على الرغم من حقيقة أن مصانع منتجات الخرسانة المسلحة تنتج عددًا كبيرًا من المنتجات النهائية ، إلا أنه لا يزال من الضروري في بعض الأحيان أن تصنع بنفسك عتبة أرضية من الخرسانة المسلحة أو عتبة خرسانية مسلحة. وعند بناء منزل باستخدام صب الخرسانة الثابتة ، لا يمكنك الاستغناء عنه ببساطة. لقد رأى الجميع تقريبًا عمال التركيب والبناء يضعون بعض قطع الحديد في القوالب ، ويعرف الجميع تقريبًا أن هذا هو التعزيز الذي يضمن القوة الهيكلية ، ولكن لتحديد عدد وقطر التعزيز أو المقطع العرضي للملفات المدلفنة على الساخن الموضوعة في الهياكل الخرسانية المسلحةكتجهيزات ، مهندسو العمليات فقط هم من يجيدون ذلك. الهياكل الخرسانية المسلحة ، على الرغم من استخدامها لأكثر من مائة عام ، لا تزال لغزا لمعظم الناس ، وبصورة أدق ، ليس الهياكل نفسها ، ولكن حساب الهياكل الخرسانية المسلحة. دعنا نحاول رفع حجاب الغموض حول هذا الموضوع بمثال على الحساب شعاع الخرسانة المسلحة.

يتكون حساب أي هيكل بناء بشكل عام وشعاع الخرسانة المسلحة بشكل خاص من عدة مراحل. أولاً ، يتم تحديد الأبعاد الهندسية للحزمة.

المرحلة 1. تحديد طول الشعاع.

من الأسهل حساب الطول الفعلي للحزمة. الشيء الرئيسي هو أننا نعرف مسبقًا المدى الذي يجب أن تغطيه الحزمة ، وهذه بالفعل مشكلة كبيرة. الامتداد هو المسافة بين الجدران الحاملة لحزمة أرضية أو عرض الفتحة في الجدار للعتبة. الامتداد هو الطول المحسوب للحزمة ، وسيكون الطول الفعلي للحزمة ، بالطبع ، أكبر. نظرًا لأن الحزمة لا يمكن أن تتدلى في الهواء (على الرغم من أن العلماء الحقيقيين قد حققوا مع ذلك بعض النجاح في مقاومة الجاذبية) ، فهذا يعني أن طول الحزمة يجب أن يكون أكبر من الامتداد بعرض الدعم على الجدران. وعلى الرغم من إجراء جميع الحسابات الإضافية وفقًا للطول المحسوب وليس الطول الفعلي للحزمة ، فلا يزال من الضروري تحديد الطول الفعلي للحزمة. يعتمد عرض الدعامات على قوة مادة البناء الموجودة أسفل العارضة وعلى طول العارضة ، فكلما كانت مادة البناء أقوى تحت العارضة وصغر الامتداد ، يمكن أن يكون عرض الدعم أصغر. من الناحية النظرية ، من الممكن حساب عرض الدعم ، مع معرفة مادة الهيكل تحت الدعم ، بنفس طريقة الشعاع نفسه ، ولكن عادةً لا يقوم أحد بذلك إذا كان من الممكن دعم العارضة على الطوب والحجر وجدران خرسانية (خرسانية مسلحة) بقطر 150-300 مم بمساحات تتراوح من 2 إلى 10 أمتار. بالنسبة للجدران المجوفة من الطوب والكتل الخرسانية ، قد يلزم حساب عرض الدعم.

على سبيل المثال ، لنأخذ قيمة طول الحزمة المحسوبة = 4 م.

المرحلة الثانية: التحديد الأولي لعرض وارتفاع العارضة وفئة (درجة) الخرسانة.

هذه المعلمات ليست معروفة لنا تمامًا ، ولكن يجب تعيينها بحيث يكون هناك شيء يمكن حسابه.

إذا كان هذا عتبًا ، فمن المنطقي لأسباب هيكلية جعل العتب بعرض يساوي تقريبًا عرض الحائط. بالنسبة لعوارض الأرضية ، يمكن أن يكون العرض أي شيء ، ولكن عادةً ما يتم أخذ 10 سم على الأقل ومضاعفات 5 سم (لسهولة الحساب). يُؤخذ ارتفاع الشعاع من الاعتبارات الهيكلية أو الجمالية. على سبيل المثال ، بالنسبة لأعمال البناء بالطوب ، من المنطقي أن تصنع وصلة مرور من 1 أو 2 من ارتفاعات الطوب ، لكتلة الخبث - ارتفاع كتلة السنيد 1 ، وما إلى ذلك. إذا كانت عوارض الأرضية ستكون مرئية بعد اكتمال البناء ، فمن المنطقي أيضًا جعل ارتفاع الحزمة متناسبًا مع عرض وطول الحزمة ، وكذلك المسافة بين الحزم. إذا تم صب عوارض الأرضية في وقت واحد مع بلاطة الأرضية ، فسيكون الارتفاع الكلي للحزمة في الحسابات: الارتفاع المرئي للحزمة + ارتفاع لوح الأرضية المتجانسة.

على سبيل المثال ، لنأخذ قيم العرض = 10 سم ، الارتفاع = 20 سم ، فئة الخرسانة B25.

المرحلة 3. تعريف الدعم.

من وجهة نظر قوة المواد ، لا يهم ما إذا كان سيكون عتبة فوق باب أو نافذة أو شعاع أرضية. لكن كيفية تثبيت الحزمة بالضبط على الجدران لها أهمية كبيرة. من وجهة نظر فيزياء البناء ، يمكن اعتبار أي دعم حقيقي إما دعامة مفصلية ، يمكن أن تدور حولها الحزمة بحرية مشروطة ، أو كدعم صلب. بمعنى آخر ، يسمى الدعم الصلب بالقرص في نهايات الحزمة. لماذا يتم إيلاء الكثير من الاهتمام لدعامات الحزمة ، فسوف يتضح أدناه.

1. شعاع على اثنين دعامات مفصلية.

إذا تم تركيب عارضة من الخرسانة المسلحة في موضع التصميم بعد التصنيع ، فإن عرض دعامة العارضة على الجدران يكون أقل من 200 مم ، بينما تكون نسبة طول العارضة إلى عرض الدعامة أكبر من 15/1 ولا يوفر تصميم الحزمة أجزاء مدمجة للاتصال الصلب بالعناصر الهيكلية الأخرى ، ومن ثم يجب اعتبار الشعاع بوضوح شعاعًا على دعامات مفصلية مثل الخرسانة المسلحة. لمثل هذا الشعاع ، تم اعتماد الرمز التالي:

2. شعاع مع معسر جامد في النهايات.

إذا تم عمل شعاع خرساني مقوى مباشرة في موقع التثبيت ، فيمكن اعتبار هذا الشعاع مقروصًا في النهايات فقط إذا تم صب الخرسانة والجدران التي تقع عليها الحزمة في وقت واحد أو عند صب الخرسانة ، تكون الأجزاء المدمجة المقدمة لاتصال صارم مع تصميمات العناصر الأخرى. في جميع الحالات الأخرى ، تعتبر الحزمة مستلقية على دعامتين مفصليتين. لمثل هذا الشعاع ، تم اعتماد الرمز التالي:

3. شعاع متعدد الامتدادات.

في بعض الأحيان يصبح من الضروري حساب حزمة أرضية خرسانية مسلحة تغطي غرفتين أو حتى ثلاث غرف في وقت واحد ، متجانسة أرضية خرسانية مسلحةعلى طول عدة عوارض أرضية أو عتب فوق عدة فتحات متجاورة في الجدار. في مثل هذه الحالات ، تعتبر الحزمة متعددة الامتدادات إذا كانت الدعامات مفصلية. مع الدعامات الصلبة ، لا يهم عدد الامتدادات ، نظرًا لأن الدعامات صلبة ، فيمكن اعتبار كل جزء من الحزمة وحسابه كحزمة منفصلة.

4. شعاع ناتئ.

العارضة ، التي لا يحتوي أحد طرفيها على دعامات ، وتكون الدعامات على مسافة ما من نهايات الحزمة ، تسمى ناتئًا. على سبيل المثال ، يمكن اعتبار لوح الأرضية فوق الأساس ، البارز وراء الأساس ببضعة سنتيمترات ، بمثابة شعاع ناتئ ، بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أيضًا اعتبار العتبة ، التي تكون أقسامها الداعمة أكبر من l / 5 ، بمثابة شعاع ناتئ ، وهلم جرا.

المرحلة الرابعة: تحديد الحمل على العارضة.

يمكن أن تكون الأحمال على العارضة شديدة التنوع. من وجهة نظر فيزياء البناء ، كل ما يقع بلا حراك على شعاع ، مسمر أو مُلصق أو معلق على عارضة ، هو حمولة ثابتة. كل ما يمشي ، يزحف ، يركض ، يركب وحتى يسقط على عارضة - هذه كلها أحمال ديناميكية. يمكن أن يتركز الحمل ، على سبيل المثال ، شخص يقف على عارضة ، أو يمكن اعتبار عجلات السيارة المستندة على عارضة بطول 3 أمتار أو أكثر حمولة مركزة. يقاس الحمل المركّز بالكيلوغرامات ، وبشكل أكثر دقة بقوى الكيلوغرام (kgf) أو نيوتن.

لكن يمكن اعتبار الطوب أو كتلة الخبث أو أي مادة أخرى ملقاة على العتب ، وكذلك ألواح الأرضية والثلج والمطر وحتى الرياح والزلازل والتسونامي وغير ذلك الكثير من الأحمال الموزعة التي تعمل على العتبة أو العارضة الأرضية. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن توزيع الحمولة الموزعة بشكل موحد ، وتغييرها بشكل موحد وغير منتظم على طول الطول ، إلخ. يتم قياس الحمولة الموزعة بالكيلوغرام قوته / م & sup2 ، ولكن في الحسابات يتم استخدام قيمة الحمولة الموزعة لكل متر طولي ، حيث لا يتم أخذ ارتفاع أو عرض الحزمة في الاعتبار عند رسم مخططات لحظة الانحناء ، ولكن فقط الطول من الشعاع يؤخذ في الاعتبار. يترجم متر مربعفي تشغيل الملابس ليس بالأمر الصعب. إذا تم حساب حزمة أرضية ، فسيتم ضرب الحمل الموزع منطقيًا تمامًا بالمسافة بين محاور عوارض الأرضية. إذا تم تحديد الحمل على العتب ، فيمكن مضاعفة كثافة مادة الهيكل الملقاة على العتب في عرض الهيكل وارتفاعه.

كلما قمنا بحساب الأحمال المؤثرة على الحزمة بدقة أكبر ، كلما كان حسابنا أكثر دقة ، وكلما كان الهيكل أكثر موثوقية. وإذا كان كل شيء بسيطًا إلى حد ما مع الأحمال الثابتة ، فإن الأحمال الديناميكية تكون ديناميكية لأنها لا تقف مكتوفة الأيدي وتحاول تعقيد الحساب الصعب بالفعل بالنسبة لنا. من ناحية أخرى ، يجب تصميم الهيكل لأفضل مجموعة من الأحمال غير المواتية ، ومن ناحية أخرى ، تقول نظرية الاحتمالية أن احتمال مثل هذا الجمع من الأحمال ضئيل للغاية ومن غير المجدي إنفاقه مواد بناءوالموارد البشرية. المنزل الذي تم بناؤه وفقًا لجميع القواعد وقادر على تحمل أي شيء تقريبًا ، بما في ذلك الضربة النووية ، لن يشتريه أحد سوى مليونير مجنون ، يعد مكلفًا للغاية. لذلك ، عند حساب الهياكل ، يتم استخدام الأحمال الديناميكية مع عوامل تصحيح مختلفة تأخذ في الاعتبار احتمال وجود مجموعة من الأحمال ، ولكن كما تظهر الممارسة ، من المستحيل مراعاة كل شيء. المباني التي تنهار أثناء الزلازل والأعاصير وأمواج تسونامي وحتى تساقط الثلوج بكثافة هي تأكيد حي على ذلك. من أجل جعل الحياة أسهل بطريقة ما ليس فقط لمهندسي العمليات ، ولكن أيضًا للأشخاص العاديين ، من المعتاد حساب الأرضيات البينية لحمل موزع يبلغ 400 كجم / م 2 (دون مراعاة وزن هيكل الأرضية). يأخذ هذا الحمل الموزع في الاعتبار كل شيء تقريبًا التوليفات الممكنةالأحمال في الأرضية المباني السكنية، مع ذلك ، لا أحد يحظر حساب الإنشاءات على b االأحمال الثقيلة ، على سبيل المثال ، إذا تم وضع بعض التداخل الثقيل للغاية على عوارض خرسانية مسلحة ، على سبيل المثال ، الخرسانة المسلحة ألواح أساسية مجوفةأضف 300-330 كجم / م & sup2 أخرى ، لكننا سنتوقف عند 400 كجم / م & sup2. بالطبع ، يمكن للمرء أن يقول ببساطة إننا سنحسب الشعاع للحمل الموزع 400 كجم / مللي متر بخطوة بين العوارض بطول متر واحد ، لكن أود أن يكون لديك على الأقل فكرة تقريبية من أين أتى هذا الرقم.

المرحلة 5. تحديد أقصى لحظة ثني تعمل على المقطع العرضي للحزمة.

كل هذا يتوقف على الأحمال التي تعمل على الحزمة ، وما الذي يدعم الحزمة وعدد الامتدادات ، وبعض أنواع الحزم التي تم أخذها في الاعتبار في الخطوة 2 غير محددة بشكل ثابت ، وعلى الرغم من أنه يمكن حساب كل شيء بنفسك ، فلن نتعمق في النظرية ، من الأسهل استخدام الصيغ الجاهزة للحالات الأكثر شيوعًا.

مثال على حساب شعاع خرساني مقوى على دعامات مفصلية ،
الذي يخضع لحمل موزع.

الحد الأقصى لعزم الانحناء لحزمة ملقاة على دعامتين مفصليتين ، وفي حالتنا ، سيكون شعاع الأرضية الذي يرتكز على الجدران ، والذي يعمل عليه الحمل الموزع ، في منتصف العارضة:

M max = (q l & sup2) / 8 ؛ (5.1)

لمسافة 4 أمتار M max = (400 4 & sup2) / 8 = 800 كجم م

المرحلة 6. متطلبات الحساب:

يتم حساب قوة عناصر الهياكل الخرسانية المسلحة بشكل طبيعي ويميل إلى أقسام المحور الطولي في الأماكن الأكثر ضغطًا (لهذا حددنا قيمة اللحظة). الخرسانة المسلحة هي مادة مركبة ، تعتمد خصائص قوتها على العديد من العوامل ، والتي يصعب أخذها في الاعتبار بدقة في الحساب. بالإضافة إلى ذلك ، تعمل الخرسانة بشكل جيد في الانضغاط بسبب قوة الضغط العالية نسبيًا ، بينما يؤدي التعزيز أداءً جيدًا في التوتر ، وقد ينتفخ التعزيز في الضغط. لذلك ، يتم تقليل تصميم الهيكل الخرساني المسلح إلى تعريف المناطق المضغوطة والممتدة. يتم تثبيت التعزيز في مناطق التوتر. في الوقت نفسه ، لا يُعرف ارتفاع المناطق المضغوطة والممتدة مسبقًا ، وبالتالي يجب استخدام الطرق المعتادة لاختيار القسم ، سواء بالنسبة للخشب أو شعاع معدني، لن يعمل. بناءً على الخبرة المتراكمة في حساب وتشغيل الهياكل الخرسانية المسلحة ، تم تطوير العديد من طرق الحساب. فيما يلي أحدها ، بناءً على افتراضات التصميم التالية:

يُفترض أن تكون مقاومة الشد للخرسانة صفراً ؛
- يفترض أن مقاومة الخرسانة للضغط موزعة بشكل موحد ، متساوية R العلاقات العامة (موفقًا لـ SNiP الجديد) ؛
- أقصى إجهادات شد في التسليح تساوي مقاومة شد التصميم ص أ (روبيةوفقًا لـ SNiP الجديد) ؛
- الضغوط الانضغاطية في التعزيزات سابقة الإجهاد وغير المجهدة لا تؤخذ أكثر من قوة الانضغاط للتصميم ص أ (Rscوفقًا لـ SNiP الجديد) ؛
- يوصى باستخدام عناصر من هذه المقاطع العرضية بحيث يتم حساب الارتفاع النسبي لمنطقة الخرسانة المضغوطة من الحساب ξ = س / ح 0لم تتجاوز قيمتها الحدودية ξR، حيث تحدث حالة الحد للعنصر عندما تصل الضغوط في المنطقة الممتدة إلى مقاومة التصميم ص أ. شرط الحدود له الشكل

س ≤ ξ R ح سأو ξ ≤ ξ R. (6.1)

قيمة ξRيتم تحديده من خلال الصيغة:

ا- خصائص المنطقة المضغوطة للخرسانة المحددة للخرسانة الثقيلة والخرسانة على الركام المسامي وفقًا للصيغة:

ξ o \ u003d a - 0.008R العلاقات العامة ؛ (6.3)

حيث R العلاقات العامةمأخوذة في الآلام والكروب الذهنية معامل في الرياضيات او درجة أ= 0.85 للخرسانة الثقيلة و = 0.8 للخرسانة على الركام المسامي.

قيمة الجهد σ أفي التعزيز ، يُفترض عند 0.002E A = 400 ميجا باسكال يساوي تقوية الطبقات:

A-I و A-II و A-III و B-I و Bp-1: (ص أ - σ س);

A-IV و At-IV و A-V و At-V و At-VI و B-II و Bp-II و K-7: (ص أ + 400 - 0),

رع- مقاومة تصميم التعزيز للتوتر ، مع مراعاة معاملات ظروف تشغيل التعزيز م أ,ا- قيمة الإجهاد المسبق للتعزيز ، مع مراعاة الخسائر في عامل دقة التوتر م ر< 1 .

إذا تم أخذ معامل ظروف العمل الملموسة في الاعتبار عند حساب عناصر الانحناء م b1 = 0.85، ثم يتم استبدال 500 في الصيغة (6.2) بدلاً من 400.

سنقوم بإجراء المزيد من الحسابات للحزمة مع التعزيز التقليدي (غير الإجهاد) ، بينما سنحسب المقطع العرضي للتعزيز فقط للجزء السفلي من الحزمة ، حيث تعمل ضغوط الشد ، وهذا لا يعني على الإطلاق ذلك في الجزء العلوي جزء من حزمة التعزيز (تم تركيبه لأسباب تكنولوجية) لن يقوم ، ولكنه سيبسط الحساب إلى حد كبير.


عند حساب عناصر قسم مستطيل مع تعزيز واحد غير مضغوط مسبقًا (عندما يتم تثبيت تعزيز التصميم فقط في منطقة التوتر) ، يمكنك استخدام الجدول الإضافي 1 والصيغ:

M = A o bh & sup2 o R pr (6.4)

F a = M / ηh o R a (6.5)

A o \ u003d x / h o (1 - x / 2h o) \ u003d ξ (1 -0.5 ξ) (6.6)

η \ u003d (1 - x / 2h o) \ u003d 1 - 0.5ξ (6.7)

نسبة التعزيز μ ويتم تحديد النسبة المئوية للتعزيز μ 100 (٪) بواسطة الصيغ:

μ = Fa / bh o، أو μ = ξR العلاقات العامة / ص أ (6.8)

μ٪ = 100 μ (6.9)

بناءً على تجربة تصميم منتجات الخرسانة المسلحة بتكلفة مثالية ، يوصى بأخذ:

μ٪ = 1 ÷ 2٪ ، ξ = 0.3 0.4 - للحزم (6.10)

μ٪ = 0.3 0.6٪ ، ξ = 0.1 0.15 - لألواح الأرضيات (6.11)

الجدول 1.بيانات لحساب العناصر المثنية للقسم المستطيل ، المقواة بالتعزيز الفردي (وفقًا لـ "دليل تصميم الهياكل الخرسانية والخرسانة المسلحة من الخرسانة الثقيلة والخفيفة بدون التعزيز المسبق الإجهاد (إلى SNiP 2.03.01-84)")

المرحلة 7. حساب قسم التعزيز.

يمكننا تحديد أبعاد المقطع العرضي لحزمة الخرسانة المسلحة وموضع التعزيز بأنفسنا ، بناءً على المتطلبات التكنولوجية أو اعتبارات أخرى. على سبيل المثال ، قررنا أن ارتفاع الشعاع ع = 20 سم وعرض ب = 10 سم المسافة أعادة ما يتم أخذ مركز المقطع العرضي للتعزيز من أسفل العارضة في حدود 2-3 سم. وسوف نقوم بإجراء المزيد من الحسابات عند أ = 2 سم.

لحساب تقريبي للحزمة ، من الملائم استخدام برنامج الآلة الحاسبة. يمكن تنزيل ملف Excel مع برنامج الآلة الحاسبة إذا . لسوء الحظ ، لم أتمكن من العثور على اسم مؤلف البرنامج.

يبدأ الحساب بتحديد الحمولة المطلوبة. للحساب سقف متآلف مسبق الصنعالحمولة هي:

  1. من الحمل التشغيلي المعياري للأرضية مع عامل أمان (من SNiP). على سبيل المثال ، بالنسبة للمباني السكنية ، يبلغ حمل التشغيل القياسي 150 كجم / م 2 ، وعامل الأمان 1.3 ، ونحصل على الحمل التشغيلي 150 × 1.3 \ u003d 195 كجم / م 2.
  2. من الحمل من وزن الكتل التي تملأ مساحة الشعاع. على سبيل المثال ، كتل الخرسانة الخلوية بكثافة 500 كجم / م 3 (D = 500) بسمك 0.2 م. قم بإنشاء حمولة 500 × 0.2 = 100 كجم / م 2.
  3. من الحمل من وزن ذراع التسوية المقوى. على سبيل المثال ، ذراع التسوية الخرساني بسمك 0.05 م. بكثافة خرسانية تبلغ 2100 كجم / م 3 ، ستخلق حمولة 2100 × 0.05 = 105 كجم / م 2 (يتم تضمين وزن شبكة التعزيز في مؤشر كثافة الخرسانة).

سيكون إجمالي الحمولة المرغوبة على العارضة 195 + 100 + 105 = 400 كجم / م 2بعد ذلك ، حدد طول الامتداد المتداخل. على سبيل المثال ، يبلغ طول الامتداد 4.6 متر.

خطوة الحزم هي المسافة بين مراكز الحزم ، والتي تحددها أبعاد الكتلة والعرض المقبول للحزمة. على سبيل المثال ، يبلغ طول الكتلة 0.61 م ، وعرض الحزمة 0.12 م ، والتباعد بين الحزم 0.61 + 0.12 = 0.73 م.

يتم تحديد عرض الامتداد المتداخل وتكلفة الخرسانة والتعزيز حتى تتمكن الآلة الحاسبة من حساب كمية وتكلفة المواد للتداخل. لا تؤثر هذه المؤشرات على حساب معلمات التعزيز.

في قسم "معلمات الشعاع" ، يشير أول سطرين إلى أبعاد الحزمة الموصى بها. مع الأخذ في الاعتبار الأبعاد الموصى بها ، نختار أبعاد الحزمة بناءً على اعتبارات التصميم. حيث يتم استخدام كتل بسمك 200 مم. وسماكة ذراع التسوية 50 مم ، ثم نأخذ ارتفاع الشعاع 0.25 م. إذا تم سكب ذراع التسوية بالخرسانة ليس بالتزامن مع الحزم ، فيجب أخذ ارتفاع الحزمة دون مراعاة ذراع التسوية.


نختار عدد قضبان التعزيز من اعتبارات التصميم. يجب ألا تقل الطبقة الواقية من الخرسانة للتعزيز عن 20 مم ، ويجب أن تتجاوز المسافة بين القضبان حجم كسر الحجر المكسر في الخرسانة.

في المرحلة النهائية ، نقوم بتحليل نتائج الحساب ومحاولة تحسين تكلفة تركيب الأرضية.

من خلال اختيار عدد قضبان التسليح ، نحاول تقليل وزن التعزيز لكل عارضة. من خلال زيادة عرض العارضة ، نحاول تجنب استخدام التعزيز المستعرض ، بينما سيزداد حجم الخرسانة بمقدار حزمة واحدة.

على سبيل المثال ، نختار أخيرًا اثنين من حديد التسليح في صف واحد. قطر حديد التسليح 12 ملم. عبر التعزيز ليست هناك حاجة. لا حاجة أيضًا إلى التعزيز العلوي ، حيث يتم سكب العارضة بالخرسانة في مكانها.

يتيح لك برنامج الآلة الحاسبة هذا حساب التداخل بشكل موحد الحمل الموزع. لا ينطبق إذا كان السقف ، بالإضافة إلى التوزيع ، يتأثر أيضًا بحمل مركّز كبير من وزن الحواجز الحجرية والمواقد والمدافئ وما إلى ذلك.

المقال التالي:

  • "onclick =" window.open (this.href، "win2 إرجاع خطأ> طباعة
  • بريد الالكتروني

هذه المقالة جزء من دورة التصميم حساب هياكل المباني من الصفر الذي يعلم الطالب الاختيار الصحيحمخططات التصميم ، وجمع الأحمال ، والنمذجة والحساب بناء الهياكل. يتم تقليل استخدام CAD في إطار الدورة التدريبية عن عمد بحيث يفهم الطالب خوارزمية إجراءات التصميم ويتعلم تصميم العناصر الهيكلية "يدويًا". ستبدأ الدورة قريبًا ، كن أول من يعرف الأخبار - انضم إلى مجموعتنا المجتمعية!

برنامج الدورة

  1. تقوية العارضة الخرسانية المسلحة. حساب الهياكل الخرسانية المسلحة لعمل لحظة الانحناء
  2. حساب الهياكل الخرسانية المسلحة بواسطة أقسام مائلة
  3. حساب الهياكل المعدنية. اختبار قوة الانضغاط لعمود الصلب
  4. أساسيات إعادة إعمار المباني والمنشآت. تقوية عنصر الإطار المعدني

كيف يعمل شعاع مستطيل من الخرسانة المسلحة؟ كيف تجري اختبار القوة؟ لماذا تبدو الصيغ في SNiP هكذا؟

فكر في شعاع بسيط (مقسم ، مفصلي) ، حيث يتم تطبيق حمولة موزعة بشكل موحد :

الشكل 1. رسم تخطيطي لحظات الانحناء في حزمة بسيطة من حمولة موزعة بشكل موحد

هذا نوع شائع جدًا من البناء. على سبيل المثال ، مثل مخطط الحسابقد يكون لها عوارض طولية وعرضية لهياكل خرسانية مسبقة الصب ، وامتدادات من الجسور ، وشظايا أرضيات متجانسةإلخ.

تحت تأثير الحمل \ (ف \) ، تنشأ لحظات الانحناء في جميع الأقسام غير الآمنة من الحزمة. يتم توزيع هذه اللحظات على طول القطع المكافئ: من الصفر عند الدعامات إلى الحد الأقصى في المنتصف. الحد الأقصى من لحظة الانحناء في مركز الحزمة لها قيمة الجدول:

\ [(M _ (\ max)) = \ frac ((q (l ^ 2))) (8). \ quad (1) \]

لضمان قوة مثل هذا الهيكل ، يحتاج المصمم إلى التحقق من المجموعة الأولى من الحالات المحددة لعمل لحظة الانحناء ، مع تعزيز منطقة التوتر في الحزمة مع تعزيز العمل في نفس الوقت. وفقًا لتعليمات معايير التصميم (على سبيل المثال ، SP 63.13330.2012 - نسخة محدثة من SNiP "الهياكل الخرسانية والخرسانة المسلحة") ، يتم ضمان قوة قسم العارضة الخرسانية المسلحة للقسم المستطيل عند لحظة الانحناء من لا يتجاوز حمل التصميم السمة للشئأشعة:

\ [(M _ (\ max)) \ le (M_ (ult)) = (R_b) bx \ left (((h_0) - \ frac (x) (2)) \ right) ؛ \ quad x = \ frac ( ((R_s) (A_s))) ((R_b) b)) \ ​​quad (2) \]

  • \ ((R_b) \) - تصميم مقاومة الانضغاط للخرسانة ؛
  • \ ((R_s) \) - قوة شد التصميم للتعزيزات ؛
  • \ ((A_s) \) - منطقة المقطع العرضي لتقوية العمل.

أبعاد المقطع العرضي للحزمة \ (ب \) ، \ (ح \) ، ارتفاع العمل للحزمة \ ((ح_0) \) وارتفاع منطقة ضغط الخرسانة \ (س \) موضحة في الشكل التالي:


الشكل 2. ماذا يحدث في الحزمة في حالة الحد

يرجى ملاحظة أنه في هذا المثاللا يوجد تسليح في منطقة الخرسانة المضغوطة. إذا افترض المشروع وجوده (الشكل 3) ، فسيأخذ اختبار القوة الشكل التالي:

\ [(M _ (\ max)) \ le (M_ (ult)) = (R_b) bx \ left (((h_0) - \ frac (x) (2)) \ right) + (R_ (sc)) ( A "_s) \ left (((h_0) - a") \ right) ؛ \ quad x = \ frac (((R_s) (A_s) - (R_ (sc)) ((A ") _ s))) ( ((R_b) b)) \ ​​quad (3) \]

  • \ ((R_ (sc)) \) - مقاومة تصميم التعزيز للضغط ؛
  • \ (((A ") _ s) \) - منطقة المقطع العرضي لقضبان التسليح في المنطقة المضغوطة.


الشكل 3. شعاع من الخرسانة المسلحة مع تعزيز في مناطق التوتر والضغط في حالة الحد

بشكل عام ، يعتبر عمل شعاع الخرسانة المسلحة تحت الحمل في حالة الحد حالة توازن. تكون القوى في التسليح والخرسانة متوازنة ، ويتم استخدام هذا الشرط لتحديد ارتفاع منطقة ضغط الخرسانة:

\ [\ sum ((F_x) = 0 :) \ quad (R_s) (A_s) - (R_ (sc)) ((A ") _ s) - (R_b) bx = 0. \ quad (4) \]

\ [\ sum (M = 0 :) \ quad (M _ (\ max)) - (R_b) bx \ left (((h_0) - \ frac (x) (2)) \ right) - (R_ (sc) ) ((A ") _ s) \ left (((h_0) - a") \ right) = 0. \ quad (5) \]

حل المعادلة (4) بالنسبة إلى \ (x \) واستبدال علامة "=" في المعادلة (5) بعلامة "≤" ، نصل إلى اختبار القوة القياسي ، مكتوبًا في رموز تصميم الهياكل الخرسانية المسلحة.

هل من الممكن تلخيص اللحظات حول نقطة أخرى؟

من الممكن ، ولكن سيكون من الأفضل "التخلص" من بعض المكونات وتبسيط العمليات الحسابية. كقاعدة عامة ، يتم اختيار التعزيز العملي لمنطقة الشد: نظرًا لأن النقطة المتعلقة بجمع اللحظات تتزامن مع مركز ثقل التعزيز ، فإن ذراع ناتج هذا التعزيز يساوي صفرًا.

هل من الممكن تغيير علامات القوى ، اللحظات؟

نعم. اتجاهات القوى واللحظات لا تلعب دورًا أساسيًا. من المهم فقط الالتزام بقاعدة الإشارة المختارة في عملية حسابية واحدة.

وحدة التحكم

في هذه المرحلة ، "تتعثر" جميع الآلات الحاسبة للمبتدئين تقريبًا. فيما يلي بعض القواعد الأساسية التي يجب اتباعها:

  • طول الحزمة (الامتداد) ، شدة الحمل ، القوى ولحظات الانحناء - في نفس وحدات القياس ، على سبيل المثال: kN ، cm ، kN / cm ، kNcm
  • جميع الخصائص الهندسية للقسم - في نفس وحدات القياس ، على سبيل المثال: سم ، سم 2
  • يجب أن تكون مقاومات التصميم متوافقة مع وحدات قياس القوى والخصائص الهندسية. إذا تم تحديد [kN] و [cm] ، فيجب تحويل مقاومات التصميم من [MPa] إلى [kN / cm2] ، على سبيل المثال: 450 ميجا باسكال = 45.0 كيلو نيوتن / سم 2

واحدة من الأماكن القليلة التي يمكن فيها ترك مقاومة التصميم في MPa هي صيغة تحديد ارتفاع منطقة الخرسانة المضغوطة. في حالات أخرى ، يجب تقليل هذه الخصائص إلى وحدات القياس الصحيحة.

كيف تجد مركز ثقل التعزيزات؟

تمت مناقشة تعريف مركز الثقل في الفيديو التالي.

عمل دعامة من الخرسانة المسلحة

إذا ظهرت بروزات متناظرة على حافة الشعاع على جانبي المقطع (مثل اللوح) ، تصبح الحزمة على شكل حرف T. يمكن أن يتطور تشغيل مثل هذا الهيكل في حالة الحد وفقًا لسيناريوهين:

  • يمر المحور المحايد في الرف ، ويتم ضغط الجزء العلوي منه فقط (الشكل 4)
  • يمر المحور المحايد في ضلع الحزمة ، ويتم اختبار الضغط بواسطة الحافة بأكملها والجزء العلوي من الضلع (الشكل 5)

لفهم النص المطلوب استخدامه ، يجب عليك التحقق من:

\ [(R_s) (A_s) \ le (R_b) \ cdot ((b ") _ f) \ cdot ((h") _ f) + (R_ (sc)) ((A ") _ s). \ quad (5 ) \]

إذا تم استيفاء الشرط ، فإن حدود المنطقة المضغوطة تقع في الحافة ، وإلا في حافة الحزمة.

حدود المنطقة المضغوطة - في الرف

إذا تم ضغط جزء فقط من حافة الإنطلاق ، يصبح اختبار قوة عزم الانحناء:

\ [(M _ (\ max)) \ le (M_ (ult)) = (R_b) \ cdot ((b ") _ f) \ cdot x \ left (((h_0) - \ frac (x) (2)) \ right) + (R_ (sc)) ((A ") _ s) \ left (((h_0) - a") \ right). \ quad (6) \]


الشكل 4. عمل شعاع T للهيكل الخرساني المسلح ، إذا كانت حدود المنطقة المضغوطة تمر في الحافة

كما ترون ، هذا هو اختبار القوة القديم ، فقط بدلاً من عرض المقطع المستطيل ، يتم الآن استخدام عرض رف الإنطلاق.

حدود المنطقة المضغوطة في الضلع

يتم تضمين هذا السيناريو في حالة عدم استيفاء الشرط (5). في هذه الحالة ، يأخذ اختبار قوة لحظة الانحناء الشكل:

\ [(M _ (\ max)) \ le (M_ (ult)) = (R_b) bx \ left (((h_0) - \ frac (x) (2)) \ right) + (R_b) \ left ((( ((b ") _ f) - b) \ right) ((h") _ f) \ left (((h_0) - \ frac ((((h ") _ f))) (2)) \ right) + ( R_ (sc)) ((A ") _ s) \ left (((h_0) - a") \ right). \ quad (7) \]


الشكل 5. عمل شعاع T للهيكل الخرساني المسلح ، إذا كانت حدود المنطقة المضغوطة تمر في الضلع

باتباع هذا السيناريو ، يجب تحديد ارتفاع المنطقة الخرسانية المضغوطة بالصيغة التالية:

\

لاحظ المستطيلين المنفصلين الموضحين في الشكل 5 (يمين). إنها توضح الانهيار الفعلي للقسم إلى عناصر لتحديد قدرة التحمل. العنصر الأول هو حافة الحزمة ، ممتدة بشكل مشروط إلى الجزء العلوي من الحافة ، أي في الواقع ، المعتاد قسم مستطيل. العنصر الثاني هو الأجزاء المتدلية من الرف المضغوط ، مدمجة بشكل مشروط معًا (نظرًا لأنها تقع بشكل متماثل وتعمل معًا). هذه الهندسة هي التي تتوافق مع الصيغة (7) ، التي أدخلت في معايير تصميم الهياكل الخرسانية المسلحة.

في المرة القادمة سوف نتعلم كيفية حساب الهياكل الخرسانية المسلحة لعمل القوى المستعرضة. حظا طيبا وفقك الله!

مصدر المعلومات

  1. مدونة القواعد SP 63.13330.2012. الهياكل الخرسانية والخرسانة المسلحة. أحكام أساسية. طبعة محدثة من SNiP 52-01-2003 / NIIZhB im. أ. جفوزديفا. - م: 2011. - 156 ص.
  2. تصميم وحساب الخرسانة المسلحة والمنشآت الحجرية: Proc. للبناء. متخصص. جامعات / N.N. Popov، A. V. Zabegaev. - م: العالي. المدرسة ، 1989. - 400 ص.
  3. الكود الأوروبي 3: تصميم الهياكل الفولاذية. الجزء 1-1: القواعد والقواعد العامة للمباني / EN 1993-1-1: 2005 i قواعد النزاعات / - K: Minregionbud of Ukraine، 2011. - 150 صفحة)
  4. مدونة القواعد SP 16.13330.2011. هياكل الصلب. طبعة محدثة من SNiP II-23-81 * / TsNIISK im. ف. أ. كوتشرينكو. - م: وزارة التنمية الإقليمية 2011. - 173 ص.
  5. EN 1990 Eurocode - أساس التصميم الإنشائي (Eurocode: أساسيات التصميم الإنشائي. Nastanova / المعيار الوطني لأوكرانيا DSTU-N B V.1.2-13: 2008 (EN 1990: 2002 ، IDN) / - K: Minregionbud of Ukraine ، 2009. - 204 ص.)
  6. SNiP 2.05.03-84 *. الجسور والأنابيب / - م: CITP Gosstroy من اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، 1985. - 200 ص.
  7. مدونة القواعد SP 20.13330.2011. الأحمال والتأثيرات. نسخة محدثة من SNiP 2.01.07-85 * / TsNIISK im. ف. أ. كوتشرينكو. - م: وزارة التنمية الإقليمية 2011. - 96 ص.