Методические указания к задаче 1

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО Жд ТРАНСПОРТА

Федеральное государственное экономное образовательное учреждение высшего проф образования

Столичный Муниципальный Институт

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

(МИИТ)

Кафедра «Здания и сооружения на транспорте»

Создатель: кандидат технических наук, доцент Ольховая Л.И.

ЗАДАНИЕ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ

И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ЕЕ ВЫПОЛНЕНИЮ ПО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ

Строй конструкции и архитектура транспортных сооружений

Направление/специальность: 23.05.06 Строительство стальных дорог, мостов и транспортных Методические указания к задаче 1 тоннелей

Профиль/специализация:Строительство магистральных стальных дорог» (ЖД)

Квалификация (степень) выпускника: __ инженер путей сообщения _________________

Форма обучения: __ заочная_________ ___________ _______

Москва 2017

Задания и методические указания к контрольной работе

«Расчет и конструирование железобетонного ригеля, колонны и фундамента».

Контрольная работа «Расчет и конструирование железобетонного ригеля, колонны и фундамента» производится на базе личного задания. При выполнении контрольной Методические указания к задаче 1 работы студент приобретает способности сборки, расчета и конструирования каркаса главных частей железобетонных конструкций. При выполнении контрольной работы студент может задавать свои вопросы педагогу по электрической почте (адресок почты указывается на первом занятии) либо в отведенные для консультаций деньки (вторник).

Студент сдает выполненную контрольную работу на кафедру «Здания и Методические указания к задаче 1 сооружения на транспорте». Контрольная работа регится и передается педагогу на проверку. Испытанная контрольная работа с письменными комментами, замечаниями либо записью «к защите» также через кафедру ворачивается студенту.

Защита контрольной работы проводится в период сессии согласно расписанию занятий.

Задание на контрольную работу

В процессе выполнения контрольной работы студент должен решить три Методические указания к задаче 1 задачки, включающие расчет и конструирование железобетонных частей построек либо сооружения.

Начальные данные к задачкам контрольной работы принимаются в согласовании с учебным шифром студента – по трем последним его цифрам.

Работы, выполненые не в согласовании с учебным шифром либо без соблюдений требований задания, не рецензируются.

Задачка 1

Высчитать опору сборного Методические указания к задаче 1 железобетонного перекрытия по предельным состояниям первой и 2-ой группы и выполнить ее арматурный чертеж. Начальные данные студент воспринимает по табл.1.

Дополнительные данные:

• опора прямоугольного сечения делается без подготовительного напряжения;

• коэффициент критерий работы бетона = 0,9;

На коэффициент множат принятые по нормам расчетные и нормативные сопротивления бетона.

Последовательность решения задачки:

1. Найти усилия, возникающие в Методические указания к задаче 1 опоре от расчетной нагрузки, выстроить эпюры изгибающих моментов и поперечных сил.

2. Установить свойства прочности бетона и арматуры.

3. Назначить размеры поперечного сечения балки.

4. Выполнить расчеты балки по предельным состояниям первой группы:

4.1. Высчитать опору на действие изгибающего момента, возникающего от расчетной нагрузки, и подобрать рабочую продольную арматуру;

4.2. Высчитать опору Методические указания к задаче 1 на действие поперечной силы и подобрать поперечную арматуру (хомуты);

4.3. Высчитать опору на действие изгибающего момента, возникающего при ее подъеме и монтаже, и подобрать монтажную арматуру;

Таблица 1

Начальные данные Ед. измер. Номер варианта
по последней цифре шифра
Просвет балки, L м 6,1 5,2 5,3 5,4 5,5 5,6 5,7 5,8 5,9 6,0
по предпоследней цифре шифра
Полная расчетная нагрузка, q кН Методические указания к задаче 1/м
Полная нормативная нагрузка, кН/м
Нормативная неизменная и долгая нагрузка, кН/м
по третьей от конца цифре
Материалы: бетон тонкодисперсный бетон В20 Тяжкий бетон В25
Рабочая продольная арматура А400 А400
Монтажная и поперечная арматура А300 А300

4.4. Найти места обрыва стержней рабочей продольной арматуры.

5. Выполнить расчеты балки по предельным состояниям Методические указания к задаче 1 2-ой группы:

5.1. Найти ширину раскрытия трещинок в сечениях, обычных к оси балки.

5.2. Найти прогиб балки.

6. Выполнить чертеж конструкции балки.

Задачка 2

Высчитать железобетонную колонну 1-этажного производственного строения и выполнить ее арматурный чертеж. Начальные данные для решения задачки принять по табл.2.

Дополнительные данные:

• бетон колонны класса В20;

• продольная арматура в колонне класса Методические указания к задаче 1 А400;

• коэффициент критерий работы бетона = 0,9

На коэффициент множат принятое по нормам расчетное сопротивление сжатию бетона.

Продольную силу от деяния неизменной и долговременной нагрузки можно принять равной 0,8N.

Таблица 2

Начальные данные Ед. изм. Номер варианта
Колонна: продольная сила от расчетных нагрузок, N; высота колонны , H кН по последней цифре шифра Методические указания к задаче 1
по предпоследней цифре шифра
м 5,9 5,8 5,7 5,6 5,5 5,4 5,3 5,2 5,1 5,0
Фундамент: глубина заложения, ; расчетное сопротивление грунта, по предпоследней цифре шифра
м 2,1 2,2 2,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0
по последней цифре шифра
МПа 0,30 0,32 0,35 0,37 0,40 0,42 0,20 0,22 0,25 0,27

Задачка 3

Найти размеры подошвы фундамента под колонну из задачки 2 и произвести армирование сборного железобетонного фундамента. Начальные данные принять по табл.2.

Дополнительные данные:

• бетон фундамента класса В15;

• арматура фундамента класса Методические указания к задаче 1 А300;

• коэффициент критерий работы бетона = 0,9

На коэффициент множат принятое по нормам расчетное сопротивление сжатию бетона.

Задания и методические указания, располагаются в системе КОСМОС, также предоставляются студентам в электрическом виде на упражнениях.

Методические указания к задачке 1

Опора покрытия – конструктивный элемент, работающий на извив и имеющий в сечении форму прямоугольника, тавра Методические указания к задаче 1 либо двутавра. Схема и поперечное сечение балки показаны на рис. 1. Начальные данные студент воспринимает по табл. 1.

Рис.1. Схема и поперечное сечение балки

В контрольной работе задано прямоугольное сечение балки. Высоту балки принимают в границах от 1/10 до 1/15 просвета. Ширину балки назначают из критерий жесткости сечения в горизонтальном направлении в Методические указания к задаче 1 границах 0,3 – 0,5 ее высоты; ширина балки из суждений комфортной укладки плит покрытия принимается более 20 см.

Рис.2. Эпюры изгибающих моментов и поперечных сил в опоре

Балки перекрытия рассчитывают как однопролетные шарнирно опертые на умеренно распределенную нагрузку. Расчет балки делают по предельным состояниям первой и 2-ой групп. Расчетными сечениями являются сечения посреди просвета и Методические указания к задаче 1 у опор.

Эпюры изгибающих моментов и поперечных сил показаны на рис. 2.

Для построения криволинейной эпюры моментов опору нужно поделить на 5 равных частей через 0,2 просвета и найти моменты в точках 1 – 4 и посреди просвета.

Расчет по предельным состояниям первой группы, т.е. по прочности частей железобетонных конструкций, должен выполняться Методические указания к задаче 1 для сечений, обычных к их продольной оси, и для наклонных сечений. В итоге расчета определяют изгибающий момент, воспринимаемый сечением, и ассоциируют его с изгибающим моментом от наружной нагрузки. Момент от наружной нагрузки не должен быть больше момента, воспринимаемого сечением балки. В конечном итоге расчета назначают площадь продольной арматуры и уточняют размеры Методические указания к задаче 1 поперечного сечения балки.

Практический расчет сводится к последующему:

1.Вычисляют коэффициент .

2.Зависимо от определяют относительную высоту сжатой зоны бетона ξ. Рекомендуется в согласовании с нормами использовать элементы таких поперечных сечений, чтоб приобретенное расчетом значение ξ не превышало ее граничного значения , при котором предельное состояние элемента наступает при напряжениях в растянутой арматуре, достигших Методические указания к задаче 1 значения, равного расчетному сопротивлению арматурной стали Rs.

Следует учесть, что цена железобетонных балок, близкая к хорошей, выходит при значениях ξ = 0,3… 0,4, при всем этом условие ξ < , обычно, соблюдается. При наименьших и огромных значениях ξ следует уменьшить либо прирастить высоту сечения балки.

3.Вычислив ξ, определяют требуемую площадь рабочей продольной арматуры и назначают количество Методические указания к задаче 1 каркасов в сечении балки, количество и поперечник стержней продольной арматуры.

В поперечном сечении балки могут быть поставлены два либо три каркаса. Количество каркасов следует назначать из условия, чтоб на каждом из их располагалось по два – три стержня поперечником 20 – 32 мм. Поперечникы продольных стержней могут быть различными, но армирование должно быть симметричным Методические указания к задаче 1 относительно вертикальной оси сечения.

Расчет по прочности сечений, наклонных к продольной оси изгибаемого элемента, должен проводиться на действие поперечной силы согласно указаниям. Крепкость наклонных сечений балки на действие поперечной силы обеспечивается постановкой в арматурных каркасах поперечной арматуры (хомутов). Количество хомутов в сечении балки равно количеству проектируемых каркасов (два Методические указания к задаче 1 либо три); поперечник хомута назначают зависимо от поперечника продольной арматуры (можно принять поперечник хомута равным 6,8 либо 10 мм). Расстояние меж поперечными стержнями повдоль балки (шаг хомутов) на приопорных участках (1/4 просвета балки) при высоте сечения больше 450 мм назначают менее трети высоты и менее 300 мм, на остальной части просвета при высоте сечения более 300 мм – менее Методические указания к задаче 1 высоты и менее 500 мм.

Расчеты по первой группе предельных состояний включют также подбор сечения стержней монтажной арматуры и определение поперечника монтажных петель.Подъем и установка балки производят, прикрепляя стропы к двум монтажным петлям. Расстояние меж петлями равно 0,6 просвета балки. Схема – двухконсольная опора, нагруженная умеренно распределенной нагрузкой Методические указания к задаче 1 от собственного веса, умноженного на коэффициент динамичности, равный 1,2.

Подбор монтажной арматуры сводится к определению отрицательного изгибающего момента, наибольшее значение которого появляется в сечении под петлей, и требуемой площади монтажной арматуры, размещаемой в высшей части каркасов. Количество монтажных стержней равно количеству принятых в сечениях каркасов (рис. 3); рекомендуемые поперечникы стержней – 10, 12, 14, 16 мм. Нагрузка на монтажную Методические указания к задаче 1 петлю равна половине веса балки, умноженной на динамический коэффициент, равный 1,2. Для монтажной арматуры и монтажных петель используют арматуру классов А240 и А400.

Рис.3. Схема армирования балки:

1 – рабочая продольная арматура, устанавливаемая по расчету на действие изгибающего момента от расчетных нагрузок;

2 – поперечная арматура, устанавливаемая по расчету на действие поперечной Методические указания к задаче 1 силы (хомуты);

3 – монтажная продольная арматура, устанавливаемая по расчету на действие изгибающего момента, возникающего при подъеме балки и монтаже;

4 – соединительные стержни

Площадь сечения рабочей продольной арматуры принимается по изгибающему моменту посреди просвета. По мере удаления от этого сечения ординаты эпюры изгибающих моментов уменьшаются и, как следует, может быть уменьшена площадь сечения арматуры. В Методические указания к задаче 1 целях экономии стали часть продольной арматуры (менее 50 % расчетной площади) может не доводиться до опор, а обрываться в просвете там, где она уже не требуется согласно расчету прочности элемента. К примеру, если по расчету на действие наибольшего изгибающего момента в сечении балки поставлены 4 стержня продольной арматуры на 2-ух Методические указания к задаче 1 каркасах, оборвать следует два из их, а два стержня (по одному на каждом каркасе) довести до опоры. Если в сечении балки поставлены 6 cтержней на 3-х каркасах, оборвать можно три стержня продольной арматуры. При определении мест обрывов стержней вместе с эпюрой изгибающих моментов в таком же масштабе строят так именуемую эпюру Методические указания к задаче 1 моментов арматуры (материалов), представляющую собой эпюру моментов, воспринимаемых сечениями балки с практически имеющейся растянутой арматурой. Эпюра моментов арматуры на всех участках должна огибать эпюру изгибающих моментов. Чем поближе подходит она к эпюре изгибающих моментов, тем рациональнее и экономичнее запроектирована опора. Для определения мест обрывов стержней нужно:

1.Выстроить Методические указания к задаче 1 в масштабе на миллиметровой бумаге эпюры М и Q, показать продольный разрез и поперечное сечение балки с арматурой (рис.4).

2.Решить, какие стержни можно оборвать, а какие нужно бросить (на рис. 4 обрываются два стержня поперечником 22 мм).

3.Вычислить фактические изгибающие моменты, которые может воспринять поперечное сечение балки со всей рабочей продольной арматурой Методические указания к задаче 1, и с арматурой, оставшейся после обрыва.

4.На эпюре М отложить приобретенные значения фактических моментов арматуры и отыскать графически места теоретического обрыва стержней.

5.На эпюре Q найти значение поперечной силы в месте теоретического обрыва стержней и вычислить длину W, на которую нужно завести обрываемые стержни за места теоретического обрыва.

Пример определения мест Методические указания к задаче 1 обрыва стержней приведен на рис. 4, где на наброске балки, над эпюрой моментов, стрелками обозначены места фактического обрыва стержней продольной арматуры. Этот набросок дает возможность установить длины продольных стержней при составлении арматурного чертежа балки.

Расчеты изгибаемых железобетонных конструкций по предельным состояниям 2-ой группы делают в согласовании с указаниями СП Методические указания к задаче 1 63.13330.2012 Бетонные и железобетонные конструкции, МИНИСТЕРСТВО РЕГИОНАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ Русской ФЕДЕРАЦИИ, М., 2012.

Эти расчеты должны обеспечить трещиностойкость элемента и его твердость, т.е. причины, гарантирующие нормальную эксплуатацию конструкции.

Рис.4. К определению мест обрыва продольной арматуры в опоре

К трещиностойкости конструкций предъявляются требования соответственных категорий зависимо от критерий, в каких работает конструкция Методические указания к задаче 1, и вида используемой арматуры. Категории требований к трещиностойкости железобетонных конструкций приведены в [3, табл. 1 и 2]. К опорам производственных построек предъявляются требования третьей категории трещиностойкости, т.е. допускается ограниченное по ширине недолговременное и длительное раскрытие трещинок.

Под недолговременным раскрытием трещинок понимается их раскрытие при совместном действии неизменных, долгих и краткосрочных нагрузок, а Методические указания к задаче 1 под длительным – только неизменных и долгих. Максимально допустимая ширина раскрытия трещинок: недолговременная – 0,4 мм, длительная – 0,3 мм.

Расчет по деформациям заключается в определении прогиба от нагрузок с учетом продолжительности их деяния и в сопоставлении его с предельным значением прогиба. При просветах балки в границах от 5 до 10 м предельный прогиб Методические указания к задаче 1 равен 25 мм.

Прогибы изгибаемых железобетонных частей, имеющих трещинкы в растянутой зоне, определяют по кривизне оси при извиве

,

где S = 5/48 для балки на 2-ух опорах, нагруженной умеренно распределенной нагрузкой;

1/r – кривизна оси изгибаемого элемента.

Если в итоге расчетов по предельным состояниям 2-ой группы окажется, что ширина раскрытия трещинок либо прогиб превосходят предельные значения, то Методические указания к задаче 1 нужно прирастить высоту либо ширину балки либо поменять армирование.

Продольную рабочую арматуру располагают в согласовании с эпюрой изгибающих моментов у растянутой грани балки с соблюдением нужной толщины слоя защиты. Эта арматура должна принимать растягивающие усилия, вызванные изгибающими моментами. Поперечные силы воспринимаются бетоном и хомутами. Рабочую, монтажную и Методические указания к задаче 1 поперечную арматуру объединяют в сварные каркасы.

Плоские сварные каркасы при помощи горизонтальных поперечных стержней, устанавливаемых через 1 - 1,5 м, объединяют в пространственный каркас.При высоте балки более 700 мм ставятся дополнительные монтажные продольные стержни с расстояниями меж ними по высоте менее 400 мм. Суммарная площадь сечения этих стержней должна составлять более 0,1 % от площади поперечного Методические указания к задаче 1 сечения балки. Эти стержни совместно с поперечной арматурой сдерживают раскрытие наклонных трещинок на боковых гранях элемента.

Арматурный чертеж балки следует показать в масштабе 1:20 – 1:25, дать поперечные сечения в просвете и на опоре, проставить размеры и обозначить поперечникы и класс арматуры. Должна быть также представлена в масштабе схема к определению мест Методические указания к задаче 1 обрыва стержней продольной арматуры в опоре с построением эпюры моментов, эпюры материалов и эпюры поперечных сил.


metodicheskie-ukazaniya-k-vipolneniyu-referata-po-discipline-upravlencheskie-resheniya.html
metodicheskie-ukazaniya-k-vipolneniyu-vipusknih-kvalifikacionnih-rabot-dlya-studentov-dnevnoj-formi-obucheniya-specialnosti-010503-matematicheskoe-obespechenie-i-administrirovanie-informacionnih-sistem-ekaterinburg.html
metodicheskie-ukazaniya-k-vipolneniyu-zadach.html