 |
Построение эпюры изгибающих моментов и поперечных перерезывающих сил.
|
|
|
|
Введение.
Сборные железобетонные ригели могут иметь форму поперечного
сечения, показанную на рис. 1.
Рис.1. Форма поперечного сечения сборных ригелей
С целью повышения жесткости каркаса, экономии материалов и уменьшения конструктивной высоты перекрытия сборные ригели рекомендуется проектировать неразрезными, что осуществляется при помощи сварки выпусков арматуры, закладных деталей сопрягаемых элементов.
Сборные элементы выполняют из обычного или предварительно напряженного (при 1≥9,0м) железобетона. При этом для ригелей без предварительного напряжения рекомендуется применять бетоны классов В15, В20, В25, В30.
Ненапрягаемая арматура: рабочая - из арматурной стали классов А-III, поперечная – из арматурной стали классов А-III и А-I.
Компоновка перекрытия.
Рис. 2. Компоновка перекрытия
В курсовом проекте рассмотрено монолитное ребристое перекрытие над подвалом. Все вышележащие междуэтажные перекрытия в этом же здании – сборные ребристыми. Сборные ребристые перекрытия состоят из: балок, называемых ригелями и плит перекрытия. Ригели могут располагаться и поперек и вдоль здания. Они опираются на несущие стены и колонны. Плиты перекрытия опираются на ригели и несущие стены и могут быть прямоугольными, ребристыми или многопустотными. В КП рассмотрены ригели прямоугольного поперечного сечения, расположенные поперёк здания.
Составление плана раскладки плит рассмотрено в курсе архитектуры. Ширина сборных железобетонных плит кратна 30 см: 1,2; 1,5; 1,8 м. Если пролёты l1 кратны 30 см, то плиты закрывают всё пространство; если нет –вводят монолитные участки 100~200 мм. Плиты передают нагрузку симметрично на левую и правую опоры, поэтому ширина грузовой площадки ригеля равна шагу ригелей: В = l2.
|
|
|
Для такого типа ригелей расчётная длина в среднем пролёте равна расстоянию между осями колонн, 
, в крайнем пролёте – расстояние от оси колонны до ц. т. площадки опирания ригеля на каменную кладку.
Тип плит перекрытия подбирают в зависимости от величины временной нагрузки. Если величина нормативной временной нагрузки 
- плиты ребристые;
если 
- возможно применение пустотной плиты.
Определение усилий.
Постоянные нагрузки на перекрытие были определены в первой части курсового проекта. В сорных железобетонных плитах для определения их собственного веса необходимо умножить объемный вес материала на приведенную толщину плиты (в зависимости от типа плиты: для многопустотной плиты толщиной 220 мм – приведенная толщина составит 120 мм, для ребристой плиты толщиной 300 мм – 105 мм). Временную нагрузку принять из задания для междуэтажного перекрытия.
Таблица 1. Сбор нагрузок на плиту
| № п/п | Вид нагрузки | Норматив-ная, кН/м2 | γf, коэф. надёжн. по нагр. | Расчёт-ная, кН/м2 |
| I | Постоянные нагрузки, g: | |||
| Керамическая плитка δ = ()м, ρ= ()кН/м3 | () | 1,2 | () | |
| Цементно-песчаная стяжка δ = ()м, ρ= ()кН/м3 | () | 1,3 | () | |
Ж/б плита  ρ=()кН/м3
| () | 1,1 | () | |
| Итого: | () | () | ||
| II | Временная нагрузка, v | () | 1,2 | () |
| III | Полная нагрузка, q | () | () |
Назначение конструктивных размеров ригеля (кратно 5 см):
Погонные нагрузки.
Постоянная погонная нагрузка:
g - итоговая расчётная постоянная нагрузка из таблицы;
В = l2 - ширина грузовой площади;
- коэффициент, учитывающий класс ответственности здания [4].
Округляем в большую сторону до 2-х знаков.
Погонная временная нагрузка:
v – расчётная временная нагрузка из таблицы.
Ригель многопролетного перекрытия представляет собой элемент рамной конструкции. При свободном опирании концов ригеля на наружные стены и равных (или отличающихся не более чем на 20%) пролетах его можно рассчитывать как неразрезную балку. При этом возможен учет образования пластических шарниров, приводящих к перераспределению и выравниванию изгибающих моментов.
|
|
|
Расчитываем усилия в ригеле как в трехпролетной неразрезной балке на 3 опорах.
Таблица 2. Расчет усилий в ригеле от действия внешних нагрузок
| № п/п | Схема нагрузки | 
| 
| 
| 
| 
| 
|
| 0,08 | 0,025 | -0,1 | 0,4 | -0,6 | 0,5 | |
| 0,101 | -0,05 | -0,05 | 0,45 | -0,55 | ||
| -0,025 | 0,075 | -0,05 | -0,05 | -0,05 | 0,5 | |
| –(считать не надо) | – | -0,117 | 0,383 | -0,617 | 0,583 | |
| Варианты наиболее невыгодного загружения | 1+2 | 1+3 | 1+4 | 1+2 | 1+4 | 1+4 |
Для определения момента в любом сечении, нам необходимо умножить величину нагрузки на соответствующий коэффициент из таблицы и на квадрат пролёта.
Для определения поперечной перерезывающей силы, необходимо умножить величину нагрузки на соответствующий коэффициент и на длину пролёта.
Нагрузки посчитаны отдельно постоянные и временные. В последней строке приведены варианты наиболее невыгодных загружений для каждого сечения.
Построение эпюры изгибающих моментов и поперечных перерезывающих сил.
Эпюру строят в масштабе на миллиметровой бумаге или на компьютере по методу опорных моментов. Формат А3.
Выбрать масштаб длин(1:20, 1,25, 1:10) и нанести ось ригеля до оси симметрии.
Над промежуточной опорой в выбранном масштабе ординат отложить величину выровненного опорного момента М в.
Эпюра Q.
Все необходимые значения имеются в таблице 2. Строим Q от постоянной и полной нагрузки.
Эпюра М.
Наибольший М на опоре В при (1+4). В неразрезном ригеле допускается образование пластических шарниров 1-го рода.
Опытным путем установлено, что для балок такого типа перераспределение М на опоре не более, чем на 30% может привести к образованию пластического шарнира 1-го рода и перераспределению усилий. Следующий по величине после МВ – М1 в 1-м пролёте при сочетании 1+2.
Определяем из таблицы 2 М на опоре В при сочетании 1+2:
Найдём соотношение:
Если 
– на эпюре изгибающих моментов будет построена 1 точка 
если 
– на эпюре изгибающих моментов будет построены 2 точки 
Рассмотрим построение эпюры моментов для варианта с двумя точками.
|
|
|
соединяем прямыми с началом и║дальше.
Дополнительные расчеты для построений:
1. 
2. 
3. 
4. 
Разделить каждый пролет на 10-20 частей и, пользуясь соотношением ординат в параболе, отвесить полученные значения моментов в соответствующих частям пролета от линии опорных моментов в выбранном масштабе (см. рис. 3).
Рис.3. Соотношение ординат в параболе.
Проверить эпюры: величины расчетных моментов, полученные построением, должны совпасть с соответствующими табличными значениями.
|
|
|
