Розрахунок монолітного залізобетонного акведука (стр. 4 из 5)
За α0 = 0,034 знаходимо η = 0,983 (табл. 7.7 [5]).
Необхідна площа перерізу арматури
см2.Приймаємо 4 Æ 28 А-ІІ, AS = 24,63 см2 (табл. 5.41 [5]).
4.2.2 Розрахунок міцності похилих перерізів ригеля
Розрахункова поперечна сила
Q = VD – F1 = 412,26 – 231,21 = 181,05 кН.
Поперечну арматуру можна не розраховувати на сприйняття поперечної сили, коли бетон сприймає дію цієї сили, тобто
. Враховуючи, що найбільш невигідна похила тріщина йде від опори ригеля до першої зосередженої сили, проекція найбільш невигідної похилої тріщини 
м. Тоді поперечна сила, яку сприймає бетон, визначиться за формулою 
кН,але вона повинна бути не менше
і не більше 
, які обчислюються за формулами:
кН; 
кН.Оскільки
, потрібно виконати розрахунок поперечних стержнів.Приймаємо поперечну арматуру Æ 8 класу А-І (додаток 7 [2]).
Погонне зусилля у поперечній арматурі
кН/см,де φb2 = 2 – для важкого бетону.
Довжина проекції похилої тріщини
Отримане значення С0 приймається в розрахунок не більше 2·h0.
Приймаємо С0 = 2 · h0 = 107 см.
Погонне зусилля в поперечній арматурі
кН/см.Мінімальне погонне зусилля у поперечній арматурі
Розрахунковий крок хомутів
см,де nw = 2 – кількість поперечних стержнів в одному перерізі ригеля.
Крок поперечних стержнів за конструктивними вимогами
sw,к = h / 3 = 60 / 3 = 20 см.
Приймаємо крок поперечних стержнів sw = 100 мм. З таким кроком поперечна арматура розміщена на приопорних ділянках ригеля (від опори до зосередженої сили). На середній ділянці ригеля крок поперечної арматури
. Приймаємо sw = 350 мм.4.2.3 Розрахунок на відрив
В рамі із монолітного залізобетону навантаження від другорядної балки передається на спеціальну поперечну арматуру, яку проектуємо у вигляді сіток.
Площу поперечного перерізу арматури сіток знаходимо за формулою
,де F2 = 350,81 кН – зусилля, яке знаходимо при статичному розрахунку рами;
Rs – розрахунковий опір сталі класу А-ІІ.
Сітки влаштовуємо на ділянці ригеля
,де
із розрахунку міцності нормальних перерізів другорядної балки (опора 1).Приймаємо 5 Æ 20 А-ІІ, As = 15,71 см2 з кроком s = 100 мм.
4.3 Розрахунок і конструювання колони
Колона, сприймаючи дію згинаючого моменту і поздовжньої сили, працює на позацентровий стиск. Розрахункова довжина колони у площині рами l0 = 2H. При розрахунку міцності колони її висоту приймають рівною віддалі від обрізу фундаменту до осі ригеля. У нашому випадку
H = Hпідошв. – hf – hmb / 2 = 7,7-0,8 – 0,6 / 2 = 6,6 м = 660 см.
Тоді l0 = 2 · 6,6 = 13,2 м.
Матеріал колони: бетон класу В30 – Rb = 17 МПа; Eb = 3,5·104 МПа (табл. 7.3 і 7.5 [5]); арматура класу А-ІІ – Rs = 280 МПа; Es = 2,1·105 МПа (табл. 7.8 і 7.11 [5]).
Переріз І-І (біля ригеля). Визначаємо розрахункові зусилля. Згинаючі моменти від дії:
а) всіх навантажень
M1 = Mc – HD · 0,5 · hmb = 111,84 – 24,76 · 0,5 · 0,6 = 104,41 кН·м;
б) тривалих навантажень
M1,l = MC,l – HD,l · 0,5 · hmb = 107,1 – 23,28 · 0,5 · 0,6 = 100,12 кН·м,
де HD,l = HD – HD3 = 24,76 – 1,48 = 23,28 кН;
MС,l = MС – MC,3 = 111,84 – 4,74 = 107,1 кН·м.
Нормальні поздовжні сили від дії:
а) всіх навантажень N1 = VD = 412,26 кН;
б) тривалих навантажень N1,l = VD,l = VD –VD3 = 412,26 –1,82= 410,44 кН.
Визначаємо ексцентриситети
; 
.Робоча висота перерізу h0 = hc – а = 40 – 4 = 36 см.
Гнучкість колони l0 / hc = 13,2/ 0,36 = 37,1 > 10, необхідно врахувати прогин елемента. Вплив прогину враховується коефіцієнтом
,де Ncr – умовна критична сила, яку можна обчислити за формулою
,де I, Is – моменти інерції відповідно перерізу бетону та арматури:
;
;де μs – коефіцієнт армування, попередньо задаємося
.φl – коефіцієнт, який враховує вплив тривалого навантаження
;δе – відносний ексцентриситет e0 / hc, який приймають не меншим
δе,min = 0,5 – 0,01 · l0 / hc – 0,01 · Rb = 0,5 – 0,01 · 37,1 – 0,01 · 17 = 0,041.
У нашому випадку
δе = e0 / hc = 25 / 40 = 0,625.
Підставивши значення величин у формулу для обчислення критичної сили, одержимо
Так як Ncr = 464,76 кН > N1 = 412,26 кН, то переріз колони достатній для сприйняття зусилля
.Визначаємо ексцентриситет сили відносно центра ваги арматури As з врахуванням прогину
e = e0 · η + hc / 2 – a = 25 ·8,85 + 40 / 2 – 4 = 237,25 см.
Попередньо знаходимо відносну висоту стиснутої зони бетону
.Площа стиснутої арматури
см2За мінімально допустимим процентом армування площа перерізу
Приймаємо 2Æ 25А-ІІ, As =9,82 см2 (табл. 5.41 [5]).
Дійсне значення α0
.α0 = 0,395
ξ = 0,543 < 
.Потрібна площа розтягнутої арматури
.Приймаємо 4 Æ 28, А-ІІ, As = 24,63 см2.
Фактичний коефіцієнт армування
Розбіжність
% = 13,04% < 15%.Розрахунок колони в перерізі ІІ–ІІ (біля фундаменту).
При визначенні поздовжньої сили у перерізі ІІ–ІІ необхідно врахувати власну масу колони
σc = bc · hc ·H · ρb ·γfb = 0,3· 0,4 · 6,60 · 25 · 1,1 = 22,04 кН.
Визначаємо розрахункові зусилля в перерізі ІІ–ІІ.
Згинаючі моменти від дії :
а) всіх навантажень М2 = МD = 59,03 кН·м;
б) тривалих навантажень M2,l = MD – MD4 = 53,56 кН·м.
Нормальні поздовжні сили від дії:
а) всіх навантажень N2 =N1 + σc = 412,26 +22,04 = 434,3 кН;
б) тривалих навантажень N2,l = VD,l + σc = 410,44 + 22,04 = 432,48 кН.
Визначаємо значення ексцентриситетів:
e0 = M2 / N2 = 59,03 / 434,3 = 0,14 м;
e0l = M2l / N2l = 53,56 / 432,48 = 0,12 м.
Відносний ексцентриситет
δe = e0 / hc = 14 / 40 = 0,35;
.Задаємося коефіцієнтом армування μ = 0,015.
; 
Розрахунковий ексцентриситет
e = e0 · η + hc / 2 – a = 14 · 5,78 + 40 / 2 – 4 = 96,92 см.
Орієнтовна відносна висота стиснутої зони
Площа стиснутої арматури
.Мінімально допустима площа перерізу арматури
Asmin = μmin · b · h0 = 0,0025 · 30 · 36 = 2,7 см2.
Приймаємо 2 Æ 25 А-ІІ, As = 9,82 см2.
Дійсне значення a0
.За
. x=0,371< xК=0,6. Потрібна площа розтягнутої арматури