Расчет железобетонной – Расчет железобетонной балки. — Доктор Лом. Первая помощь при ремонте

Расчет индивидуальной железобетонной балки

Что касается строительства с применением несъемной опалубки, то индивидуальные балки являются его неотъемлемой структурной частью. При наличии конструкторской проектной документации вопросов по их устройству не возникает.

Но на площадках индивидуальных застройщиков весьма распространена практика строительства по архитектурным проектам, так называемым эскизникам, и расчеты монолитных балок приходится выполнять по ходу строительства.

Разберем, как можно выполнить расчет железобетонной балки самостоятельно.

Что принять за основу расчета (общие рекомендации)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Основными нормативами для расчетов железобетонных конструкций являются методики, изложенные в Пособиях к СНиП 2.03.01-84 и СП 52-101-2003.

Конечно, правильнее применять более «свежие» методики, но, судя по отзывам специалистов, для людей, решивших самостоятельно разобраться и рассчитать вручную железобетонную конструкцию, не имея предварительного опыта и специального образования, проще воспользоваться старой методикой.

При этом нужно учесть, что весь расчет следует выполнять в рамках одних нормативов. Если уж начали рассчитывать по новому, значит, во всем применяйте данные нового СП.

Для примера, как они могут различаться, приведем таблицы расчетных значений сопротивления бетона сжатию:

Расчетные значения сопротивления бетона сжатию (СНиП 2.03.01-84*(1996))

 

 

Расчетные значения сопротивления бетона сжатию (СП 52-101-2003)

Разница очевидна и по выбору типа бетона, и по количеству расчетных значений.

В дополнение приведем соответствие классов бетона по СНиП 2.03.01-84 маркам бетона по СНиП II-21-75, все еще используемым в обиходе (соответствие — по столбцам):

Марки бетона (СНиП II-21-75)

М50

М75М100

—

М150

—

М200М250

М300

М350

М400М450

М500

М600

М700

—

М800

Классы бетона (СНиП 2.03.01-84)

В3,5

В5

В7,5

В10

В12,5

В15

В20

В25

В30

В35

В40

В45

В50

В55

В60

Железобетон – материал, включающий в себя несколько составляющих, поэтому учесть работу каждого элемента в общей структуре балки (под влиянием всех факторов на ее несущую способность) весьма затруднительно и под силу лишь профессионалам, которые имеют опыт практических расчетов на основе сопромата.

Конечно, существуют специальные расчетные программы, но они весьма не дёшевы и имеют их крупные проектные организации. Для единичного же расчета углубляться в изучение этих программных комплексов нет особой целесообразности.

На помощь может прийти универсальная программа расчета железобетонной балки. Ее работа основана на автоматическом расчете основных параметров при введении исходных данных, таких как: длина перекрываемого пролета, тип железобетонной опоры, значения нагрузок и прочее.

Область применения бетонных блоков для стен подвалов довольно обширна. Кроме возведения ленточного фундамента, они применяются при строительстве технических подпольев и стен цокольных этажей, используются для обнесения опасных участков дорог, а также при постройке гаражей.

При строительстве любых сооружений и зданий основным из требований к конструкции является надежность, должное сопротивление деформированию во время воздействия различных нагрузок. О железобетонных балках перекрытия читайте здесь.

Встроенный в программу калькулятор бетонной балки определит количество арматуры, в зависимости от заданного диаметра стержней и сечения.

Ориентирами же могут служить следующие базовые положения:

• Вся арматура в железобетонной конструкции должна располагаться внутри бетона не ближе 2см от его поверхности
• Арматура должна работать на растяжение, поэтому устанавливать её следует в нижней части конструкции. В верхнем поясе рабочие арматурные стержни устанавливают в случаях, отдельного изготовления балки на строительной площадке с последующим подъемом краном для установки её в проектное положение
• Диаметр сечения рабочей (продольной) арматуры принимается не менее 12мм и класс её – АIII
• Высота сечения не менее(!) 1/20 части перекрываемого пролета (6м/20 = 0,3м)
• Значение отношения высоты к ширине от 2 до 4 (h/b = 2~4)

Также калькулятор железобетонной балки способен выполнить расчет на прочность и рассчитать прогиб.

Определение типа опирания балки

В зависимости от типа опирания (см. Устройство буронабивных свай) выбирается метод расчета. Рассмотрим основные типы опор железобетонных балок на несущие конструкции.

Шарнирный тип опирания.

 

Таковым считается случай, когда в проектное положение устанавливают предварительно изготовленную железобетонную балку.

Причем конструкцией не предусмотрены никакие закладные детали для последующего жесткого соединения с конструктивными элементами здания. Как правило при таком типе опирания ширина плоскости опирания на несущие конструкции (стены, колонны) не превышает 20см.

Жестко защемленная балка.

Чтобы считать балку жестко защемленной на концах, условия должны быть следующими: балка бетонируется одновременно с прилегающими конструкциями в составе монолитной стены, в ее конструкции имеются закладные детали для последующего жесткого соединения с остальными конструктивными элементами.

При бетонировании создает монолитные узлы соединений конструкций.

Многопролетное опирание.

При необходимости перекрыть несколько последовательно расположенных пролетов опирание балки выполняется на несколько опорных конструкций (колонны, простенки между окон).

Такое опирание рассчитывается как многопролетное в случае, если опоры шарнирные). Если опоры жесткие, то расчет ведется по каждому отдельному пролету, как по самостоятельной балке.

Консольное опирание.

Речь о таком типе опирания ведется, когда один или оба конца балки не имеют опор, а так же при отступе опор от концов на некоторое расстояние (свес с опоры).

Например: часть плиты перекрытия выпущена за пределы стены в виде козырька. Такую плиту можно рассматривать балкой с консольной опорой.

Нагрузки на балку

Еще из курса физики известно: все, что неподвижно закреплено (прибито, приклеено и пр.) на чём-либо – это статическая нагрузка.

Соответственно, движущиеся (прыгающие, сотрясающие и т.п.) объекты создают динамические нагрузки.

Но в свою очередь эти нагрузки в случае строительной физики подразделяются на сосредоточенные и равномерные. К сосредоточенным нагрузкам можно отнести, к примеру, бетонную скульптуру, установленную на перемычке (балке) арки.

С равномерными нагрузками несколько сложнее, так как они подразделяются еще на подгруппы: равномерно распределенные по всей поверхности, равномерно изменяющиеся по длине или ширине и неравномерно изменяющейся, соответственно.

Для сосредоточенной нагрузки единицей измерения принят килограмм (килограмм-сила (кгс), ньютон (Н)).

Единицей измерения для распределенной нагрузки принято отношение кгс/м?, однако, при расчетах сборных железобетонных балок для перекрытия значение распределенной нагрузки принимается на метр погонный (м.п.). Для построения эпюр изгибающих моментов к расчету принимается только длина, а высота и ширина игнорируются.

Чтобы перейти от метров квадратных к погонным, когда идет расчёт балки перекрытия, значение распределенной нагрузки умножим на показатель расстояния между балками перекрытия (их осями).

А если определяем нагрузку на перемычку, то плотность лежащего на перемычке материала конструкции, умножаем на ширину и высоту этой конструкции.

Арматура для изготовления стропильных и подстропильных железобетонных балок должна быть предварительно напряженной, для отдельных типов допускаются исключения предусмотренные ГОСТом.

При изготовлении железобетонных конструкций, плотность укладки бетона контролируют по коэффициенту уплотнения (отношение действительной плотности бетона к ее расчетному значению). О данном виде изделий читайте в этой статье.

От тщательности сбора и расчета нагрузок на балку зависит конструктивная надежность сооружения.

Но если со статическими нагрузками все более-менее ясно, то рассчитать возможные динамические нагрузки на все случаи жизни – занятие неблагодарное и приведет к малообоснованному удорожанию строительства.

Поэтому динамические нагрузки принимаются с различными коэффициентами, приближающими к реалиям возможности возникновения одномоментно различных динамических воздействий в данном конкретном месте.

Приведем некоторые значения, наиболее часто учитываемых при расчетах, нагрузок:

• Вес сборных железобетонных плит заводского изготовления (h=220 мм) 310 ~ 350кг/м2;
  Объемный вес бетона М200 — 2450 кг/м3;
• Полезная нагрузка на перекрытие с учетом различных коэффициентов:
  жилые помещения ~200 кг/м2
  офисные помещения ~ 250 кг/м2
• Вес покрытия пола из керамической плитки с цементно-песчаной стяжкой толщиной 25-30мм ~ 100 кг/м2
• Снеговые, дождевые, сейсмические и прочие нагрузки от природных факторов нужно принимать по СНиП 23-01-99*(«Строительная климатология») с учетом климатического района строительства.

Таким образом, выполнить расчет железобетонной балки вручную вполне возможно, но, на наш взгляд, гораздо рациональнее будет потрачено время, если воспользоваться какой-либо программой для расчета.

imbuilder.ru

Расчет железобетонной балки калькулятор онлайн. Расчет железобетонной балки

Не смотря на то, что заводы железобетонных изделий производят большое количество готовой продукции, все же иногда приходится делать железобетонную балку перекрытия или железобетонную перемычку самому. А при строительстве дома с использованием несъемной опалубки без этого просто не обойтись. Практически все видели строителей-монтажников, засовывающих в опалубку какие-то железяки, и почти все знают, что это — арматура, обеспечивающая прочность конструкции, вот только определять количество и диаметр арматуры или сечение горячекатаных профилей, закладываемых в железобетонные конструкции в качестве арматуры, хорошо умеют только инженеры-технологи. Железобетонные конструкции, хотя и применяются вот уже больше сотни лет, но по-прежнему остаются загадкой для большинства людей, точнее, не сами конструкции, а расчет железобетонных конструкций. Попробуем приподнять завесу таинственности над этой темой примером расчета железобетонной балки.

Расчет любой строительной конструкции вообще и железобетонной балки в частности состоит из нескольких этапов. Сначала определяются геометрические размеры балки.

Этап 1. Определение длины балки.

Рассчитать реальную длину балки проще всего. Главное, что мы заранее знаем пролет, который должна перекрыть балка, а это уже большое дело. Пролет — это расстояние между несущими стенами для балки перекрытия или ширина проема в стене для перемычки. Пролет — это расчетная длина балки, реальная длина балки будет конечно же больше. Так как балка висеть в воздухе не может (хотя настоящие ученые все же добились некоторых успехов в антигравитации), значит, длина балки должна быть больше пролета на ширину опирания на стены. И хотя все дальнейшие расчеты производятся по расчетной, а не по реальной длине балки, определить реальную длину балки все-таки нужно. Ширина опор зависит от прочности материала конструкции под балкой и от длины балки, чем прочнее материал конструкции под балкой и чем меньше пролет, тем меньше может быть ширина опоры. Теоретически рассчитать ширину опоры, зная материал конструкции под опорой можно точно также, как и саму балку, но обычно никто этого не делает, если есть возможность опереть балку на кирпичные, каменные и бетонные (железобетонные) стены на 150-300 мм при пролетах 2-10 метров. Для стен из пустотелого кирпича и шлакоблока может потребоваться расчет ширины опоры.

Для примера примем значение расчетной длины балки = 4 м.

Этап 2. Предварительное определение ширины и высоты балки и класса (марки) бетона.

Эти параметры нам точно не известны, но их следует задать, чтобы было, что считать.

Если это будет перемычка, то логично из конструктивных соображений сделать перемычку шириной, приблизительно равной ширине стены. Для балок перекрытия ширина может быть какой угодно, но обычно принимается не менее 10 см и кратной 5 см (для простоты расчетов). Высота балки принимается из конструктивных или эстетических соображений. Например, для кирпичной кладки логично сделать перемычку высотой в 1 или 2 высоты кирпича, для шлакоблока — в 1 высоту шлакоблока и так далее. Если балки перекрытия будут видны после окончания строительства, то также логично сделать высоту балки пропорциональной ширине и длине балки, а также расстоянию между балками. Если балки перекрытия будут бетонироваться одновременно с плитой перекрытия, то полная высота балки при расчетах будет составлять: видимая высота балки + высота монолитной плиты перекрытия.

Для примера примем значения ширины = 10 см, высоты = 20 см, класс бетона В25.

Этап 3. Определение опор.

С точки зрения сопромата, будет ли это перемычка над дверным или оконным проемом или балка перекрытия, значения не имеет. А вот то как именно балка будет опираться на стены имеет большое значение. С точки зрения строительной физики любую реальную опору можно рассматривать или как шарнирную опору, вокруг которой балка может условно свободно вращаться или как жесткую опору. Другими словами жесткая опора называется защемлением на концах балки. Почему столько внимания уделяется опорам балки, станет понятно чуть ниже.

1. Балка на двух шарнирных опорах.

Если железобетонная балка устанавливается в проектное положение после изготовления, ширина опирания балки на стены меньше 200 мм, при этом соотношение длины балки к ширине опирания больше 15/1 и в конструкции балки не предусмотрены закладные детали для жесткого соединения с другими элементами конструкции, то такая железобетонная балка однозначно должна рассматриваться как балка на шарнирных опорах. Для такой балки принято следующее условное обозначение:

2. Балка с жестким защемлением на концах.

Если железобетонная балка изготавливается непосредственно в месте установки, то такую балку можно рассматривать, как защемленную на концах только в том случае, если и балка и стены, на которые балка опирается, бетонируются одновременно или при бетонировании балки предусмотрены закладные детали для жесткого соединения с другими элементами конструкции. Во всех остальных случаях балка рассматривается, как лежащая на двух шарнирных опорах. Для такой балки принято следующее условное обозначение:

3. Многопролетная балка.

Иногда возникает необходимость рассчитать железобетонную балку перекрытия, которая будет перекрывать сразу две или даже три комнаты, монолитное железобетонное перекрытие по нескольким балкам перекрытия или перемычку над несколькими смежными проемами в стене. В таких случаях балка рассматривается как многопролетная, если опоры шарнирные. При жестких опорах количество пролетов значения не имеет, так как опоры жесткие, то каждая часть балки может рассматриваться и рассчитываться как отдельная балка.

4. Консольная балка.

Балка, один или два конца которой не имеют опор, а опоры находятся на некотором расстоянии от концов балки, называется консольной. Например плиту перекрытия над фундаментом, выступающую за пределы фундамента на несколько сантиметров, можно рассматривать как консольную балку, кроме того перемычку, опорные участки которой больше l/5 также можно рассматривать как консольную и так далее.

Этап 4. Определение нагрузки на балку.

Нагрузки на балку могут быть самыми разнообразными. С точки зрения строительной физики все, что неподвижно лежит на балке, прибито, приклеено или подвешено на балку — это статическая нагрузка. Все что ходит, ползает, бегает, ездит и даже падает на балку — это все динамические нагрузки. Нагрузка может быть сосредоточенной, например, человека, стоящего на балке, или колеса автомобиля, опирающиеся на балку длиной 3 и более метров, можно условно рассматривать как сосредоточе

housepic.ru

Железобетонные конструкции. Примеры расчета

Введение
ОДНОЭТАЖНЫЕ ПРОМЫШЛЕННЫЕ ЗДАНИЯ
Компоновка конструктивной схемы промышленного здания и исходные данные для проектирования
Общие положения
Конструктивные решения
Вертикальные и горизонтальные связи в каркасных промышленных зданиях

Примеры расчета конструкций трехпролетного здания с шагом колонн по крайнему ряду — 6 м, по среднему — 12 м
Панели покрытий
Расчет предварительно напряженной панели покрытия 1,5×6 м
Балки покрытий
Расчет предварительно напряженной двускатной балки покрытия пролетом 18 м
Подстропильные конструкции
Расчет предварительно напряженной подстропильной балки пролетом 12 м
Подкрановые балки
Расчет предварительно напряженной подкрановой балки проле
том 12 м
Стеновые панели
Расчет стеновой панели 1,2×6 м
Фундаментные балки
Расчет фундаментной балки пролетом 6 м
Рамы одноэтажных промышленных зданий
Статический расчет поперечной рамы
Колонны
Расчет колонны крайнего ряда
Фундаменты под колонны
Расчет внецентренно загруженного фундамента с повышенным стаканом под колонну крайнего ряда

Здание с шагом рам 12 м
Покрытие при шаге стропильных конструкций 12 м
Расчет предварительно напряженной панели покрытия 3X12 м
Фермы
Расчет предварительно напряженной железобетонной сегментной фермы пролетом 18 м

Здание пролетом 36 м
Конструкции здания пролетом 36 м
Расчет сборной предварительно напряженной арки пролетом 36 м
Расчет двухветвевой колонны среднего ряда

Многоэтажные здания
Междуэтажное монолитное перекрытие
Конструктивная схема перекрытия
Расчет плиты
Расчет второстепенной балки
Расчет главной балки
Расчет колонны I этажа
Расчет фундамента

Сборное балочное перекрытие
Конструктивная схема перекрытия
Расчет панели перекрытия с вертикальными пустотами
Расчет сборного ригеля перекрытия
Расчет колонны I этажа

Приложение 1
Приложение 2
Приложение 3
Приложение 4
Приложение 5
Литература

dwg.ru

Расчет железобетонных конструкций / Доктор Лом. Первая помощь при ремонте

Не смотря на то, что заводы железобетонных изделий производят большое количество готовой продукции, все же иногда приходится делать железобетонную балку перекрытия или железобетонную перемычку самому. Практически все видели строителей-монтажников, засовывающих в опалубку какие-то железяки, и почти все знают, что это — арматура, обеспечивающая прочность конструкции, вот только определять количество и диаметр арматуры или сечение горячекатаных профилей, закладываемых в железобетонные конструкции в качестве арматуры, хорошо умеют только инженеры-технологи. Железобетонные конструкции, хотя и применяются вот уже больше сотни лет, но по-прежнему остаются загадкой для большинства людей, точнее, не сами конструкции, а расчет железобетонных конструкций. Попробуем приподнять завесу таинственности примером расчета железобетонной балки. Комментарии (292) Монолитные железобетонные плиты перекрытия, не смотря на большое количество готовых плит, по-прежнему востребованы. Особенно, если это свой дом с неповторимой планировкой, где все комнаты имеют разные размеры или строительство ведется без использования подъемных кранов. В таких случаях устройство монолитной железобетонной плиты перекрытия позволяет значительно сократить расходы на материалы или их доставку и монтаж, однако при этом больше времени уйдет на подготовительные работы, в числе которых устройство опалубки. Однако людей, затевающих бетонирование перекрытия, отпугивает не это. Сделать опалубку, заказать арматуру и бетон сейчас не проблема, проблема в том, как определить какой именно бетон и какая арматура для этого нужны. Данная статья не является руководством к действию, а носит чисто информационный характер. Все тонкости расчета железобетонных конструкций строго нормированы СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения» и сводом правил СП 52-101-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры» по всем вопросам расчета железобетонных конструкций следует обращаться именно к этим документам, мы же далее рассмотрим пример расчета железобетонной плиты согласно рекомендаций указанных норм и правил. Комментарии (104) Люди, при строительстве своего дома собирающиеся делать монолитные железобетонные плиты перекрытия, часто сталкиваются со следующей проблемой: монолитная железобетонная плита будет опираться на четыре несущих стены и, значит, такую плиту имеет смысл рассчитывать как плиту, опертую по контуру. Вот только как это сделать, не совсем понятно. Разработчики различных методик расчета явно ориентируются на читателя, съевшего при изучении сопромата не одну собаку, а как минимум целую упряжку. А не очень добросовестные наборщики текстов официальных документов (назовем их так) не очень заботятся о соблюдении обозначений и тем еще более запутывают дело. В принципе, ничего сложного в таком расчете нет и ниже мы рассмотрим основные расчетные предпосылки и примеры расчета. Комментарии (252) В частном строительстве железобетонные колонны делаются не так уж и часто, а если и делаются, то как правило это центрально загруженные колонны достаточно большого сечения и относительно малой длины, да и арматуру на колонны жалеть не принято, а потому делаются такие колонны без особенного расчета и прочности им обычно хватает. Между тем иметь хотя бы общее представление о принципах расчета железобетонных колонн не помешает, а если колонны будут внецентренно нагруженными, то без расчета уже не обойтись. Расчет следует производить согласно требований СНиП 2.03.01-84 или СП 52-101-2003. Приводимые ниже примеры расчета не более, чем примеры. Комментарии (52) Что такое момент сопротивления и откуда взялся этот термин? Каждое тело, даже элементарно малое, имеет определенную массу, геометрические и прочностные характеристики, т.е. обязательно имеет центр тяжести и сопротивляется растяжению или сжатию. Эти прочностные характеристики называются сопротивлением материала сжатию или растяжению. Значение сопротивления зависит от физических свойств тела и пока нами не рассматривается. На данном этапе достаточно знать, что сталь намного прочнее бумаги, а на сколько прочнее — дают ответ различные справочники. Комментарии (20) В малоэтажном строительстве как правило используются железобетонные конструкции с расчетной арматурой только в растянутой зоне поперечного сечения. В верхней, сжатой зоне арматура в таких случаях устанавливается без расчета, т.е. конструктивно — для перераспределения возможных местных нагрузок, для упрощения изготовления каркаса и т.д. Однако бывают ситуации, когда из-за ограничений геометрических размеров сечения, ограничений по классу бетона или при использовании готовых железобетонных конструкций необходимо добавить арматуру в сжатую зону или учесть наличие рабочей арматуры в сжатой зоне поперечного сечения. Расчет в этом случае немного усложняется, но необходимые этапы и сам принцип расчета, а точнее расчетные предпосылки практически не изменяются. Данная статья не является руководством к действию, а носит чисто информационный характер. Все тонкости расчета железобетонных конструкций строго нормированы СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции», СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения» и сводом правил СП 52-101-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры» по всем возникающим вопросам расчета железобетонных конструкций следует обращаться именно к этим документам, мы же далее рассмотрим пример расчета железобетонной балки с арматурой в сжатой зоне с использованием рекомендаций указанных норм и правил. Комментарии (25) Расчет железобетонных балок, ригелей и прочих железобетонных конструкций вызывает множество вопросов. Статья, посвященная расчету железобетонной балки, распухла из-за этих вопросов неимоверно и даже открывается в браузере с трудом. Чтобы снизить нагрузку на основную статью, я решил часть вопросов и ответов по теме расчета железобетонных конструкций перенести в отдельную статью. Таким образом здесь собраны комментарии к статье: «Расчет железобетонной балки», не более того. Все тонкости расчета железобетонной балки изложены в основной статье. Еще раз напомню, здесь даются только рекомендации, скорее всего они вам не пригодятся, но все может быть. Любой точный расчет — это время, а значит и деньги. Я денег не беру, потому точными расчетами и не занимаюсь. Комментарии (142) Расчет железобетонной балки таврового сечения от расчета балки прямоугольного сечения отличается тем, что следует учитывать высоту сжатой зоны поперечного сечения. Так как геометрические размеры тавровых сечений бывают разными, то сжатая зона бетона может быть или только в полке тавра или и в полке и частично в ребре. Кроме того следует учитывать наличие или отсутствие арматуры в сжатой зоне сечения. Далее будут рассматриваться примеры расчетов для тавровых сечений, у которых отсутствует арматура в сжатой зоне для упрощения изложения и с учетом того, что такие случаи в практике малоэтажного строительства встречаются намного чаще Комментарии (15) Пустотные плиты перекрытия (при маркировке таких плит используются литеры ПК или ПБ) хороши уже тем, что их не нужно рассчитывать и делать самому. Делают такие плиты на заводе, согласно утвержденных чертежей. Какой при этом используется класс бетона и арматура: преднапряженная или не преднапряженная, каркасы сварные или вязанные, армирование выполняется сетками или отдельными стержнями — простой человек не знает, да и не зачем ему знать. Достаточно того, что в маркировке указывается максимальная допустимая нагрузка для пустотной плиты (само собой собственный вес пустотной плиты в эту нагрузку не входит). Таким образом достаточно просто посмотреть на маркировку, чтобы определить какую равномерно распределенную плоскую нагрузку может выдержать данная плита. Например для плиты ПК63-12-8 (пк 63-12.8) такая нагрузка составит 800 кг/м2 (или 8 кПа). Соответственно длина такой плиты 63 дм (6.3 м), а ширина — 12 дм (1.2 м). А если перевести эту плоскую равномерно распределенную нагрузку в линейную (для 1 метра ширины плиты), то максимально допустимая линейная равномерно распределенная нагрузка для такой плиты составит 800 кг/м. А максимально допустимый изгибающий момент: М = ql2/8 = 800·62/8 = 3600 кгм Комментарии (40) Монолитное ребристое перекрытие (перекрытие по балкам) является более экономичным, чем сплошное монолитное перекрытие между 2 стенами — опорами и более экономичным, чем сплошное монолитное перекрытие по контуру — опирающееся на все 4 стены. Кроме того ребристое перекрытие является более легким, а значит уменьшается нагрузка на стены и на фундамент, в итоге весь дом будет стоить дешевле. Однако у ребристых монолитных перекрытий есть и недостатки, главный из них — это необходимость использования более сложной, а значит и более дорогой опалубки. А если вы в итоге хотите получить ровный потолок, то балочное монолитное перекрытие придется чем-то зашивать. Одним из способов решения этих проблем является использование несъемной опалубки. Однако расчет перекрытий с использованием такой опалубки мы рассмотрим чуть позже, а для начала ознакомимся с основными принципами расчета на примере однопролетного ребристого монолитного перекрытия, у которого балки — ребра имеют простое прямоугольное сечение. Комментарии (6) Существующие на сегодняшний день методики расчета железобетонных конструкций по второй группе предельных состояний, в частности расчет по деформациям, выглядят достаточно сложными и трудоемкими из-за использования множества уточняющих формул, иногда полученных эмпирическим путем. Между тем человек, с трудом осиливший расчет на прочность (расчет по первой группе предельных состояний) железобетонной балки или плиты перекрытия для частного дома, выполнить расчет по второй группе предельных состояний в соответствии с требованиями нормативных документов уже не в состоянии. Остается только надеяться, что прогиб если и будет, то будет небольшой. Однако, как показывает практика, для железобетонных конструкций — шарнирно опертых однопролетных балок именно расчет по второй группе предельных состояний является определяющим, в том смысле, что прогиб таких балок, рассчитанных только на прочность, очень часто больше предельно допустимого. Комментарии (5) Расчет монолитной плиты, опертой по контуру — отдельная большая тема. Причина тому — плоское напряженное состояние плиты-пластины, для которой простые формулы теории сопротивления материалов, описывающие линейное напряженное состояние, не применимы. Существует несколько методик расчета пластин и при этом ни одна из них не является точной, все приближенные. А когда плита будет иметь дополнительные опоры, например, колонну посредине или внутренние стены, то расчет такой плиты еще более усложняется, так как к вышеперечисленным прелестям добавляется статическая неопределимость системы. А кроме того, наличие большого количества опор требует учета влияния возможной просадки одной из опор. Комментарии (19) Конструктивные требования по армированию балок и плит перекрытия достаточно подробно изложены в действующих нормативных документах. Вот только разобраться в этих требованиях порой не просто, особенно человеку, занимающемуся расчетом железобетонной конструкции первый и возможно последний раз в жизни. В данной статье я попробую прокомментировать существующие нормативные положения, не более того. Основное внимание будет уделено изготовлению монолитных ж/б конструкций в условиях строительной площадки, как наиболее распространенного случая для малоэтажного строительства. Итак: Комментарии При расчетах бетонных и железобетонных конструкций по второй группе предельных состояний, в частности при определении прогибов, необходимо знать модуль упругости E (модуль Юнга) бетона при сжатии. При этом следует различать начальный Eb и приведенный Eb1 модули упругости. Факторы, влияющие на значение расчетного модуля упругости Более подробно сущность модуля упругости, предела пропорциональности, предела прочности, нормальных напряжений, деформаций и других понятий рассматривается отдельно. Здесь лишь отметим, что для материалов, у которых предел пропорциональности незначительно меньше предела текучести, можно использовать линейную деформационную модель. Т.е. предполагать деформации прямо пропорциональными нормальным напряжениям. Комментарии Многопролетные балки даже в частных малоэтажных домах не такая уж и редкость. Так любую половую доску, укладываемую на лаги, или лист гипсокартона, подшиваемый к профилям потолка, можно рассматривать как многопролетную неразрезную балку. Впрочем и половые доски и гипсокартонные листы в расчете как правило не нуждаются, а вот монолитное железобетонное перекрытие по балкам рассчитывать нужно. Вот только сделать это не так уж и просто, потому как многопролетные неразрезные балки являются статически неопределимыми конструкциями и потому при расчетах следует использовать или метод сил или метод опорных моментов. При большом количестве пролетов лучше использовать метод моментов. Например: Комментарии (4) Всего статей по ремонту в этом разделе: 34

doctorlom.com

Расчет железобетонных конструкций, Справка для проектировщика

Общие положения расчета железобетонных конструкций

Общие положения расчета железобетонных конструкций по предельным состояниям

Расчеты бетонных и железобетонных конструкций следует производить в соответствии с требованиями ГОСТ 27751-2014, СП 63.13330.2012 и СП 20.13330.2011 по методу предельных состояний, включающему:

— предельные состояния первой группы, приводящие к полной непригодности эксплуатации конструкций;
— предельные состояния второй группы, затрудняющие нормальную эксплуатацию конструкций или уменьшающие долговечность зданий и сооружений по сравнению с предусматриваемым сроком службы.

Расчеты должны обеспечивать надежность зданий или сооружений в течение всего срока их службы, а также при производстве работ в соответствии с требованиями, предъявляемыми к ним.

Расчеты бетонных и железобетонных конструкций следует производить на все виды нагрузок, отвечающих функциональному назначению зданий и сооружений, с учетом влияния окружающей среды (климатических воздействий и воды — для конструкций, окруженных водой), а в необходимых случаях — с учетом особых воздействий.

Расчет элементов производится по наиболее опасным сечениям, расположенным под углом к направлению действующих на элемент усилий, на основе расчетных моделей, учитывающих работу материалов железобетона в данном напряженно-деформированном состоянии.

Расчет бетонных элементов по прочности

Бетонные элементы в зависимости от условий их работы и требований, предъявляемых к ним, рассчитывают по предельным усилиям без учета или с учетом сопротивления бетона растянутой зоны.

Без учета сопротивления бетона растянутой зоны (рисунок 1) производят расчет внецентренно сжатых элементов при расположении продольной сжимающей силы в пределах поперечного сечения элемента, принимая, что достижение предельного состояния характеризуется разрушением сжатого бетона. Сопротивление бетона сжатию при расчете по предельным усилиям условно представляют напряжениями, равными , равномерно распределенными по части сжатой зоны (условной сжатой зоны) с центром тяжести, совпадающим с точкой приложения продольной силы.

docs.cntd.ru

Железобетонные конструкции (расчёт и конструирование)

Предисловие к первому изданию 4
Предисловие к третьему изданию 6
Раздел I. Расчёт и конструирование бетонных и железобетонных элементов и конструкций 7
Глава 1. Общие данные 7
Указания по проектированию конструкций 7
Унификация конструкций зданий 8
Промышленные здания 9
Жилые и общественные здания 14
Нагрузки 17
Температурно-усадочные швы 19
Материалы для бетонных и железобетонных конструкций 20
Бетон 20
Арматура 22
Нормативные характеристики материалов 36
Бетон 36
Арматура 38
Расчётные характеристики материалов 40
Бетон 40
Арматура 43
Глава 2. Основные расчётные положения 48
Общие указания 48
Алгоритмизация расчёта элементов конструкций 53
Глава 3. Расчёт элементов бетонных конструкций 57
Общие указания 57
Центрально сжатые элементы 57
Изгибаемые элементы 58
Внецентренно сжатые элементы 59
Расчёт на местное сжатие 61
Глава 4. Расчёт элементов железобетонных конструкций с ненапрягаемой арматурой 63
Расчёт по прочности 63
Общие указания 63
Центрально сжатые элементы 66
Центрально растянутые элементы 69
Изгибаемые элементы (симметрично относительно плоскости действия момента формы сечения) 69
Расчёт сечений, нормальных к продольной оси элемента 69
Расчёт сечений, наклонных к продольной оси элемента, по поперечной силе 81
Расчёт сечений, наклонных к продольной оси элемента, по изгибающему моменту 91
Внецентренно сжатые элементы (симметричного сечения при расположении продольной силы в плоскости симметрии) 93
Общие положения 93
Расчёт прямоугольных сечений с симметричной арматурой 103
Расчёт прямоугольных сечений с несимметричной арматурой 108
Расчёт двутавровых сечений с симметричной арматурой 113
Внецентренно растянутые элементы (симметричного сечения при расположении продольной силы в плоскости симметрии) 115
Общие положения 115
Расчёт прямоугольных сечений 116
Изгибаемые и внецентренно сжатые элементы несимметричной относительно плоскости действия изгибающего момента формы сечения 119
Косой изгиб элементов прямоугольного и таврового сечений 119
Косое внецентренное сжатие элементов прямоугольного сечения 122
Элементы прямоугольного сечения, работающие на кручение с изгибом 127
Расчёт по деформациям 132
Расчёт по раскрытию трещин 145
Глава 5. Расчёт элементов предварительно напряжённых железобетонных конструкций 155
Определение напряжений в железобетонных элементах 155
Предварительные напряжения в напрягаемой арматуре, принимаемые в расчёте 155
Потери предварительного напряжения напрягаемой арматуре 157
Предварительные напряжения в ненапрягаемой арматуре от усадки и ползучести бетона 162
Усилие продольного предварительного обжатия 163
Предварительные напряжения в арматуре, контролируемые в процессе натяжения 163
Напряжения в железобетонных элементах 165
Расчёт по прочности 171
Общие указания 171
Центрально растянутые элементы 172
Изгибаемые элементы 173
Расчёт сечений, нормальных к продольной оси элемента 173
Расчёт сечений, наклонных к продольной оси элемента, по поперечной силе 182
Расчёт сечений, наклонных к продольной оси элемента, по изгибающему моменту 185
Расчёт на воздействие предварительного обжатия и усилий, возникающих при транспортировании и монтаже 186
Расчёт по образованию трещин 188
Общие положения 188
Осевое растяжение центрально обжатых элементов 189
Элементы, работающие на изгиб, внецентренное растяжение, осевое растяжение при внецентренном обжатии и кручение 189
Расчёт сечений, нормальных к продольной оси элемента 189
Расчёт по образованию трещин в наклонных сечениях 199
Расчёт по деформациям 200
Расчёт по раскрытию трещин 208
Глава 6. Расчёт элементов железобетонных конструкций, подвергающихся воздействию многократно повторяющихся нагрузок 210
Общие указания 210
Расчётные сопротивления бетона и арматуры при расчёте на выносливость и по образованию трещин 211
Расчёт на выносливость и по образованию трещин 212
Расчёт по деформациям 214
Расчёт по раскрытию трещин 214
Глава 7. Расчёт прочности элементов на местное действие нагрузки 215
Расчёт на местное сжатие (смятие) 215
Расчёт на продавливание 216
Глава 8. Основные указания по конструированию 217
Общие сведения 217
Защитный слой бетона 219
Сварные сетки и каркасы 220
Пряди, канаты, пучки 225
Расстояние между стержнями и пучками арматуры 226
Анкеровка арматуры 228
Анкеровка ненапрягаемой арматуры 228
Анкеровка напрягаемой арматуры 231
Стыки арматуры 236
Сварные стыки 237
Стыки ненапрягаемой арматуры внахлестку (без сварки) 246
Глава 9. Основные указания по расчёту и конструированию несущих элементов зданий 250
Общие положения 250
Плиты 254
Общие указания 254
Статический расчёт плит 255
Конструирование плит 259
Армирование сварными сетками 260
Армирование отдельными стержнями 262
Балки 263
Общие указания 263
Статический расчёт балок 264
Конструирование балок 267
Армирование сварными каркасами 271
Армирование вязаными каркасами 273
Стойки 276
Общие указания 276
Расчёт стоек 277
Конструирование стоек 281
Рамы 287
Общие указания 287
Статический расчёт рам 288
Расчёт многоэтажных рам с вертикальными стойками методом последовательных приближений 294
Расчёт сборных железобетонных поперечников одноэтажных производственных зданий 315
Литература по статическому расчёту рам 333
Фундаменты 333
Общие указания 333
Определение размеров подошвы фундаментов 342
Определение осадок фундаментов 350
Основные положения расчёта железобетонных фундаментов по прочности и раскрытию трещин 353
Ленточные фундаменты под стены 359
Отдельные фундаменты под колонны 361
Монолитные фундаменты 361
Сборные одноблочные фундаменты 369
Сборные двухслойные фундаменты 372
Ленточные фундаменты под ряды колонн 383
Сплошные плитные фундаменты 386
Стыки сборных конструкций 388
Монтажные петли 397
Указания по разработке и оформлению рабочих чертежей 398
Раздел II. Примеры расчёта и конструирования 399
Глава 10. Покрытия 405
Предварительно напряжённая ребристая плита размером 3х12 м для покрытия производственного здания 405
Предварительно напряжённая двускатная балка покрытия 422
Предварительно напряжённая стропильная ферма 441
Глава 11. Перекрытия 465
Монолитное ребристое перекрытие с балочными плитами 465
Монолитное ребристое перекрытие с плитами, опёртыми по контуру 507
Глава 12. Одноэтажные промышленные здания 524
Предварительно напряжённая подкрановая балка 524
Одноэтажный многопролётный поперечник промышленного здания 551
Одноэтажный однопролётный поперечник промышленного здания 584
Глава 13. Фундаменты 592
Центрально нагруженный сборный ленточный фундамент под стену 592
Внецентренно нагруженный сборный ленточный фундамент под стену 594
Монолитный фундамент под сборную колонну 597
Двухслойный фундамент под колонну 603
Раздел III. Данные по статическому расчёту конструкции 613
Общие замечания 613
Глава 14. Плиты и балки 613
Однопролётные плиты и балки 613
Неразрезные плиты и балки 645
Равнопролётные плиты и балки 653
Неравнопролётные плиты и балки 680
Неразрезные балки и балочные плиты (расчёт по методу предельного равновесия) 682
Подкрановые балки 684
Однопролётные балки 684
Неразрезные пятипролётные балки 703
Плиты, опёртые по контуру 709
Прямоугольные плиты 712
Треугольные плиты 737
Трапецеидальные плиты 756
Круглые и кольцевые плиты 761
Плиты различной конфигурации 784
Плиты, опёртые по контуру (расчёт по методу предельного равновесия) 786
Балки кессоных перекрытий 788
Балки с криволинейной и ломаной в плане осью 790
Глава 15. Балки-стенки 801
Однопролётные и консольные балки-стенки 801
Многопролётные балки-стенки 815
Глава 16. Стойки 818
Ступенчатые стойки сплошного сечения с верхней шарнирной и нижней защемлённом опорами 818
Двуветвевые стойки с верхней шарнирной и нижней защемлённой опорами 828
Ступенчатые стойки с защемлёнными опорами 830
Ступенчатые стойки, защемлённые в нижнем сечении и шарнирно закреплённые в двух уровнях 841
Главы 17. Рамы 842
Простые рамы 842
Многопролётные и многоэтажные рамы 854
Расчёт рам на вертикальную, нагрузку 860
Расчёт рам на ветровую нагрузку 867
Определение упругих перемещений в рамах 869
Г лава 18. Шпренгельные системы 872
Глава 19. Арки 875
Трёхшарнирные арки 875
Двухшарнирные арки с затяжками (однопролётные и неразрезные) 877
Бесшарнирные арки 894
Глава 20. Оболочки вращения 901
Глава 21. Трубы 918
Раздел IV. Нагрузки и воздействия 929
Глава 22. Нагрузки 929
Классификация нагрузок 929
Сочетания нагрузок 930
Постоянные нагрузки 931
Временные нагрузки на перекрытия 934
Крановые нагрузки 937
Нагрузки от мостовых кранов 937
Нагрузки от подвесных кранов 956
Снеговые нагрузки 972
Ветровые нагрузки 978
Глава 23. Воздействия 989
Учёт сейсмических воздействий 989
Учёт температурно-влажностных воздействий 992
Литература 995
Оглавление 996

dwg.ru

Расчет монолитной железобетонной лестницы в Лире. Пример расчета. Видео.

Сегодня я хочу с вами поделиться алгоритмом расчета монолитной лестницы в программном комплексе Лира 9.6. В конце статьи вас ждет видео, но сначала немного теории и пояснений.

Имеется у нас лестница, один ее марш с площадками изображен на рисунке, а рассчитывать мы будем один этаж лестницы с двумя маршами.

Ступени (выделено красным) мы учитываем как нагрузку. Работе конструкции они не помогают, а лишь нагружают лестничный марш. А вот элементы, включенные в расчет, — это лестничные площадки и марши (выделено синим).

Итак, давайте начнем расчет.

Видеоурок вы найдете внизу статьи ↓

Сбор нагрузки.

1. Нагрузка от собственного веса марша и площадки определится автоматически.

2. Нагрузка от веса ступеней.

Нагрузка от веса ступени вертикальная, она не перпендикулярна маршу. Мы ее будем задавать в виде неравномерно распределенной нагрузки на каждую ступень (подробнее в видео). Изменяется она от нуля до максимального значения, равного высоте ступени 0,15 м, умноженной на вес железобетона 2,5 т/м³ и на коэффициент надежности по нагрузке 1,1:

0,15∙2,5∙1,1 = 0,41 т/м².

Выглядеть в итоге эта нагрузка будет так:

3. Временная нагрузка от веса людей 0,3 т/м² (согласно ДБН «Нагрузки и воздействия) с коэффициентом 1,2:

1,2∙0,3 = 0,36 т/м².

4. Нагрузка для проверки на зыбкость (согласно ДСТУ Б В.1.2-3:2006 «Прогибы и перемещения») – 0,1 т.

Построение расчетной схемы.

Расчетная схема лестницы состоит из трех площадок и двух маршей между ними. Результаты расчета для площадки можно смотреть только по средней площадке, так как к нижней и верхней приложена нагрузка лишь от одного марша.

Опирание площадок в данной задаче – по одной стороне. Вместе с маршем площадки образуют устойчивую конструкцию, по сути ломаная по высоте плита, опирающаяся по двум сторонам. С таким же успехом можно смоделировать и площадки, опирающиеся по трем сторонам, и даже марши, заведенные наружным краем на стену – нужно просто зафиксировать нужные узлы.

Важный нюанс в построении схемы: количество элементов вдоль марша должно быть равно количеству ступеней, так проще будет задавать нагрузку от собственного веса ступеней.

Задание жесткости.

Толщина и площадок, и марша одинакова. Жесткости в расчете мы задаем две: одну с обычным значением модуля упругости бетона, вторую – с пониженным (для расчета по второму предельному состоянию). Сначала мы назначим пониженный модуль упругости, сделаем расчет и проверим перемещения, а затем вернемся в исходные данные, сменим модуль упругости на обычное для железобетона значение и пересчитаем, чтобы уже посмотреть эпюры усилий и выполнить расчет арматуры.

Задание нагрузки.

Три загружения соответствуют трем типам нагрузки:

1. Собственный вес и вес ступеней – постоянная нагрузка с коэффициентом надежности по нагрузке 1,1. Кстати, для расчета по второму предельному состоянию коэффициент равен 1,0, это в расчете не учтено, а желательно бы поиграться. Но у нас и с повышающими коэффициентами все прошло с запасом.

Нагрузка от веса ступеней выглядит так:

На каждой ступеньке она меняется от нуля до максимального значения.

Вместе с собственным весом получается так:

2. Временная нагрузка.

3. Нагрузка для проверки на зыбкость – сто кило в середине марша.

Для проверки нагружаем только один марш, так как марши одинаковые.

Напоминаю. Проверка на зыбкость диктует следующее условие: при нагружении лестничного марша в центре пролета нагрузкой 100 кг марш должен прогнуться (вертикальное перемещение) менее, чем на 0,7 мм.

Почему важна проверка на зыбкость? Если конструкция не проходит по расчету граничное условие, лестница будет играть под ногами. Это не будет угрожать целостности конструкции (до определенных пор), но дискомфорта людям принесет немало. Просто страшно ходит по лестнице, которая трясется от каждого шага.

Кстати, после задания всех нагрузок нужно бы сгенерировать таблицу РСУ (расчетные сочетания усилий), о чем я благополучно забыла во время записи видеоурока. Прощаю себе потому, что рассматриваю результаты (усилия и армирование) по РСН (расчетному сочетанию нагрузок). Но лучше об РСУ не забывать, особенно в более сложных расчетах.

Выполнение расчета для проверки деформаций лестницы.

После того, как была построена расчетная схема, заданы связи, нагрузки, жесткости, можно запускать задачу на расчет и смотреть результаты.

В результатах в первую очередь генерируем РСН (расчетное сочетание нагрузок). У нас три загружения, из них два первых сочетаются между собой. Мы, конечно, можем посмотреть результаты по каждому загружению и просуммировать их, но зачем, если программа позволяет нам воспользоваться ее возможностями? Поэтому генерируем РСН (расчет на зыбкость в сочетания не включаем, он идет отдельным сочетанием) и ищем наихудший результат.

В деформациях нам интересны только перемещения по оси Z, вот их и проверяем. У нас деформация лестничного марша максимум 8 мм. При пролете 5400 мм. Согласно ДСТУ «Прогибы и перемещения» максимальный прогиб не должен превышать L/200. Проверим:

5400/200 = 27 мм > 8 мм.

Условие выполняется, наш прогиб меньше максимально допустимого.

Также нужно проверить условие расчета на зыбкость. Прогиб от нагрузки размером в 0,1 т, приложенной в центре пролета, составляет 0,05 мм – значительно меньше 0,7 мм, значит все в порядке.

Выполнение расчета для определения усилий в лестнице.

Раз с перемещениями все в пределах нормы, можно вернуться в исходные данные, заменить жесткость на обычную (Е=3е006) и пересчитать задачу.

В результате расчета мы получаем результаты, готовые для экспорта в ЛирАРМ. Посмотрим на эпюры моментов и поперечных сил – они не вызывают вопросов и выглядят вполне логично. Кстати, если бы местные оси пластин не совпадали с глобальными осями (я об этом говорю при построении расчетной схемы), с эпюрами усилий была бы путаница – все было бы не то и не так. Этот вопрос я вынесла в отдельную статью (там же есть наглядное видео), можете изучить (статья в разработке).

Переход в ЛирАРМ и расчет армирования лестницы.

Последний этап – расчет армирования лестницы. Здесь никаких особенностей нет. Импортируем в ЛирАРМ, задаем материалы, выполняем расчет по РСН или РСУ (последнее нужно было сформировать в предыдущем окне) и читаем результаты.

Нижняя рабочая арматура:

Верхняя рабочая арматура:

Все готово для конструирования. Им мы тоже займемся в одной из следующих статей.

Спасибо вам за внимание, а вот и видеоурок.

 

 

Вопросы по расчету можно задать в комментариях.

class=»eliadunit»>

Добавить комментарий

svoydom.net.ua