Файл: В.А. Тесля Расчет и армирование короткой цилиндрической оболочки.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 17.06.2024
Просмотров: 45
Скачиваний: 0
11
грузками (см. рис. 6). Диафрагма рассчитывается как плоская стержневая система на нагрузку от собственного веса Fi, усилий Ny, действующих по срединной линии оболочки, и сдвигающих сил. Эти силы равны по величине сдвигающим усилиям Nxy в криволинейной плите по контору – по линии её сопряжения с диафрагмой. В приопорных зонах верхний пояс диафрагмы испытывает сложное напряженное состояние, что необходимо учитывать при армировании [2].
Ранее произведен расчёт плитной части оболочки по максимальному усилию Ny max = 223,620 кН/м. Напряжения в плате оболочки бу-
дут равны σу = 6,389 МПа. Ввиду незначительной их величины плиту оболочки армируем по конструктивным требованиям проволокой класса Вр I Ø 5 мм с шагом 150 мм. Так как усилия Ny приходятся на срединную поверхность оболочки, которая не совпадает с осью верхнего пояса диафрагмы, необходимо учитывать дополнительный момент, который будет равен Nyez, где еz – расстояние от оси верхнего пояса до срединной поверхности плиты оболочки.
Nxy
10 |
11 |
9 |
Nxy |
|
|||
Ny |
|
|
|
Ny
P9 |
P11 |
P10 |
|
P10 |
P11 |
P9 |
RA |
F11 |
F10 |
F3 |
F10 |
F11 |
RB |
|
|
|||||
|
|
Рис. 6. Расчётная схема загружения диафрагмы |
||||
Суммарные величины усилий Ny действующие в точках 3 (x = a, y = 0), 10 (x = a, y = b/3), 11 (x = a, y = 2b/3) потребуются при расчете шпоночного соединения плиты оболочки с верхним поясом диафрагмы. Их можно определить интегрированием усилия Ny по ширине по-
12
лосы оболочки равной l2/6 = 3 м. При этом ось диафрагмы должна располагаться вдоль посредине полосы.
Проектирование шпоночного соединения сборных плит обо-
лочки с верхним поясом диафрагмы. Определяем длину дуги между центрами опирания диафрагмы на опорные части. Это расстояние равно 1800 – 40 = 1760 см. В этом случае уточнённый радиус кривизны равен 1833,39 см, половина центрального угла φ равна 28°41′ или 0,50062 радиан. Тогда длина дуги от точки 0 до точки 3 будет равна Rφ =1833,39 0,50062 = 917,83 см. На этой длине необходимо разместить 3 плиты оболочки. Размер ширины плиты необходимо принять 3040 мм. Крайняя плита у опорной части будет иметь ширину 2820 мм
(см. рис. 7).
|
|
0 |
|
2 |
|
8 |
|
|
2 |
|
|
1
0
0
1
0
0
2
0
0
|
300 |
|
|
200 |
|
200 |
|
Бортовой элемент |
200 |
|
|
||
20 |
180 |
17600 |
|
|
|
L=18000 |
|
Рис. 7. Опорный узел диафрагмы
Торец сборной плиты является её опорной частью и испытывает действие сдвиговых усилий, которые необходимо передать на верхний пояс диафрагмы при помощи шпоночного соединения (см. рис. 8). Выполним расчёт этого соединения на действие максимальных сдвиговых усилий Nxy max= 61,2056 кН/м при ширине сборной плиты оболочки
3,04 м.
13
3040
150 |
391 |
k=391 |
391 |
394 |
391 |
391 |
391 |
150 |
|
40 |
|
80 |
|
t k |
|
|
|
|
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
=100 |
|
35 |
|
|
|
|
|
|
h |
|
|
|
|
|
|
|
|
k |
|
|
|
|
|
220 |
80 |
15
35
15
100 50
|
100 |
50 |
100 |
|
3040
Рис. 8. Опорная часть плиты покрытия
Бетонных шпонок 3 штуки, их высота 10 см, длина – 39,1 см, вынос (глубина) – 8 см. Расчёт носит проверочный характер.
Определим вынос (глубину) шпонки tk = Q / Rbhknk. В нашем примере Q =Nху3,04 = 61205,6 3,04 = 186065,02 Н, Rb = 14,5 МПа для бетона класса В 25, hк = 10,0 см, nk = 3. Тогда tk= 4,28см при фактическом размере 8 см. Проверка размера длины шпонок lk выполняется из условий скалывания при наличии минимального значения сжимающих усилий Ny для точки 11. Ny min определяется без учёта действия снеговой нагрузки Ny min= 64352,17 Н. Расчёт по определению lk произ-
водим по формуле lk = (Q – 0,7Ny min)/2Rbthknk [3]. Для бетона класса
В 25 – Rbt = 1,05 МПа. В этом случае lk = |
186065,02 −0,7 64352,17 |
= |
|
|
2 1,05(100) 10 3 |
||
|
|
|
|
= 22,38 см, что значительно меньше принятой длины lk = 39,10 см. Срез шпонок не произойдёт даже в том случае, если не учитывать влияние сжимающих усилий. В этом случае длина шпонок по расчёту требуется не менее 29,53 см, что меньше фактической длины 39,10 см. Условие удовлетворяется.
14
Теперь, когда принято решение по очертанию торцевой части сборной плиты оболочки, верхний пояс диафрагмы должен соответствовать профилю плиты в её опорной части (см. рис. 9).
|
60 |
|
|
|
|
280 |
140 140 |
120 |
400 |
|
|
|
|
|
60 |
20 |
180 |
150 |
390 |
392 |
390 |
|
|
120 |
|
17600 |
|
|
60 |
|
|
280 |
400 |
300 |
100 |
|
60 |
Рис. 9. Профиль верхнего пояса диафрагмы
Нижний пояс и стойки диафрагмы проектируются из условий их работы по восприятию усилий, определенных как для элементов фермы.
5. Особенности проектирования сборно-монолитной оболочки
Из изложенного видна сложность выполнения узлового соединения сборных плит с диафрагмой. Этого можно избежать при выполнении оболочки в сборно-монолитном исполнении. В этом случае диафрагмы выполняются как отдельные элементы, а плитная часть монолитной. Верхний пояс диафрагм проектируется с учётом восприятия сдвигающих усилий, передаваемых плитной частью оболочки. Для этого необходимо предусмотреть петлевые выступы арматуры, которые должны соединяться с арматурой плитной части оболочки (см. рис. 10). Монолитная плита оболочки выполняется ребристой. Рёбра (см. рис.4), выполняются по образующей с шагом 301 см и армируются одним плоским каркасом. Толщина плитной части 3,5 см. В местах примыкания к диафрагмам на длине не менее 60 см плита выполняется толщиной не менее 10 см. В этих местах устанавливается дополнительная арматура, которая на сверке присоединяется к петлевым выпускам верхнего пояса диафрагм.
Сама плита оболочки армируется сварной сеткой, как об этом сказано выше, из проволоки класса Вр I Ø 5 мм с шагом 150 мм в обоих направлениях. В угловых местах в пределах точек 10, 8, 6 необходимо устанавливать косую арматуру, которую определяют по главным усилиям Nm, которые даны в табл. 4:
|
|
15 |
|
|
Nm =0,5(Nx +Ny ) ± |
0,25(Nx −Ny )2 +N2xy . |
|||
|
|
a |
|
|
|
a-a |
a |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
300 |
|
|
2 |
400 |
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
4 |
0 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
Рис. 10. Вариант армирования верхнего пояса диафрагмы: |
||||
1 – верхний пояс диафрагмы; 2 – бортовой элемент; 3 – нижний пояс диафрагмы; |
||||
4 – выпуски арматуры петлевых выступов |
|
|
||
Таблица 4
№ |
|
Значения |
|
|
|
A |
Nm |
|||
то- |
|
|
|
|
|
0,5(Nx +Ny) |
0,25(Nx-Ny) |
|
|
c |
Nx |
|
Ny |
|
Nxy |
|
|
||||
чек |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
12,762 |
|
88,297 |
|
9,567 |
50,530 |
1426,384 |
±38,960 |
+89,490 |
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
+11,570 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
2,889 |
|
71,166 |
|
33,561 |
37,028 |
1165,471 |
±47,872 |
+84,900 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-10,844 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
0 |
|
0 |
|
58,949 |
0 |
0 |
±58,949 |
±58,949 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Примечание: + сжатие, – растяжение, А = |
0,25(N x − N y )2 + N 2 xy . |
Напряжение в бетоне из условия |
сжатия Nm= 89,490 кН/м, |
σс=89490/3,5 100 = 255,686 Н/см2 = 2,55 МПа, что значительно меньше