2
Быстрая помощь студентам.
Результат поиска.
Тип работы: курсовая работа. Добавлен: 27.06.2012. Сдан: 2011. Страниц: 11. Уникальность по 2. Длительная часть снеговой нагрузки 0,5?1500 = 750 H/м 2. Нормативная нагрузка от разряжения при опорожнении резервуара – 1000 H/м 2. принята по СНиП 2.04.02–84. Сочетание нагрузок и величины коэффициентов надежности для временных нагрузок принимаются также по СНиП 2.04.02–84. По степени ответственности сооружение относится ко III классу, коэффициент надежности по нагрузке g n = 0,95.
2.2 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОННОГО РЕЗЕРВУАРА.
Сетка колонн резервуара 6,0. 6,6 м. Соединение стен с днищем резервуара жесткое. Конструкция днища выполняется из монолитного железобетона; элементы покрытия, колонны и фундамента – из сборного железобетона. Устойчивость сооружения при действии горизонтальных нагрузок обеспечивается жестким соединением стен и днища и шарнирным соединением стен с покрытием. Устойчивость резервуара против всплытия при опорожнении обеспечивается весом сооружения и весом грунта на покрытии. Несущая часть монолитного железобетонного днища резервуара толщиной 140 мм устраивается по бетонной подготовке толщиной 80 мм и гидроизоляции. Стеновые панели резервуара сборные железобетонные переменной толщины жестко заделываются в щелевой паз, устраиваемый по периметру днища. Номинальная ширина сборных элементов стен – 3000 мм, конструктивная ширина с учетом ширины шва – 2980 мм. Угловые элементы стен выполняются из монолитного железобетона. Между собой стены соединяются через закладные детали, швы между стенами заделываются раствором на напрягающем цементе. Покрытие резервуара балочное из сборных железобетонных элементов – ригелей таврового сечения и ребристых плит. Номинальные пролеты ригелей и плит 6,6 м. Ребристые плиты опираются на полки ригелей и стены, на опорах плиты привариваются к закладным деталям. Конструктивные размеры плит, с учетом условий опирания на полки ригелей и величин конструктивных зазоров, приняты 1590. 5415 мм. Швы между плитами и ригелями заполняются раствором на напрягающем цементе. Из условий применения однотипных плит покрытия привязка стен резервуара (до внутренней поверхности) к разбивочным осям принята 325 мм. Ригели опираются на колонны и стены. На опорах ригели привариваются к закладным деталям. Сварные швы и стальные закладные детали должны иметь антикоррозийное покрытие. Колонны железобетонные квадратного сечения. По условиям опирания ригелей размер сечения колонн – 400. 400 мм. Колонны жестко заделываются в фундамент. Фундаменты колонн железобетонные столбчатые двухступенчатые сборные. Подколонник стаканного типа. Фундамент монтируется на свежеуложенный слой цементно–песчаного раствора на поверхность днища. Конструкция штукатурной гидроизоляции принята из холодной асфальтовой мастики типа «хамаст» с армированием в местах перегиба и углах стеклотканью. Общая толщина слоев гидроизоляции 8 – 12 мм.
2.3. РАСЧЕТ РЕБРИСТОЙ, ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ, ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ БАЛОЧНОЙ ПЛИТЫ ПОКРЫТИЯ РЕЗЕРВУАРА.
Требуется запроектировать ребристую плиту покрытия резервуара, армированную напрягаемой стержневой арматурой класса A1000. Конструктивный размер плиты 5415?1590 мм. Расчетный пролет плиты принимается равным расстоянию между центрами опорных ребер плиты l 0 = 6000 – 650 + 65 = 5,4 м. Ширину полки плиты принимаем равной 1550 мм, с учетом конфигурации ребра плиты. Высота плиты 400 мм.
2.3.1. Сбор нагрузок на 1м 2 плиты покрытия.
Расчетное сочетание нагрузок и коэффициенты надежности временных нагрузок приняты по СНиП 2.04.02-84 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения» и СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия.
Расчетная нагрузка на 1 пог.м. длины плиты при номинальной ширине 1,8 м с учетом коэффициента надежности по назначению сооружения g n = 0,95 (для расчета по первой группе предельных состояний – расчет прочности.
постоянная g = 18988*1,8*0,95 = 32469 Н/м = 32,47 кН/м полная q = g + u = 22288*1,8*0,95 = 38112 Н/м = 38,112 кН/м.
Нормативная нагрузка на 1 пог. м ( для расчета по второй группе предельных состояний – расчет по образованию и раскытию трещин и расчет по деформациям) будет равна.
постоянная g n = 16560*1,8*0,95 = 28318 Н/м = 28,318 кН/м; полная q n = g n + v n = 19060*1,8*0,95 = 32593 Н/м = 32,593 кН/м.
постоянная и длительная q n пост.+длит. = g n + v n дл.вр. = 17310*1,8*0,95= 29600 Н/м.
кратковременная v n кр.вр . = 1750*1,8*0,95 = 2993 Н/м = 2,993 кН/м.
2.3.2 Усилия от расчетных и нормативных нагрузок.
2.3.3. Характеристики прочности бетона и арматуры. Компоновка поперечного сечения плиты.
Напрягаемая арматура продольных ребер плиты класса А1000. Нормативное сопротивление арматуры класса А1000 R sn = R s,ser = 1000 МПа, расчетное сопротивление R s = 830 МПа, модуль упругости Е s = 200 000 МПа. Натягивается арматура электротермическим способом на упоры силовой формы (расстояние между наружными гранями упоров формы l = 5,8 м.
Бетон тяжелый класса В30, соответствующий напрягаемой арматуре. Призменна прочность нормативная R bn = R b,ser = 22,0 МПа, расчетная R b = 17,0 МПа; коэффициент условий работы бетона g b2 = 0,9 (как для плиты массового назначения и многоцелевого назначения); нормативное сопротивлении при растяжении R btn = R bt,ser = 1,75 МПа, расчетное R bt = 1,15 МПа; начальный модуль упругости бетона, подвергнутого тепловой обработке при атмосферном давлении, Е b = 32 500 МПа. Передаточная прочность бетона R bр устанавливается так, чтобы при обжатии отношение напряжений ( s bр /R bр ). 0,9.
Ненапрягаемая арматура: в полке плиты – сварные сетки с поперечной рабочей арматурой класса А400 (d = 6 мм, R s = 355 МПа); в продольных ребрах – сварные каркасы с продольной арматурой класса А400, диаметром d = 8 мм и поперечной - класса А400 (d w = 6 мм, R sw = 285 МПа). Технология изготовления плиты – агрегатно–поточная с применением тепловой обработки при атмосферном давлении. Плита будет работать в закрытом резервуаре – влажность окружающей среды выше 75%. К конструкции плиты не предъявляются требования непроницаемости, поэтому в соответствии с п. 4.2.1.3 в плите с рабочей арматурой класса А1000 допускается непродолжительное раскрытие трещин 0,3 мм и продолжительное раскрытие трещин 0,2 мм.
Компоновка поперечного сечения плиты. Плита принимается со следующими параметрами.
высота сечения плиты – 40 см; толщина защитного слоя бетона, a = 5 см; рабочая высота сечения h 0 = h – a = 40 – 5 = 35 см; ширина продольных ребер – 8 см; ширина верхней полки b f ’ = 130 – 2*2,5 = 125 см; толщина сжатой полки h f ’ = 5 см.
2.3.4. Расчет полки плиты на местный изгиб.
Полка рассчитывается как балочная плита шириной 1 м, частично защемленная в продольных ребрах. Расчетный пролет полки – расстояние в свету между продольными ребрами.
где 8 см – ширина продольных ребер плиты в верхней части плиты. Расчетная нагрузка на 1 м 2 полки плиты может быть принята (с несущественным превышением) такой же, как и для плиты.
q = (g + u )* g n = 22,288*0,95 = 21,17 кН/м 2.
Изгибающий момент в сечении полки, расположенном в середине пролета l 01 (на 1 пог. М длины плиты): М 1 = q* l 01 2 /11 = 21,17 *1,29 2 /11 = 3,20 кН*м/пог. м.
Расчет прочности полки по нормальному сечению в середине пролета. Ширина сечения – b 1 = 100 см, высота расчетного сечения h f ’ = 5 см, рабочая высота сечения (при а = 1,3 см ) – h 01 = h f ’ – a = 5 – 1,3 = 3,7 см. По формуле вычисляем: В зависимости от m путем линейного интерполирования или по формуле находим . = 0, 148.
Вычисляем значение граничной высоты сжатой зоны бетона по формуле.
здесь , - для арматуры класса А400; = 0,0035. При x = 0,167 x R = 0,533 по формуле (3.10) находим площадь сечения арматуры на 1 пог. м. длины плиты.
По сортаменту, согласно прил.8, принимаем сварную сетку с поперечной рабочей арматурой. 6 А400 с шагом 100 мм. Площадь сечения поперечных стержней (9. 6 А400) на 1 п. м. длины плиты = 2, 55 см 2 = 2,5 см 2. Продольная арматура сетки назначается по конструктивным требованиям сварки. Окончательно, согласно прил. 7, назначаем сетку по ГОСТ 8478-81.
верхняя сетка 790.
нижняя сетка 1250.
Здесь 790 мм и 1250 мм – ширина верхней и нижней сеток, соответственно. Сетки получаются путем продольной резки стандартных сеток шириной 2830 мм, 1250 + 2?790 = 2830 мм. При армировании полок верхние сетки с целью анкеровки рабочей арматуры заводят в ребра плит.
2.3.5. Расчет продольных ребер плиты по несущей способности.
Расчет прочности по нормальным сечениям ограничивается расчетом сечения в середине пролета на действие момента M = 104,45 кН*м. Из этого расчета определяют площадь поперечного сечения продольной напрягаемой арматуры, расположенной в ребрах плиты. Сечение тавровое с полкой в сжатой зоне (см. рис.1). По формуле (3.9) [8] вычисляем: Из таблицы прил. 6 к настоящим методическим указаниям в зависимости от путем линейного интерполирования или по формуле (3.10) [8] находим = = 0,046. Определяем высоту сжатой зоны бетона.
Следовательно, нейтральная ось проходит в пределах сжатой полки таврового сечения плиты (см. рис. 1). При подборе площади напрягаемой арматуры в соответствии с примечаниями к табл. 3.1 [8] принимаем т.е. Находим предельную относительную высоту сжатой зоны бетона по формуле (32) [4.
где - для арматуры класса А1000 в МПа; В нашем случае . Вычисляем коэффициент условий работы арматуры по формуле (3.2) [8]: . но не более 1,1. В нашем случае имеем . поэтому принимаем = =1,1 По формуле (3.10) [8] вычисляем требуемую площадь напрягаемой арматуры.
По прил. 8 к настоящим методическим указаниям принимается 1 O22 A1000 c.
2.3.6. Расчет прочности продольных ребер плиты по наклонным сечениям на действие поперечной силы.
2.3.6.2. Расчет прочности продольных ребер плиты по наклонным сечениям с учетом влияния предварительного напряжения продольной рабочей арматуры.
Расчётное значение поперечной силы от полной расчетной нагрузки составляет = = 75,83 кН. Расчетное усилие на одно продольное ребро плиты составит Q (1) = /2 = = 75,83/2 = 37,9 кН.
Проверяем правильность выбранного сечения ребра плиты из условия прочности на действие главных сжимающих напряжений в наклонном сечении по условию.
В нашем случае Q(1) = 37,9 кН 0,3•17000•0,08•0,35 = 142,8 кН, следовательно, прочность на сжатие по наклонному сечению обеспечена, сечение выбрано правильно.
Условие прочности по наклонному сечению без учета влияния продольного усилия предварительного обжатия имеет вид: Q(1.
= 0,5• ••- поперечная сила, воспринимаемая бетоном в наклонном сечении.
= - поперечная сила, воспринимаемая поперечной арматурой (хомутами) в наклонном сечении.
- усилие в поперечной арматуре на единицу длины плиты (погонное усилие, воспринимаемое хомутами.
- расчетное сопротивление поперечной арматуры.
– суммарная площадь хомутов, расположенных в одной нормальной к продольной оси плиты плоскости, пересекающей наклонное сечение, если ра ссматривается одно ребро, то = (где – площадь поперечного сечения одного хомута): - шаг поперечных стержней; - ширина продольного ребра плиты.
Предполагаем, что поперечную силу Q(1) = 37,9 Кн воспринимает один бетон без поперечного армирования, т.е принимаем = 0.
= 0,5•1150•0,08•0,35 = 16,1 кН.
Так как Q(1) = 37,9 кН = 16,1 кН, услов ие прочности по наклонному сечению не соблюдается, следовательно, необходима установка в продольных ребрах плиты поперечной арматуры (хомутов). Обычно поперечная арматура в ребристых плитах устанавливается в виде электросварных каркасов. Диаметр поперечных стержней назначается 6-8 мм, диаметр продольных стержней каркаса принимается 8-12 мм. Арматура принимается класса А400. Шаг поперечных стержней в приопорной зоне назначается кратным 50 мм от 50 мм, но не более и не более = 300 мм. Принимаем армирование каждого ребра плиты электросварным каркасом с продольной арматурой d = 10 мм класса А400 и поперечной арматурой = 6 класса А400 с = 0,283 . Шаг попереч ных стержней принимаем равным = 150 мм.
=16,1+18,8 = 34,9 кН Q(1) = 37,9 кН.
Условие прочности не удовлетворяется. Увеличиваем интенсивность поперечного армирования, уменьшая шаг поперечных стержней либо увеличива я диаметр поперечной арматуры , т.е. увеличивая . Принимаем = 100 мм, тогда.
Вновь проверяем условие прочности.
= 16,1 + 28,3=44,4 кН Q(1) = 37,9 кН.
Условие прочности по наклонному сечению удовлетворяется, при этом должно соблюдаться условие.
== 0,81 кН 0,25•1150•0,08 = 0,23 кН.
Условие прочности по наклонному сечению удовлетворяется.
Окончательно принимаем каркас продольного ребра с продольной арматурой d = 8 мм класса А400 и поперечной арматурой = 6 мм класса А400 c шагом в приопорной зоне 1,12 м равным = 150 мм, в средней части пролета плиты принимаем шаг = 250мм, что удовлетворя ет требованиям СНиП: не более = 0,75•= 0,75•350 = 260 мм и не более = 500 мм.
2.4 РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ КОЛОННЫ.
Колонны резервуара воспринимают постоянные и временные нагрузки от покрытия, собственного веса колонн, веса ригелей покрытия и передают эти нагрузки на днище резервуара через столбчатые фундаменты. Колонны резервуаров эксплуатируются в воде. Вода питьевого качества, как правило, неагрессивна к железобетону, на промежуточных этапах очистки она может быть слабоагрессивная к железобетону. Степень агрессивности определяется наличием агрессивных агентов в воде, температурой воды, напором и скоростью движения жидкости у поверхностей конструкций. Для резервуаров с водой характерно проявление коррозии в виде выщелачивания компонентов бетона. Реже встречается коррозия, связанная с образованием, под воздействием воды и химических агентов, растворимых соединений, не обладающих вяжущими свойствами, и вымыванием их. В результате коррозии повышается пористость бетона, обеспечивается доступ воды к арматуре и ее коррозия в конструкции. Обычно для конструкций резервуаров применяют бетоны нормальной и повышенной плотности, реже особо плотные бетоны. Прямыми показателями плотности бетона являются его марки по водонепроницаемости. Требуемая марка бетона по водонепроницаемости определяется показателями агрессивности среды и классом применяемой арматуры и нормируется СНиП 2.03.11-85 «Защита строительных конструкций от коррозии». В нашем случае условно принимаем – вода слабоагрессивная к бетону. Класс бетона колонны по прочности на сжатие принимаем – В20. Арматура колонны: класса А500 – продольная арматура; класса В 500 – поперечная арматура. Принимаем марку бетона по водонепроницаемости W 4 . марку бетона по морозостойкости F100. Защитный слой от поверхности бетона до поверхности арматуры принимаем (по СНиП 2.03.11-85) равным 20 мм и не менее диаметра арматуры. По проекту колонны резервуара загружены центрально, поэтому сечение колонны принимаем квадратным. (рис.2) При двустороннем опирании ригелей пролетом до 12 м минимальный размер сечения колонн назначается не менее 400 мм. Гибкость колонны не должна превышать l 0 /h. 20, где l 0 – расчетная длина колонны; h – наименьший размер сечения колонны.
2.4.2. Определение усилий в колонне.
Расчет прочности колонны ведется на полную нагрузку N = N 2 * g n . где N 2 – продольная сила от расчетной постоянной и временной длительной и кратковременной нагрузок; g n = 0,95 – коэффициент надежности по назначению сооружения. В значение N 2 входят: нагрузка от покрытия, нагрузка от веса ригеля, собственный вес колонны. Нагрузка от покрытия. Грузовая площадь покрытия при сетке колонн 7,3. 5,4 = =39,42 м 2. Полная нагрузка от покрытия: Нагрузка от веса ригеля. Площадь сечения ригеля с учетом замоноличенных швов: А риг = 0,4*0,5= 0,2 м 2 Вес погонного метра ригеля с учетом коэффициента надежности по нагрузке g f = 1,1 и коэффициента надежности по ответственности g n = 0,95 g риг = А риг * r б * g f * g n = 0,2*25*1,1*0,95 = 5,23 кН/м, где r б = удельный вес бетона, принимаемый равным 2500 кгс/м 3 = 25 кН/м 3 Нагрузка от веса ригеля при пролете 6 м составит: G риг = g риг * l риг =5,23*7,3 = 38,2 кН Нагрузка от веса колонны. Размеры сечения колонны 300. 300 мм. тогда площадь поперечного сечения колонны равна А кол =0,3*0,3=0,09м 2. Высота колонны от низа ригеля до обреза фундамента Н = 4020 мм. Предварительно высоту фундамента принимаем равной 750 мм. Нагрузка от веса колонны с учетом коэффициента надежности по нагрузке g f = 1,1 и коэффициента надежности по ответственности g n = 0,95 составит G кол. = А кол. * H* r б * g f * g n = 0,09*4,8*25*1,1*0,95= 11,88 кН. Таким образом, полная расчетная продольная сила в нижнем сечении колонны резервуара Расчетная продольная сила на колонну N 1 от суммы постоянной и временной длительной нагрузок при нагрузке на покрытие, равно g 1 = 30372 Н/м 2 (без кратковременной части снеговой нагрузки и без кратковременной нагрузки от разряжения), с учетом коэффициента надежности по ответственности g n =0,95 составит N 1 = g l * S* g n + = 30,372*39,42*0,95+38,2+11,88= 1187 кН.
2.4.3. Расчет прочности колонны.
Размеры поперечного сечения колонны 30. 30 см. Класс бетона по прочности на сжатие В20 R b = 11,5 МПа, R bt = 0,9 МПа, Е b = 27500 МПа. Арматура класса А500 R s = R sс =435 МПа, Е s = 200000 МПа. В колонне возникают только продольные сжимающие усилия, т.е. отсутствуют расчетные изгибающие моменты, поэтому расчетный эксцентриситет продольный сжимающей силы е 0 = 0, в этом случае в расчет вводят случайный эксцентриситет е а. Начальный случайный эксцентриситет принимаем большим из двух значений.
е а = Н/600 = 480/600 = 0,8 см, где Н = 480 см – длина колонны от обреза фундамента; е а = h/30 = 30/30 = 1 см, где h – размер сечения колонны.
Принимаем большее из двух значений, т.е. е 0 = е а max = 1 см. При расчетной длине колонны l 0 = 0,8*Н = 0,8*480 = 384 см, наибольшая гибкость элемента l 0 /h = 384/30 = 12,8 4, при этом необходимо учесть влияние прогиба колонны под нагрузкой на ее прочность.
2.4.3.1. Расчет прочности условно центрально-сжатой колонны.
Условие прочности условно центрально- сжатой колонны имеет вид: N=N ult где N ult - предельное значение продольной силы, которую может воспринимать элемент, определяемое по формуле N ult = ?*(R b *A+R sc *A s,tot ), здесь A s,tot – площадб всей продольной арматуры в сечении колонны: ? – коэффициент, учитывающий влияние гибкости колонны на ее прочность, ? = ? b +2*( ? sb - ? b )*? s , при этом приведенный коэффициент армирования ? и т.д.
Перейти к полному тексту работы.
Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по или.
Смотреть полный текст работы бесплатно.
Смотреть похожие работы.
*