tada: .

Imu tinklą T1 (140/350/6/6).

Reikalingas strypų žingsnis antroje nuo krašto atramoje:

Tada: .

Imu tinklą T2 (130/350/6/6).

Reikalingas strypų žingsnis kituose tarpatramiuose ir atramose:

Tada: .

Imu tinklą T3 (190/350/6/6).

Tinklų išdėstymo schema pateikta 1 brėžinyje.1.3. Šalutinės sijos skaičiavimas

1.3.1 Įrąžų skaičiavimas

Šalutinė sija skaičiuojama kaip daugiaatramė lygių tarpatramių sija. Įvertinamas įrąžų persiskirstymas.

Skaičiuojamųjų tarpatramių ilgiai:

;

Apkrova, tenkanti vienam šalutinės sijos ilgio metrui, yra lygi plokštės apkrovos (žr. 1 lentelę) ir šalutinių sijų žingsnio sandaugos bei pačios sijos briaunos svorio sumai. <

3 pav. Lenkiamo elemento skaičiuojamasis įtempimų būvis normaliniame pjūvyje

Skaičiuojamosios pirmojo ribinio būvio apkrovos:

nuolatinė ;

laikinoji ;

suminė .

Kadangi sijos schema yra simetrinė, įrąžos apskaičiuojamos tik pusei sijos (dviem tarpatramiams).

Šalutinių sijų maksimalūs lenkimo momentai:

Pirmajame tarpatramyje:

antroje nuo sijos galo atramoje:

viduriniuose tarpatramiuose:

trečioje ir kitose tarpinėse atramose:

Lenkimo momentai sijos skaičiuojamuosiuose pjūviuose:

-koeficientas, kurio reikšmė imama iš [1] 6 priedo

-β – koeficientas, kurio reikšmė imama interpoliuojant iš [2] 2lentelės.

Apskaičiuojame:

Apskaičiuotų lenkimo momentų reikšmės pateiktos 2 lentelėje.

2 lentelė. Šalutinių sijų lenkimo momentų minimalios ir maksimalios reikšmės

Eilės nr. Atstumas nuo kairinės atramos iki pjūvio Koeficientų reikšmės ,

kNm Lenkimo momentai, kNm

Tarptramio Skaič.

pjūvio

Mmax Mmin

5 1,26

2,53

3,80

5,06

6,32 0.065

0.090

0.075

0.020

– –

–

-0.0715

55,4

76,7

63,9

17,0

– –

–

-60,9

10 0

1,26

2,52

3,78

5,04

6,3 –

0.018

0.058

0.018

– -0,0715

-0,0335

-0,0130

-0,0103

-0,0275

-0.0625

–

15,2

49,0

15,2

– -60,4

-28,3

-11,0

-8,70

-23,2

-52,8

Skersinės jėgos:

Kraštinėje atramoje ;

Atramoje B iš kairės ;

Atramoje B iš dešinės .1.3.2 Sijos skerspjūvio matmenų tikslinimas

Kadangi šalutinės sijos skerspjūvio matmenys preliminariai buvo apskaičiuoti parenkant ir išdėstant monolitinės perdangos elementus, tačiau kai žinomos šalutinės sijos įrąžos, tikslinga patikslinti sijos skerspjūvio matmenis.

Parenkame santykinį gniuždomosios zonos aukštį:

;

Apskaičiuojama:

Sijos skerspjūvio aukštis:

Sijos aukštis h =0,40m. Sijos plotis b=0,2m.1.3.3 Išilginės pagrindinės armatūros apskaičiavimas:

3pav. Šalutinės sijos skaičiuojamasis įtempimų būvis normaliniame pjūvyje

kai gniuždoma zona yra lentynoje

Sijos lentynos storis h’f= 0,06m. Sijos lentynos skaičiuojamasis plotis apskaičiuojamas pagal formules:

Kai h’f0,1h

Kadangi h’f=0,06m>0,1 m, tai:

Skaičiuojamąjį sijos lentynos plotį priimu b’f =1,575m.

Sijos skerspjūvio naudingasis aukštis:

Apskaičiuojama:

Kadangi Mf = 371kNmMl1=77,46kNm, tarpatramyje sijos skerspjūvio neutralioji ašis yra lentynoje.

Toliau skaičiuojamas aantrame tarpatramyje (ties tarpatramio viduriu) reikiamas armatūros plotas:

;

Antrame tarpatramyje sija armuojama 220AII armatūra, kurios faktinis skerspjūvio plotas Asf=6,28cm2.

Tikrasis skerspjūvio naudingasis aukštis:

čia asf = a + Ø/2 = 0,02 + 0,02/2 = 0,030m.

Įvertindami tikrąjį naudingąjį skerspjūvio aukštį patikriname stiprį statmename pjūvyje:

< ;

Sijos stiprumas antrajame tarpatramyje yra pakankamas, kadangi Ml=52,84kNm1.3.4 Skersinės armatūros apskaičiavimas:

Kadangi ašinės jėgos arba armatūros išankstinio apgniuždymo jėgos neveikia, tai . Kadangi prie armatūros lentyna yra tempiamojoje zonoje, tai .

;

Kadangi perdanga yra iš sunkiojo betono, tai:

Atsižvelgiant į konstravimo reikalavimus parenkamas skersinės armatūros žingsnis:

Skersinės armatūros žingsnis , skersinės armatūros plotas pjūvyje :

Parinktos skersinės armatūros intensyvumas:

Veikianti siją laikinoji apkrova v yra ekvivalentinė, todėl apskaičiuojama:

Tikrinama sąlyga:

Šiuo atveju pavojingojo įstrižojo pjūvio projekcija į išilginę sijos ašį:

todėl c=cmax=1,23m.

Apskaičiuojama:

Q=QB,k – p1•c= 80,8 – 7,912 .

Toliau tikrinamos tokios sąlygos:

Šios sąlygos rodo, kad skersinė armatūra yra reikalinga.

Apskaičiuojama skersinė jėga, kurią atlaiko sijos gniuždomosios zonos betonas:

;

Apskaičiuojama pavojingojo įstrižojo plyšio projekcija į išilginę sijos ašį:

Tikrinama:

Apskaičiuojamas skersinės armatūros intensyvumas:

Apskaičiuojamas sijos skersinės armatūros žingsnis:

Remiantis konstrukciniais reikalavimais reikia, kad skersinės armatūros žingsnis būtų:

todėl projektuojamoje sijoje skersinė

armatūra 210AII yra išdėstoma s=150mm žingsniu. Patikrinama, ar sienelė nebus sugniuždyta anksčiau, negu bus pasiektas skersinės armatūros stipris:

;

Skersinių strypų įtaką įvertinantis koeficientas:

;

čia

;

Betono rūšį įvertinantis koeficientas:

;

 – koeficientas, įvertinantis betono rūšį. Sunkiajam betonui jis lygus =0,01.

Sienelės stipris yra pakankamas.

Apskaičiuotu žingsniu skersinė armatūra yra išdėstoma sijos atraminėje zonoje ( ). Vidurinėje sijos tarpatramio dalyje ( ) skersinė armatūra yra išdėstoma pagal konstravimo taisykles – m =300mm ir s žingsniu.

Todėl sijos vidurinėje dalyje skersinė armatūra 210AII iišdėstoma s=300mm žingsniu.1.4. Pagrindinės sijos projektavimas

1.4.1 Apkrovų nustatymas:

Apskaičiuoju nuolatinę apkrovą veikiančią pagrindinę siją šalutinių sijų atrėmimo vietose:

;

kN;

Tada:

kN.

Apskaičiuoju laikiną apkrovą veikiančią pagrindinę siją šalutinių sijų atrėmimo vietose:

kN;

kN.

Pastaba: kai v<2 kPa f=1,3; kai v>2 kPa f=1,2.

Tada:

kN.

Pastaba: nuolatinė jėga veikia visuose deriniuose, todėl jos nerodau laikinų apkrovų išdėstymo variantuose.1.4.2 Įrąžų skaičiavimas ir gaubtinių sudarymas

Pasinaudodamas STAAD.Pro 2003 programa sudarau lenkimo momentų ir skersinių jėgų diagramas nuo tam tikrų laikinosios apkrovos derinių ir nuolatinės apkrovos, bei gaubtines diagramas:

6.1 pav. Lenkimo mmomentų ir skersinių jėgų diagramos nuo nuolatinės apkrovos

6.2 pav. Lenkimo momentų ir skersinių jėgų diagramos nuo laikinosios apkrovos

I-ojo apkrovimo derinio

6.3 pav Lenkimo momentų ir skersinių jėgų diagramos nuo laikinosios apkrovos

II-ojo apkrovimo derinio

6.4 pav Lenkimo momentų ir skersinių jjėgų diagramos nuo laikinosios apkrovos

III-ojo apkrovimo derinio

6.5 pav. Lenkimo momentų ir skersinių jėgų diagramos nuo laikinosios apkrovos

IV-ojo apkrovimo derinio

6.6 pav Lenkimo momentų ir skersinių jėgų diagramos nuo laikinosios apkrovos

V-ojo apkrovimo derinio

6.7 pav Lenkimo momentų ir skersinių jėgų diagramos nuo laikinosios apkrovos

VI-ojo apkrovimo derinio

6.8 pav Lenkimo momentų ir skersinių jėgų gaubtinės nuo nuolatinės apkrovos ir

laikinosios apkrovos apkrovimo derinių1.4.3 Pagrindinės sijos matmenys

Sijos betonas B20, armatūra AII klasės.

Ribinės gniuždomos zonos charakteristikos:

kur

; ;

Reikalingas skerspjūvio aukštis:

Pagrindinės sijos plotį priimu b=0,25m. Tada:

;

h=h0+a=0,459+0,04=0,499.

Priimu h=0,5m.

Tada naudingas skerspjūvio aukštis:

h0=0,5-0,04=0,46m.

Patikriname,ar pakankamas yra skerspjūvis ties kolonos ašyje B kraštu. Gniuždomos lentynos plotis bf`=bk=0,5m.

Gniuždomos zonos aukštis

.1.4.4 Išilginė armatūra

Skaičiuojame skerspjūvį ties atrama B. Tempiama išilginė armatūra yra skerspjūvio viršuje.

Ties atrama B armuojama 3Ø36 AAII klasės armatūra, kurios faktinis skerspjūvio plotas As=30,54cm2. Armatūros strypai išdėstomi viename lygyje.

Apskaičiuojamas atlaikomas momentas:

Atstumai tarp gretimų išilginės armatūros strypų turi būti ne mažesni kaip 50mm. Išilginė armatūra išdėstoma kas 60mm.

Armatūra ties atrama C.

Gniuždomos zonos aukštis

Ties atrama C armuojama 3Ø32 AII klasės armatūra, kurios faktinis skerspjūvio plotas As=24,13cm2. Armatūros strypai išdėstomi viename lygyje.

Apskaičiuojamas atlaikomas momentas:

Išilginė armatūra išdėstoma kas 70mm.

Rygelio skerspjūviuose, kuriuose veikia mažesni lenkimo momentai, armatūros strypų skaičius gali būti mažesnis. Atlaikomas lenkimo momentas turi būti ne mažesnis, negu išorinių jjėgų sukeliamas lenkimo momentas.

Imama 3Ø22 AII klasės armatūra, kurios faktinis skerspjūvio plotas As=11,4cm2.

Visuose tarpatramiuose dedami 3Ø22 AII klasės armatūra, kurios faktinis skerspjūvio plotas As=11,4cm2. Armatūros strypai išdėstomi viename lygyje. Jie suvirinami su 3Ø36AII ir 3Ø32AII strypais. Tai galime atlikti, nes 22/36=0,61>0,3.

Skaičiuojame pirmo tarpatramio ilgyje reikalingą sijos apačios armatūrą.

Imama 3Ø32 AII klasės armatūra. A=24,13cm2.

Mu=405kNm>M1=257kNm.

Skaičiuojame antro tarpatramio ilgyje reikalingą sijos apačios armatūrą.

Imama 3Ø28 AII klasės armatūra. A=18,47cm2.

Skaičiuojame nepaisydami A`s:

Mu=328kNm>M1=214kNm.1.4.5 Skersinė armatūra

Didžiausia skersinė jėga veikia ties kolonos ašies B kairiuoju kraštu, jos dydis yra QB=199kN. Siją numatoma armuoti Ø10 AII klasės armatūra, Rsw=225Mpa.

Kadangi ašinės jėgos arba armatūros išankstinio apgniuždymo jėgos neveikia, tai . Kadangi prie armatūros lentyna yra tempiamojoje zonoje, tai .

Kadangi perdanga yra iš sunkiojo betono, tai:

Q=QB,k – p1•c=199-114.55 .

Parinktos skersinės armatūros intensyvumas:

Šiuo atveju pavojingojo įstrižojo pjūvio projekcija į išilginę sijos ašį:

Tikrinama:

Apskaičiuojamas skersinės armatūros intensyvumas:

qsw=72,9/m

Apskaičiuojamas sijos skersinės armatūros žingsnis:

Remiantis konstrukciniais reikalavimais reikia, kad skersinės armatūros žingsnis būtų:

;

todėl projektuojamoje sijoje skersinė armatūra 210AII yra išdėstoma s=150mm žingsniu.NAUDOTA LITERATŪRA:

1.СНиП 2.03.01– 84* „Бетонные и железоьетонные конструкции“ М.: Госстрой СССР 1989.

2.Vladimiras Popovas, Juozas Valivonis „Sijinių monolitinių perdangų projektavimas“:

Mokomoji knyga. V.: VGTU „Technika“, 2001.

3.I.Jokūbaitienė, V.Jokūbaitis ir kt. „Gelžbetoninės konstrukcijos“. V.: „Mokslas“, 1988.

4.G.Marčiukaitis, J.Valivonis „Pastatų konstrukcijų projektavimo pagrindai“. V.: „Technika“, 2001.

5.Antanas Kudzys „Gelžbetoninės iir mūrinės konstrukcijos“. V.: „Mokslas“, 1992.

6.А.Б. Голышев и др.“ Проектирование железобетонных конструкций“. К.: „Будивельник“, 1985.

7.А.П. Мандриков „Примеры расчёта железобетонных конструкций“. М.: „Стройиздат“, 1989.

8.A. Kaminskas ir kt. „Gelžbetoninių ir mūrinių konstrukcijų projektavimas“. V.: „Technika“, 1989.