- •Инженерные конструкции
- •Методика выполнения контрольной работы
- •Список литературы Основная:
- •Дополнительная:
- •Методические указания по темам и вопросы для самоконтроля
- •Раздел 3. Нагрузки и воздействия
- •Тема 5.3. Расчёт деревянных стоек
- •Тема 5.4. Расчёт железобетонных колонн
- •Вопросы для самоконтроля
- •В результате изучения раздела студент должен:
- •Раздел 6. Основы расчёта инженерных конструкций, работающих на изгиб
- •Тема 6.1. Расчёт балок. Общие положения
- •Тема 6.2. Расчёт стальных балок.
- •Тема 6.3. Расчёт деревянных балок
- •Тема 6.4. Расчёт железобетонных балок и плит без предварительного напряжения.
- •Тема 6.5. Предварительно напряжённые железобетонные конструкции.
- •Вопросы для самоконтроля
- •В результате изучения раздела студент должен:
- •Раздел 7. Соединения элементов конструкций
- •В результате изучения раздела студент должен:
- •Раздел 8. Задание на контрольную работу задача №1
- •Решение
- •Задача 2
- •Решение
- •Задача 3
- •Решение
- •Задача 4
- •Задача 5
- •Задача 6
Решение
Определяем расчетные характеристики бетона и арматуры
Rb = 14,5 Мпа =145 кг/см2
Rbt= 1,05 МПа = 10,5 кг/см2
Rs= 365 Мпа = 3650 кг/см2 (для арматуры класса А-Ш )
Rsw = 175 Мпа = 1750 кг/см2 (для арматуры класса A-I)
Определяем полную расчетную нагрузку на балку
Производим статический расчет балки
,
Рассчитываем продольную рабочую арматуру
Вычисляем величину изгибающего момента, который может воспринять
полка таврового сечения по формуле
= 267,53 кНм > = 88,875 кН м, следовательно, нейтральная ось проходит в полке тавра и сечение будет рассчитываться как прямоугольное с шириной, равной ширине полки, т.е.b = . Далее вычисляем коэффициентпо формуле
По коэффициенту устанавливаем коэффициент.= 0,965. Вычисляем площадь поперечного сечения рабочей арматуры
По таблице сортамента арматуры принимаем 2ᴓ22 A -III (= 7,60 см2 )
Производим расчёт поперечной арматуры. Проверяем условия:
,
.
.
– условие выполняется
- условие не выполняется, следовательно, расчёт поперечной арматуры необходим.
Вычисляем величину поперечной силы, приходящейся на единицу длины балки по формуле:
Вычисляем шаг хомутов
По конструктивным требованиям при h > 450 мм s = h/3 = 50/3 = 16,7 см и должен быть 200мм.
С учетом вычислений, а также конструктивных требований окончательно принимаем шаг хомутов s = 150 мм = 15 см.
Тогда площадь поперечного сечения одного хомута
По сортаменту и с учетом условия свариваемости принимаем поперечную арматуру ᴓ6 A -I (= 0,283 см2)
Производим конструирование балки.
Задача 3
Подобрать сечение сварной колонны двутаврового сечения на действие расчетной силы с учетом коэффициента надежности по назначению , приложенной в центре колонны. Материал конструкции ВСтЗпсб, расчетное сопротивление бетона фундамента на сжатие=7,5 МПа. Расчетная схема колонны показана на рис. 1.16,б.
Таблица 3
Исходные данные
Последняя цифра шрифта |
, м |
Предпослед-няя цифра шрифта |
N, кН |
0 |
12 |
9 |
400 |
1 |
11,5 |
8 |
450 |
2 |
11 |
7 |
500 |
3 |
10,5 |
6 |
550 |
4 |
10 |
5 |
600 |
5 |
9,5 |
4 |
650 |
6 |
9 |
3 |
700 |
7 |
8,5 |
2 |
750 |
8 |
8 |
1 |
800 |
9 |
7,5 |
0 |
850 |
Рис 3 Расчетная схема колонны
Пример выполнения расчетов:
Подобрать сечение свободно стоящей колонны (нижний конец защемленный, верхний конец свободный) сварного двутаврового сечения центрально загруженной силой = 2500 кН. Высота колонны = 6 м. Коэффициент условий работы = 1. Материал конструкции ВСтЗкп2.
Рис 4. Сечение колонны
Решение
Расчетная длина колонны с учетом закрепления ее концов . Расчетное сопротивление стали= 215 МПа. Задаемся предварительно гибкостью= 80, (= 0,686) и производим предварительный подбор сечения
.
Принимаем сварное двутавровое сечение (рис. 4) площадью .
Проверим соблюдение конструктивных требований.
Отношение высоты стенки к толщине
Постановка ребер жесткости в стенке не требуется. Проверяем устойчивость поясов
. Устойчивость поясов обеспечена.
Моменты инерции принятого сечения
Радиусы инерции
Гибкость
Проверку напряжений производим по наибольшей гибкости
Несущая способность колонны обеспечена. Сварные швы принимаем конструктивно толщиной = 7 мм.