• " onclick="window.open(this.href," win2 return false > Print
  • електронна поща

Тази статия е част от курса за проектиране Изчисление на строителни конструкции от нулата, който обучава студента правилен изборпроектни схеми, събиране на товари, моделиране и изчисляване на строителни конструкции. Използването на CAD в рамките на курса умишлено е сведено до минимум, така че студентът да разбере алгоритъма на проектните действия и да се научи да проектира конструктивни елементи "ръчно". Курсът започва скоро, научете първи новините - присъединете се към нашата общностна група!

Пример за изчисляване на стоманобетонна греда върху шарнирни опори, върху които действа разпределено натоварване

Тази форма може да има до шест групи армировка на участък, като армировката може да варира в зависимост от разстоянието. Този модул има и еластична греда за еднолетни греди. На екранната снимка по-долу можете да видите две големи полета за избор.

От дясната страна на този раздел са всички необходими подсилващи елементи, елементи за якост на бетона и модул на еластичност, данни за срязване, коефициенти за намаляване на якостта и критерии за отхвърляне за проверка. Този модул разделя всеки участък на определен брой сегменти. Ефективният момент на инерция за всеки сегмент се изчислява с помощта на действителния неактивен момент на този сегмент. По този начин модулът създава много точен модел на променлива твърдост на гредата, базиран на действителните моменти.

Програма на курса

  1. Укрепване на стоманобетонна греда. Изчисляване на стоманобетонни конструкции за действие на огъващ момент
  2. Изчисляване на стоманобетонни конструкции по наклонени секции
  3. Изчисляване на метални конструкции. Тест за якост на натиск на стоманена колона
  4. Основи на реконструкцията на сгради и конструкции. Подсилване на металния елемент на рамката

Как работи стоманобетонната греда правоъгълно сечение? Как да направите тест за сила? Защо формулите в SNiP изглеждат така?

Граница на компресираната зона - в рафта

За многодиапазонни греди това ще повлияе на относителната твърдост на всяка греда. Така разпределението на момента в няколко секции ще се извърши правилно. Това ще повлияе на факторизираните натоварващи моменти и отклонения и нивото на натоварване и реакциите на натоварването.

Този раздел има няколко входни елемента, които са постоянни за всички интервали, а някои от тях може да варират в зависимост от периода от време. Формата и размерите на напречното сечение са еднакви за всички участъци. От дясната страна на този раздел можете да въведете до 6 ленти. На всеки набор от баркодове се позовава на миниатюра с цвят, обозначен като точка вляво от описанието на набора.

Помислете за обикновена (разделена, шарнирна) греда , към който се прилага равномерно разпределен товар :

Фигура 1. Диаграма на моментите на огъване в обикновена греда от равномерно разпределен товар

Това е много често срещан тип конструкция. Например такива изчислителна схемамогат да имат надлъжни и напречни греди от сглобяеми стоманобетонни конструкции, пролетни конструкции на мостове, фрагменти монолитни подовеи т.н.

Когато погледнете горния, можете да го прочетете като „Горната лента е поставена на 3 инча от долната част на гредата“. Имайте предвид, че модулът ще знае дали ивиците са в опън или компресия и ще обработи правилно изчисленията.

Елемент с надпис "Позиция на прът" Този диапазон определя началната и крайната позиция на краищата на прътите спрямо левия край на всяка съответна междина. Използвайки тези начални и крайни места, можете да настроите фино оформлението на панела и да завършите изрязването. Забележка. Модулът отчита грешка, ако открие, че всички сегменти на лъча не са напълно усилени. Поради това е необходимо армировката да бъде дефинирана по такъв начин, че да предотврати напълно неукрепени сегменти.

Под действието на натоварването \(q\) възникват огъващи моменти във всички неосигурени участъци на гредата. Тези моменти се разпределят по парабола: от нула при опорите до максимум в средата. Максималният момент на огъване в самия център на гредата има таблична стойност:

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

За да осигури здравината на такава конструкция, проектантът трябва да провери първата група гранични състояния за действието на огъващ момент, като едновременно с това подсили опънатата зона на гредата с работна армировка. Следвайки инструкциите на стандартите за проектиране (например SP 63.13330.2012 - актуализирана версия на SNiP "Бетонни и стоманобетонни конструкции"), силата на секцията желязо бетонна гредаправоъгълно сечение е предвидено в случай, когато моментът на огъване от проектното натоварване не надвишава носимоспособностгреди:

Това включва къси сегменти в крайните краища на гредата, където обикновено завършва арматурата. Имайте предвид, че този модул е ​​инструмент за анализ, а не инструмент за детайлизиране, така че не трябва да се опитвате да дефинирате арматура като начало или край, който не надвишава физическия край на гредата.

Няма разлики от другите материали. Този набор от раздели предоставя подробни резултати за текущото изчисление. Вертикалните раздели в левия край на екрана ви позволяват да изберете трите основни области, налични за преглед: изчисления, скица и диаграма. Разделът Изчисления предлага следните опции за резултати.

\[(M_(\max )) \le (M_(ult)) = (R_b)bx\left(((h_0) - \frac(x)(2)) \right);\quad x = \frac( ((R_s)(A_s)))(((R_b)b)),\quad (2)\]

  • \((R_b)\) - проектна якост на натиск на бетона;
  • \((R_s)\) - проектна якост на опън на армировката;
  • \((A_s)\) - площ на напречното сечение на работната армировка.

Размерите на напречното сечение на гредата \(b\), \(h\), работната височина на гредата \((h_0)\) и височината на зоната на натиск на бетон \(x\) са показани в следната фигура:

Възможно ли е да се променят знаците на силите, моментите?

Обобщените резултати предоставят подробности за срязване, момент и отклонение за комбинации от контролно натоварване. Комбинациите дават подробни резултати за всеки сегмент на лъча за всяка комбинация от натоварване. За многодиапазонни греди, използващи автоматично небалансирано гнездене в реално време, може да има хиляди редове с резултати.

Ще видите и ефективния момент на инерция, използван в този регион. Модулът разгледа всички участъци, които сте дефинирали, и потърси същите подсилващи оформления. Той е премахнал дубликати и за простота тук изброява само уникални напречни сечения. Отговорът на опората показва отговора за всяка опора за всяко състояние на натоварване.


Фигура 2. Какво се случва в лъча в гранично състояние

Моля, имайте предвид, че в този примерняма армировка в компресираната зона на бетона. Ако проектът го предполага там (Фигура 3), тогава тестът за якост ще приеме следната форма:

\[(M_(\max )) \le (M_(ult)) = (R_b)bx\left(((h_0) - \frac(x)(2)) \вдясно) + (R_(sc))( A"_s)\left(((h_0) - a") \right);\quad x = \frac(((R_s)(A_s) - (R_(sc))((A")_s)))( ((R_b)b)),\четверка (3)\]

Разделът Скица предоставя графично представяне на лъча, който се създава в момента. Разделът Диаграма предлага възможност за преглед на диаграми на срязване, момент и отклонение за избрани комбинации от натоварване. Лицензионната такса не се заплаща на автора. По-специално, търговски потребители, както и университети и др. са помолени да се регистрират.

Възможност за изтегляне последна версия. Възможни са следните изчисления. Разпределение на разпределението според дадените размери на сечението, графика. и численият резултат от резултатите. Получените размери на рязане се определят за дадено разпределение на деформацията. Осигуряване на безопасност, изчислява максималното натоварване, което може да се поеме от напречното сечение.

  • \((R_(sc))\) - проектна устойчивост на армировка на натиск;
  • \(((A")_s)\) - площ на напречното сечение на армировъчните пръти на компресираната зона.


Фигура 3. Стоманобетонна греда с армировка в зони на опън и натиск в гранично състояние

Като цяло работата на стоманобетонна греда под натоварване в гранично състояние е равновесно състояние. Силите в армировката и бетона са балансирани и това условие се използва за определяне на височината на зоната на компресия на бетона:

Размерът, напречното сечение на свободно избираемите армировъчни групи се адаптира така, че напрежението да може да се поеме. Стойности на напречното сечение, изчисляване на площта на напречното сечение, център на тежестта, повърхностни инерционни моменти и основна посока на инерционните моменти. С показаната повърхност е възможно лесно и бързо влизане, както и промяна на напречното сечение. Налични са множество функции, като бутане, огледално отразяване, завъртане и т.н. резултатите от изчисленията се показват както в цифров вид, така и в различни графични форми.

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

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

Решавайки уравнение (4) по отношение на \(x\) и заменяйки знака "=" в уравнение (5) със знака "≤ ", стигаме до стандартния тест за якост, записан в проектните кодове на стоманобетонни конструкции.

Възможно ли е да се сумират моментите за друга точка?

Възможно е, но би било по-целесъобразно да се "отървете" от някой компонент и да опростите изчисленията. Като правило се избира работната армировка на зоната на опън: тъй като точката, спрямо която се събират моментите, съвпада с центъра на тежестта на армировката, рамото на резултантната на тази армировка е равно на нула.

Нови функции във версии 6 и 7 Бързо определяне на стандартни напречни сечения. Правилно разглеждане на идеалния фокус в зависимост от избора на потребителя. При нормални напречни сечения допуснатата грешка е незначителна, ако тези прорези не се вземат предвид.

Функция за отмяна: до 64 пъти последните стъпки могат да бъдат нулирани, но и възстановени. Поради тази причина човек вече може просто да се промени Строителни материализа всички напречни сечения с просто щракване. Изход на използвани строителни материали долу вляво.

Възможно ли е да се променят знаците на силите, моментите?

да. Посоките на силите и моментите не играят основна роля. Важно е само да се придържате към избраното правило за знак в рамките на едно изчисление.

Контрол на единицата

В този момент почти всички начинаещи калкулатори се „препъват“. Ето няколко основни правила, които трябва да следвате:

Обработка на строителни материали. Въведете точки или многоъгълници над списъка. Подобряване на итеративните алгоритми за неконвергентни преди това примери. Удобна дефиниция на границата. Проектиране на всякакви армировъчни групи. Поправете и допълнете дадените примери.

Можете да дефинирате правоъгълници, кръгове или всякакви многоъгълници. Предлагат се и общи стоманени профили. Възможни са също измервания на разстояния и превключващи се решетки с улавяне.


Пример: Наклонено огъване за предварително напрегнато Т-образно сечение с 4 опъващи струни в две тръби и допълнителна стоманена армировка.

  • дължина на гредата (обхват), интензитет на натоварване, сили и огъващи моменти - в същите мерни единици, например: kN, cm, kN/cm, kNcm
  • всички геометрични характеристики на сечението - в едни и същи мерни единици, например: cm, cm 2
  • проектните съпротивления трябва да са в съответствие с мерните единици на силите и геометричните характеристики. Ако са избрани [kN] и [cm], тогава проектните съпротивления трябва да се преобразуват от [MPa] в [kN/cm2], например: 450 MPa = 45,0 kN/cm2

Едно от малкото места, където проектните съпротивления могат да бъдат оставени в МРа, е формулата за определяне на височината на зоната на компресиран бетон. В други случаи тези характеристики трябва да се сведат до правилните мерни единици.

Въвеждане на прости стоманобетонни напречни сечения, например, дефиниране на правоъгълник или кръг. В случай на по-сложни напречни сечения, както в случая на показаната по-горе плоча, първо се извършва дефинирането на многоъгълни точки. След това те са свързани към полигона. Армировъчните пръти също се дефинират като точките, в които им се приписва площ на напречното сечение и поведение на материала. В показания пример опъващите елементи също са предварително опънати, при което се симулира предварително напрежение.

Как да намерим центъра на тежестта на армировката?

Дефиницията на центъра на тежестта е разгледана в следващото видео.

Работа на тройникова стоманобетонна греда

Ако на ръба на гредата от двете страни на секцията се появят симетрични надвеси (като плоча), гредата се превръща в Т-образна греда. Работата на такава структура в гранично състояние може да се развие по два сценария:

Изчислителна основа - линейни или нелинейни отношения на напрежения и деформации. Диаграмата по-горе показва входна маска за различни линии на напрежение като пример. Синя крива, линия с номинални стойности на свойствата на материала. Претенцията, свиването и пълзенето, както и повишената адхезия на бетона в зона на напукване на напрежение могат да се разглеждат, както следва. Пряк път: предварително напречно сечение на бетона или предваряне на пълзене на армировката: линията на опън на бетона се разтяга с коефициент.

  • неутралната ос минава в рафта и само горната му част е компресирана (Фигура 4)
  • неутралната ос минава в реброто на гредата, а компресията се изпитва от целия фланец и горната част на реброто (Фигура 5)

За да разберете кой скрипт да използвате, трябва да проверите:

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

Ако условието е изпълнено, тогава границата на компресираната зона се намира във фланеца, в противен случай - в ръба на гредата.

По този начин деформацията се увеличава с този фактор и съответно се намалява модулът на еластичност. Някои напрежения остават непроменени. В случай на големи разширения, якостта на опън намалява, докато достигне нула, когато стоманата достигне максималната си граница на поток.

Напречно сечение: предварителното напречно сечение и предварителното компресиране се приписват на последващото завършено напречно сечение, така че в тази част не се появява напрежение при изчисляване на общото напречно сечение при натоварване на бетониране. Най-често срещаните строителни материали вече са изброени в таблицата. Съответният файл обаче може лесно да се редактира, така че да могат да се използват нови материали от други области. Вижте също раздела "Помощ" в раздела.

Граница на компресираната зона - в рафта

Ако само част от фланеца на тройника е компресирана, изпитването за якост на момента на огъване става:

\[(M_(\max )) \le (M_(ult)) = (R_b) \cdot ((b")_f) \cdot x\left(((h_0) - \frac(x)(2)) \вдясно) + (R_(sc))((A")_s)\left(((h_0) - a") \вдясно).\quad (6)\]


Фигура 4. Работата на Т-образната греда на стоманобетонната конструкция, ако границата на компресираната зона преминава във фланеца

Възможно ли е да се сумират моментите за друга точка?

Тук ще намерите допълнителни разяснения по тази тема, както и изчислен пример. За преобразуването между стари типове бетон и нов бетон се прави препратка към подтема 9. Графикът показва областта за печат, тъмна. Линиите на една и съща деформация предоставят информация за посоката на завоя.

Ако комбинацията от размери на изрязване не може да бъде записана, графиката показва червено поле и показва съответния индекс на безопасност. Интерактивният режим е особено интересен за учениците или при проектиране на напречно сечение. В този режим се извършва ново изчисление веднага след всяка промяна в напречното сечение. В допълнение, тази способност дава на учениците възможността незабавно да разпознават последствията от поведението на потребителите. От друга страна, той също така ви позволява да "строите", тъй като можете бързо и лесно да позиционирате и оразмерите арматурата.

Както можете да видите, това е старият тест за якост, само че вместо ширината на правоъгълната секция сега се използва ширината на рафта за тройник.

Границата на компресираната зона е в реброто

Този сценарий се включва, ако условие (5) не е изпълнено. В този случай тестът за якост на момента на огъване приема формата:

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

Началната точка на атакуващата нормална сила се променя за двойно симетрично опорно напречно сечение. Така от едноосов огъване с нормална сила идва двуосно огъване с нормална сила. Освен цифрови издания, програмата предлага и много илюстративни графични издания.

Тук също е възможно свободно въртене. Така че тези линии след това създават повърхността на гаечните ключове с размерите на мощността. Оцветяването на подрегионите се основава на характерни условия на разширение. В синия регион усилването от най-издължената страна вече е надхвърлило границата на потока и границата е достигната.


Фигура 5. Работата на Т-образната греда на стоманобетонната конструкция, ако границата на компресираната зона преминава в реброто

Следвайки този сценарий, височината на зоната на компресиран бетон трябва да се определи по следната формула:

\

Обърнете внимание на двата отделни правоъгълника, показани на фигура 5 (вдясно). Те илюстрират действителното разграждане на секцията на елементи за определяне на носещата способност. Първият елемент е ръбът на гредата, условно удължен до горната част на фланеца, тоест всъщност обичайната правоъгълна секция. Вторият елемент са надвесите на компресирания рафт, условно комбинирани заедно (тъй като те са разположени симетрично и работят заедно). Именно тази геометрия съответства на формула (7), въведена в стандартите за проектиране на стоманобетонни конструкции.

В червената област напречното сечение грубо се свива. Напречните сечения са необходими за кръстосано изчисляване на съществуващи сечения или за извършване на изчисления на прекомерна деформация. От друга страна, могат да бъдат изчислени само чисти повърхностни стойности. Въпреки това, ако има напречно сечение, трябва да се използват идеални напречни сечения различни материали. За асиметрични секции се определя посоката на системата на главните оси. Изчислява моментна кръстосана връзка - Например за последващо изчисляване на нелинейна деформация с други програми.

Следващия път ще се научим как да изчисляваме стоманобетонни конструкции за действието на напречни сили. Късмет!

Източници на информация

  1. Кодекс на правилата SP 63.13330.2012. Бетонни и стоманобетонни конструкции. Основни разпоредби. Актуализирано издание на SNiP 52-01-2003 / NIIZhB im. А. А. Гвоздева. - М.: 2011. - 156 с.
  2. Проектиране и изчисление на стоманобетонни и каменни конструкции: Тр. за изграждане. специалист. университети / Н. Н. Попов, А. В. Забегаев. - М.: По-високо. училище, 1989. - 400 с.
  3. Еврокод 3: Проектиране на стоманени конструкции. Част 1-1: Общи правила и правила за сгради / EN 1993-1-1:2005 i правила за спорове / - К .: Минрегионбуд на Украйна, 2011. - 150 с.)
  4. Кодекс на правилата SP 16.13330.2011. Стоманени конструкции. Актуализирано издание на SNiP II-23-81* / TsNIISK im. В. А. Кучеренко. - М.: Министерство на регионалното развитие, 2011. - 173 с.
  5. EN 1990 Еврокод - Основи на конструктивното проектиране (Еврокод: Основи на конструктивното проектиране. Настанова / Национален стандарт на Украйна DSTU-N B V.1.2-13:2008 (EN 1990:2002, IDN) / - K .: Minregionbud на Украйна, 2009. - 204 с.)
  6. SNiP 2.05.03-84*. Мостове и тръби / - М .: CITP Госстрой на СССР, 1985. - 200 с.
  7. Кодекс на правилата SP 20.13330.2011. Натоварвания и въздействия. Актуализирано издание на SNiP 2.01.07-85* / TsNIISK im. В. А. Кучеренко. - М.: Министерство на регионалното развитие, 2011. - 96 с.

Въпреки факта, че фабриките за стоманобетонни продукти произвеждат голям брой готови продукти, все още понякога е необходимо сами да направите стоманобетонна подова греда или стоманобетонна преграда. И когато строите къща с фиксиран кофраж, просто не можете без него. Почти всеки е виждал монтажници да поставят парчета желязо в кофража и почти всеки знае, че това е армировка, която осигурява здравина на конструкцията, но е добре да определите броя и диаметъра на армировката или напречното сечение на положените горещовалцувани профили стоманобетонни конструкции като армировка.само технолози могат да го направят. Стоманобетонните конструкции, въпреки че се използват повече от сто години, все още остават загадка за повечето хора, по-точно не самите конструкции, а изчислението на стоманобетонни конструкции. Нека се опитаме да вдигнем воала на мистерията над тази тема с пример за изчисляване на стоманобетонна греда.

Всяко изчисление строителна конструкциякато цяло и стоманобетонните греди в частност се състои от няколко етапа. Първо се определят геометричните размери на гредата.

Етап 1. Определяне на дължината на гредата.

Най-лесно е да се изчисли действителната дължина на гредата. Основното е, че знаем предварително участъка, който трябва да покрива гредата, а това вече е голяма работа. Обхватът е разстоянието между носещите стени за подова греда или ширината на отвора в стената за преграда. Обхватът е изчислената дължина на гредата, действителната дължина на гредата, разбира се, ще бъде по-голяма. Тъй като гредата не може да виси във въздуха (въпреки че истинските учени все пак са постигнали известен успех в антигравитацията), това означава, че дължината на гредата трябва да бъде по-голяма от педя от ширината на опората на стените. И въпреки че всички по-нататъшни изчисления се правят според изчислената, а не според действителната дължина на гредата, все пак е необходимо да се определи действителната дължина на гредата. Ширината на подпорите зависи от здравината на строителния материал под гредата и от дължината на гредата, колкото по-здрав е строителният материал под гредата и колкото по-малък е участъкът, толкова по-малка може да бъде ширината на опората. Теоретично е възможно да се изчисли ширината на опората, като се знае материала на конструкцията под опората, по същия начин като самата греда, но обикновено никой не прави това, ако е възможно да се поддържа гредата върху тухла, камък и бетонни (стоманобетонни) стени от 150-300 мм с разстояния от 2-10 метра. За стени от кухи тухли и шлака може да се наложи изчисляване на ширината на опората.

Например, нека вземем стойността на изчислената дължина на лъча = 4 m.

Етап 2. Предварително определяне на ширината и височината на гредата и класа (класа) бетон.

Тези параметри не са ни известни точно, но трябва да се настроят така, че да има какво да се брои.

Ако става дума за ламарина, тогава е логично по конструктивни съображения да се направи ламарина с ширина приблизително равна на ширината на стената. За подовите греди ширината може да бъде всякаква, но обикновено се взема най-малко 10 см и кратно на 5 см (за по-лесно изчисление). Височината на гредата се взема от конструктивни или естетически съображения. Например, за тухлена зидария е логично да направите джъмпер с височина 1 или 2 тухли, за шлаков блок - 1 височина на шлаков блок и т.н. Ако подовите греди ще се виждат след завършване на строителството, тогава също е логично височината на гредата да бъде пропорционална на ширината и дължината на гредата, както и на разстоянието между гредите. Ако подовите греди ще бъдат бетонирани едновременно с подовата плоча, тогава общата височина на гредата в изчисленията ще бъде: видимата височина на гредата + височината на монолитната подова плоча.

Например, нека вземем стойностите на ширина = 10 см, височина = 20 см, клас на бетон B25.

Етап 3. Дефиниране на подпорите.

От гледна точка на здравината на материалите, дали ще бъде преграда над отвор на врата или прозорец или подова греда няма значение. Но как точно гредата ще лежи върху стените е от голямо значение. От гледна точка на строителната физика всяка реална опора може да се разглежда или като шарнирна опора, около която гредата може условно да се върти, или като твърда опора. С други думи, твърдата опора се нарича прищипване в краищата на гредата. Защо се обръща толкова много внимание на опорите на гредите, ще стане ясно по-долу.

1. Греда на две шарнирни опори.

Ако стоманобетонната греда е монтирана в проектното положение след производството, ширината на опората на гредата по стените е по-малка от 200 mm, докато съотношението на дължината на гредата към ширината на опората е по-голямо от 15/1 и конструкцията на гредата не предвижда вградени части за твърда връзка с други конструктивни елементи, тогава такава стоманобетонна греда трябва ясно да се разглежда като греда върху шарнирни опори. За такъв лъч се приема следният символ:

2. Греда с твърдо прищипване в краищата.

Ако стоманобетонната греда е направена директно на мястото на монтаж, тогава такава греда може да се счита за притисната в краищата само ако гредата и стените, върху които лежи гредата, са бетонирани едновременно или при бетониране на гредата са вградени части предвидени за твърда връзка с други конструктивни елементи. Във всички останали случаи гредата се счита за лежаща върху две шарнирни опори. За такъв лъч се приема следният символ:

3. Многодиапазонна греда.

Понякога става необходимо да се изчисли стоманобетонна подова греда, която ще покрие две или дори три стаи наведнъж, монолитна стоманобетонен подпо няколко подови греди или преграда над няколко съседни отвора в стената. В такива случаи гредата се счита за многопролетна, ако опорите са шарнирни. При твърди опори броят на участъците няма значение, тъй като опорите са твърди, тогава всяка част от гредата може да се разглежда и изчислява като отделна греда.

4. Конзолна греда.

Греда, един или два края на която нямат опори, а опорите са на известно разстояние от краищата на гредата, се нарича конзолна. Например, подова плоча над основата, стърчаща отвъд основата с няколко сантиметра, може да се счита за конзолна греда, освен това за преграда, чиито носещи секции са по-големи от l / 5, също може да се счита за конзолна греда и т.н.

Етап 4. Определяне на натоварването върху гредата.

Натоварванията върху гредата могат да бъдат много разнообразни. От гледна точка на строителната физика всичко, което лежи неподвижно върху греда, заковано, залепено или окачено на греда, е статично натоварване. Всичко, което върви, пълзи, бяга, язди и дори пада върху греда - това са все динамични натоварвания. Натоварването може да бъде концентрирано, например човек, стоящ върху греда, или колелата на кола, опряна на греда с дължина 3 или повече метра, могат условно да се считат за концентриран товар. Концентрираното натоварване се измерва в килограми, по-точно в килограм-сили (kgf) или в нютони.

Но тухла, шлаков блок или друг материал, лежащ върху перваза, както и подови плочи, сняг, дъжд и дори вятър, земетресение, цунами и много други могат да се считат за разпределени натоварвания, действащи върху перваза или подовата греда. Освен това разпределеният товар може да бъде равномерно разпределен, равномерно и неравномерно да се променя по дължината и т.н. Разпределеният товар се измерва в kgf/m², но при изчисленията се използва стойността на разпределеното натоварване на линеен метър, тъй като при изчертаване на диаграми на огъващия момент не се вземат предвид нито височината, нито ширината на гредата, а само дължината на лъча се взема предвид. Превеждайте квадратни метрав дрехи за бягане не е трудно. Ако се изчисли подовата греда, тогава разпределеното натоварване съвсем логично се умножава по разстоянието между осите на гредите на пода. Ако се определи натоварването на пергата, тогава плътността на материала на конструкцията, лежаща върху прага, може да се умножи по ширината и височината на конструкцията.

Колкото по-точно изчисляваме натоварванията, действащи върху гредата, толкова по-точно ще бъде нашето изчисление и толкова по-надеждна ще бъде конструкцията. И ако всичко е повече или по-малко просто със статичните натоварвания, то динамичните натоварвания са динамични, защото не стоят на едно място и се опитват да усложнят и без това трудното за нас изчисление. От една страна, конструкцията трябва да бъде проектирана за най-неблагоприятната комбинация от натоварвания, от друга страна, теорията на вероятностите казва, че вероятността за такава комбинация от натоварвания е изключително малка и да се брои конструкцията за най-неблагоприятната комбинация от натоварвания означава неефективно използване на строителни материали и човешки ресурси. Къща, построена по всички правила и способна да издържи почти на всичко, включително ядрен удар, който никой освен луд милионер няма да купи, е твърде скъпа. Следователно, при изчисляване на конструкциите се използват динамични натоварвания с различни корекционни коефициенти, които отчитат вероятността от комбинация от натоварвания, но както показва практиката, е невъзможно да се вземе предвид всичко. Сградите, които се срутват по време на земетресения, урагани, цунами и дори обилни снеговалежи, са ярко потвърждение за това. За да се улесни по някакъв начин живота не само на технологичните инженери, но и на обикновените хора, е обичайно да се изчисляват междуетажните подове за разпределено натоварване от 400 kg / m2 (без да се отчита теглото на подовата конструкция). Това разпределено натоварване взема предвид почти всички възможни комбинациинатоварвания на пода в жилищни сгради, въпреки това никой не забранява да се броят строежи на б отежки натоварвания, например, ако някои много тежки припокривания ще бъдат положени върху стоманобетонни греди, например стоманобетон кухи плочидобавете още 300-330 kg/m², но ще спрем на 400 kg/m². Разбира се, може просто да се каже, че ще изчислим гредата за разпределено натоварване от 400 kg / m.p със стъпка между гредите от 1 метър, но бих искал да имате поне приблизителна представа откъде идва тази цифра.

Етап 5. Определяне на максималния огъващ момент, действащ върху напречното сечение на гредата.

Всичко зависи от това какви натоварвания действат върху гредата, какви опори има гредата и колко разстояния, някои видове греди, разгледани в стъпка 2, са статично неопределени и въпреки че всичко може да се изчисли от вас, няма да се задълбочаваме в теорията, по-лесно е да използвате готови формули за най-типичните случаи.

Пример за изчисляване на стоманобетонна греда върху шарнирни опори,
който е подложен на разпределено натоварване.

Максималният момент на огъване за греда, лежаща върху две шарнирни опори, а в нашия случай подова греда, положена върху стени, върху която действа разпределено натоварване, ще бъде в средата на гредата:

M max = (q l²) / 8; (5.1)

За обхват от 4 м M max = (400 4²) / 8 = 800 kg m

Етап 6. Предпоставки за изчисление:

Изчисляването на якостта на елементите от стоманобетонни конструкции се извършва за нормални и наклонени към надлъжната ос сечения в най-напрегнатите места (за това определихме стойността на момента). Стоманобетонът е композитен материал, чиито якостни свойства зависят от много фактори, които е трудно да се вземат предвид точно при изчислението. Освен това бетонът се представя добре при натиск поради относително високата си якост на натиск, докато армировката се представя добре при опън, а армировката може да набъбне при натиск. Следователно проектирането на стоманобетонна конструкция се свежда до дефинирането на компресирани и разтегнати зони. В зоните на напрежение се монтира армировка. В същото време височината на компресираните и опънати зони не е известна предварително и затова трябва да се използват обичайните методи за избор на секция, както за дървена, така и за метална греда, няма да работи. Въз основа на натрупания опит в изчисляването и експлоатацията на стоманобетонни конструкции са разработени няколко метода за изчисление. По-долу е един от тях, базиран на следните предположения за проектиране:

Якостта на опън на бетона се приема за нула;
- устойчивостта на бетона на натиск се приема за равномерно разпределена, равна на R pr (Rbспоред новия SNiP);
- максималните опънни напрежения в армировката са равни на проектната якост на опън Р а (Rsспоред новия SNiP);
- напреженията на натиск в опън и ненапрегнатата армировка се приемат не повече от проектната якост на натиск Р а (Rscспоред новия SNiP);
- препоръчва се да се използват елементи с такива напречни сечения, че относителната височина на зоната на компресиран бетон, изчислена от изчислението ξ=x/h 0не надвишава пределната си стойност ξR, при което граничното състояние на елемента настъпва, когато напреженията в разтегнатата зона достигнат проектното съпротивление Р а. Граничното условие има формата

x ≤ ξ R h oили ξ ≤ ξ R (6.1)

Стойност ξRсе определя по формулата:

о- характеристика на зоната на компресия на бетона, определена за тежък бетон и бетон върху порести инертни материали по формулата:

ξ o \u003d a - 0,008R pr; (6.3)

при което R prвзети в MPa; коефициент а= 0,85 за тежък бетон и a = 0,8 за бетон върху порести инертни материали.

Стойност на напрежението σ Ав армировката се приема при 0,002E A = 400 MPa равно за армировка на класове:

A-I, A-II, A-III, B-I и Bp-1: (R a - σ o);

A-IV, At-IV, A-V, At-V, At-VI, B-II, Bp-II и K-7: (R a + 400 - σ 0),

Ра- проектна устойчивост на армировката на напрежение, като се вземат предвид коефициентите на условията на работа на армировката м а,о- стойността на предварителното напрежение на армировката, като се вземат предвид загубите при коефициента на точност на опън m t< 1 .

Ако при изчисляване на огъващи елементи се взема предвид коефициентът на бетонови условия на работа m b1 = 0,85, тогава 500 се замества във формула (6.2) вместо 400.

Ще извършим допълнителни изчисления за греда с конвенционална (ненапрегната) армировка, докато ще изчислим напречното сечение на армировката само за долната част на гредата, в която действат опънните напрежения, това изобщо не означава, че в горната част от армировъчната греда (монтирана по технологични причини) няма, но значително ще опрости изчислението.


При изчисляване на елементи от правоъгълно сечение с единична ненапрегната армировка (когато проектната армировка е монтирана само в зоната на опън), можете да използвате помощната таблица 1 и формулите:

M = A o bh² o R pr (6.4)

F a = M/ηh o R a (6.5)

A o = 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)

съотношение на армировка μ и процентът на армировка μ 100 (%) се определя по формулите:

μ = Fa/bh o, или μ = ξR pr /R a (6.8)

μ% = 100μ (6.9)

Въз основа на опита от проектиране на оптимални за разходите стоманобетонни продукти се препоръчва да се вземат:

μ% = 1÷2%, ;ξ = 0,3÷0,4 - за греди (6.10)

μ% = 0,3÷0,6%, ξ = 0,1÷0,15 - за подови плочи (6.11)

Маса 1.Данни за изчисляване на огънати елементи с правоъгълно сечение, подсилени с единична армировка (съгласно "Ръководство за проектиране на бетонни и стоманобетонни конструкции от тежък и лек бетон без армировка за предварително напрежение (към SNiP 2.03.01-84)")

Етап 7. Изчисляване на сечението на армировката.

Размерите на напречното сечение на стоманобетонна греда и позицията на армировката можем да зададем сами, въз основа на технологични изисквания или други съображения. Например, ние сме решили, че гредата ще има височина h = 20 см и ширина b = 10 см. Разстояние ацентърът на напречното сечение на армировката от дъното на гредата обикновено се взема в рамките на 2-3 см. По-нататъшни изчисления ще извършим при a = 2 см. Проектната якост на опън за армировка от клас A-III съгласно