Қысымның түсуін есептеу

Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 25 бет
Таңдаулыға:

Мазұны

Кіріспе
5
1
Негізгі ережелер
6
2
Бастапқы мәліметтер
12
2.1
Көлемдері мен жүктемелері
12
2.2
Плита үшін материалдар
13
3
Шектік күйдің бірінші тобы бойынша жабынды есептеу
14
3.1
Қысымның түсуін есептеу
14
3.2
Иілу сәттеріне әсерін есептеу
15
4
Шектік күйдің екінші тобы бойынша жабынды есептеу
23
4.1
Жарықтардың пайда болуын есептеу
23
4.2
Жарықтардың ашылуын есептеу
23
4.3
Деформация бойынша есептеу
24
5
Қорытынды
31
6
Қолданылған әдебиеттер тізімі
32
7
Қосымшалар
33

Кіріспе

Көп қабатты монолитті ғимараттың негізгі тірек жүйесінің негізін жабындар, бағаналар мен іргетастар құрайды. Жабын бағаналармен бірлесіп тік және көлденең жүктеме арқылы өзіндік рамалық конструкцияны құрайды.
Сонымен қатар, көбіне, ғимараттың негізгі тірек жүйесінің құрамына қабырғалық құрылымдар(әдетте - баспалдақ-лифт тораптарының қоршаулары) кіреді, және де олар тік және көлденең жүктемелердің әсері кезінде негізгі тірек жүйесінің жұмысына қосылады.
Көп қабатты монолитті ғимараттың жабындары жиі тұтас жазық түрінде орындалады.Жабынның қалыңдығы оған қысым мен күш түскендегі қажетті беріктік шарттарына байланысты анықталады.Егер түсетін қысымға жабынның беріктігі жеткіліксіз болса, онда оның негізгі тірек күші осы аймақтағы бағанға іргелес орналасқан жабынға көлденең арматура орнату арқылы күшейтіледі немесе капители-бағаналарын жергілікті қалыңдату арқылы жүзеге асырылады.
Аралықтарды үлкейту кезінде иілу және қысым түсу салдарынан жабынның беріктігін арттыру, және де тұтас жабындарды қолдану кезіндегі бетонның шамадан тыс шығынысыз қаттылығын арттыру қажеттілігі туындайды. Бұл жағдайда жабынның әр түрлі тиімді құрылымдары қолданылады: кессонды, шұңқырлы, қырлы балкалық жазықтық, қырлы контурлы қабырға.
Ғимараттың бөліктерін құрастырғанда оларға әсер ететін күштердің мәндерін анықтау қажет, ол үшін ғимараттың негізгі тірек жүйесіне тік және көлденең жүктемелер әсер етуін есептеу қажет. Қазіргі таңда ғимараттығң негізгі тірек жүйесін есептеу көбіне ЛИРА, SCAD, Stark-ES және т.б. кешендерін қолдана отырып соңғы элемент әдісімен жүргізіледі
Заманауи компьютерлердің ресурстары есептеу сызбасын құрастыруға, ғимаратты толық модельдеуге мүмкіндік береді, бұл жербетіндегі құрылымдардың деформацияланатын негізін және де құрылыстардың негізгі ерекшеліктерін ескеріп, бірлесіп жұмыс жасауына мүмкіндік береді.
Ғимараттың көлденең жүктемелері мен табанының деформациясы жабынның кернеулі күйіне айтарлықтай әсер етпеген жағдайда, егер ғимараттың негізгі тірек жүйесі күшті орталықтардан және қаттылық диафрагмаларынан тұратын болса,іргетас талаптарға сай болса, онда бірқабатты фрагментке тік жүктеменің әсерін есептеуге болады. Курстық жұмысты орындау барысында мұғаліммен келісе отырып есептеудің жеңіл моделдерін қолдануға болады, мысалы, бір конструктивті ұяшық элементінен тұратын жазық не фрагмент, және т.б.
1 Негізгі ережелер

Көп қабатты монолитті ғимараттың негізгі тірек жүйесінің негізін жабындар, бағаналар мен іргетастар құрайды. Жабын бағаналармен бірлесіп тік және көлденең жүктеме арқылы өзіндік рамалық конструкцияны құрайды.
Сонымен қатар, көбіне, ғимараттың негізгі тірек жүйесінің құрамына қабырғалық құрылымдар (әдетте - баспалдақ-лифт тораптарының қоршаулары) кіреді, және де олар тік және көлденең жүктемелердің әсері кезінде негізгі тірек жүйесінің жұмысына қосылады.
Көп қабатты монолитті ғимараттың жабындары жиі тұтас жазық түрінде орындалады. Мұндай шешім, архитектура және құрылыс технологиясы талаптарына сай тиімдірек болып саналады. Жабынның қалыңдығы оған қысым мен күш түскендегі қажетті беріктік шарттарына байланысты анықталады. Егер түсетін қысымға жабынның беріктігі жеткіліксіз болса, онда оның негізгі тірек күші осы аймақтағы бағанға іргелес орналасқан жабынға көлденең арматура орнату арқылы күшейтіледі немесе капители-бағаналарын жергілікті қалыңдату арқылы жүзеге асырылады (1 сурет).
Аралықтарды үлкейту кезінде иілу және қысым түсу салдарынан жабынның беріктігін арттыру, және де тұтас жабындарды қолдану кезіндегі бетонның шамадан тыс шығынысыз қаттылығын арттыру қажеттілігі туындайды. Бұл жағдайда жабынның әр түрлі тиімді құрылымдары қолданылады: кессонды, шұңқырлы, қырлы балкалық жазықтық, қырлы контурлы қабырға (2 сурет).
Ғимараттың бөліктерін құрастырғанда оларға әсер ететін күштердің мәндерін анықтау қажет, ол үшін ғимараттың негізгі тірек жүйесіне тік және көлденең жүктемелер әсер етуін есептеу қажет. Қазіргі таңда ғимараттығң негізгі тірек жүйесін есептеу көбіне ЛИРА, SCAD, Stark-ES және т.б. кешендерін қолдана отырып соңғы элемент әдісімен жүргізіледі
Заманауи компьютерлердің ресурстары есептеу сызбасын құрастыруға, ғимаратты толық модельдеуге мүмкіндік береді, бұл жербетіндегі құрылымдардың деформацияланатын негізін және де құрылыстардың негізгі ерекшеліктерін ескеріп, бірлесіп жұмыс жасауына мүмкіндік береді.
Ғимараттың көлденең жүктемелері мен табанының деформациясы жабынның кернеулі күйіне айтарлықтай әсер етпеген жағдайда, егер ғимараттың негізгі тірек жүйесі күшті орталықтардан және қаттылық диафрагмаларынан тұратын болса, іргетас талаптарға сай болса, онда бірқабатты фрагментке тік жүктеменің әсерін есептеуге болады. Курстық жұмысты орындау барысында мұғаліммен келісе отырып есептеудің жеңіл моделдерін қолдануға болады, мысалы, бір конструктивті ұяшық элементінен тұратын жазық не фрагмент, және т.б.

1 - сурет. Капителей құрылысы
(l - пролет, I-I, II-II, III-III, IV-IV - қысымға беріктікті есептеу қимасы)

2 - сурет. Кесон және шұңқырлы жабындар сызбасы.
Жабынның статикалық есептеулерін орындау барысында, студенттер темірбетон және тас конструкциялары кафедрасының оқу сыныптарының компьютерлеріне орнатылған бағдарламаны пайдалана алады. Кейбір жағдайларда мұғаліммен келісе отырып Mx (Lx, Ly) және My (Lx; Ly) сәттерінің мәндерін анықтауға болады, жобада берілген Lx және Ly бағандарының қадамдық мәндері үшін формула сәйкес:
Mx ≈kx·mx (1)
My ≈ky·my (2)
mx - 6,0x6,0 бағандар торындағы иілу сәті және x ось бағыты бойынша жүктеме1 кН м2;
my - у ось бағыты бойынша.
mx және my мәндері 21 қосымшасында келтірілген.
kx және ky - түзету коэффициенты
kx= q· (Lx)2·Ly6,03;
ky= q· (Ly)2·Lx6,03
Тік жүктеменің әсерін есептеу кезінде, егер үздіксіз жүктемелердің үлесі жалпы жүктемелердің 70% -нан асатын болса, соңғы элементтердің қаттылығы анықталған кезде, 6.2.7 [4] тармаққа сәйкес серпімділік модулі төменгі коэффициенттермен қабылданады: 0,6- тік тірек элементтері үшін; 0,2 - жазық (плита) жабындар үшін (сызаттардың болуын және жүктің әсер ету ұзақтығын ескере отырып).
Күштерді анықтағаннан кейін, бірінші кезекте жазық жабынның қалыңдығының қабылданған мәнін немесе капители параметрлерінің қысым түсіру кезіндегі жеткілікті беріктігін тексереді [2], [3], [4].
Жабынның капителимен бірге есебін капителидің таңдалған конструктивтік нұсқасына байланысты жүзеге асырылады.
Көлбеу бүйір қырлары және баспалдақты капители үшін бағананың қыры және капители табаны бойынша екі көлденең қимасын қарастырады.
Капители қырларының көлбеу бұрышы 45°кем болмауы керек.
Капителидің неғұрлым күрделі қимасы үшін үш көлденең қиманы қарастыру қажет ( 1в және 1 г сурет). Біріншісінің биіктігі капители биіктігіне және қалыңдығына сәйкес келеді, есептеу арқылы капители қалыңдығының жеткіліті екенін тексереді. Екіншісінің биіктігі капителидің жоғарғы бөлігінің биіктігіне және жазық жабынның (плитаның) қалыңдығына сәйкес келеді. Үшіншісінің биіктігі жазық жабынның (плитаның) қалыңдығына сәйкес келеді. Бұл қималарды есептеу арқылы капителидің көлденең өлшемдерінің дұрыс алынғанын тексереді. Қысымның түсуін есептеу кезінде F есептелген куш пен сыртқы куш тең деп алынады.
F = Ncol,1 - Ncol,2 (3)
мұндағы, Ncol,1 - Ncol,2 - жабынның үстінгі және астынғы бағаналарындағы көлденең күштері, ғимараттың негізгі тірек жүйесінің есебімен анықталған. Егер бір қабатты фрагмент есептелсе, онда Ncol,2= 0 және F = Ncol,1.
Сондай-ақ сыртқы күш арқылы есептелген күштің жуық мәнін анықтай алады:
F ≈q·Aq·γсol (4)
мұндағы, q - жабынға есептелген күш; Aq - бағананың жүк ауданы; γсol - кейбір бағандарда рамалық жүйе күштерінің ұлғайуын ескеретін коэффициент; γсol = 1,15 - ось фасадынан бірінші орналасқан бағана үшін, басқа жағдайлар үшін γсol = 1.

3 - сурет. Қысымға есептегендегі күштің сызбасы

Жазық жабындағы көлденең арматураның санын иілу кезіндегі Mx және My әсерін есептеу арқылы анықтайды, ол X және Y осьтерінде көлденең координатаға параллель жазықтықта әсер етеді және ғимараттың негізгі тірек жүйесінің есебімен анықталады. Mx және My сәттері белгіленген және оның өлшемі кН·мм тең.

4 - сурет. Жазық жабындағы эпюр Mx(а) иMy(б) конфигурациясы
4 - суретте қаңқалы ғимараттың құрылымдық ұяшығы үшін жазық жабындағы иілу сәттеріне тән сурет көрсетілген. Талдау көрсеткендей, иілу сәттерінің мәндерімен ерекшеленетін келесі аймақтарды айырықша көрсетуге болады (5-сурет):

5- сурет. Теріс және оң иілу кезіндегі аймақтарға бөлу сызбасы
1 аймақ - бағана үсті аймақ, осы аймақта абсолюттік көлемдегі максималды Mx және My теріс шамалары әсер етеді;
2 аймақ - бағана аралық аймақ, оның ішінде салыстырмалы түрде аз Mx теріс шамалары әсер етеді;
3 аймақ - бағана аралық аймақ, оның ішінде салыстырмалы түрде аз My теріс шамалары әсер етеді;
4 аймақ - бағана аралық аймақ, осы аймақта абсолюттік көлемдегі максималды Mx теріс шамалары әсер етеді;
5 аймақ - бағана аралық аймақ, осы аймақта абсолюттік көлемдегі максималды My теріс шамалары әсер етеді;
6 аймақ - аралық аймақ, осы аймақта абсолюттік көлемдегі максималды Mx және My оң шамалары әсер етеді;
2 Бастапқы мәліметтер
2.1 Көлемдері мен жүктемелері
Негізгі тірек жүйесінің көлемді-жоспарлы параметрлері (бағана торы, қабаты және т.б.) толық жиналған қаңқалы-панельдік ғимараттың есебінің мысалындағымен бірдей деп алынды. Жазық тұтас плитаның қалыңдығы hf=200 мм, бағананың көлденең қимасы - 400x400 мм тең. Жабынның 1 м2 түсетін жүктеменің мәні 1 - кестеде көрсетілген.
Ғимараттың алпы және меншікті өлшемдері: LyxLx=19,5x60,5 м. ; lyxlx=6,5x5,5 м.
Толық уақытша жүктеме: V1=6 кНм2
Толық уақытша жүктеменің ұзақ бөлімі: V2=4,5 кНм2
Қабаттар саны: n=7
Қабаттың биіктігі: Нқабат=3,3 м.
Құрылыс аймағы: Атырау
Бетон класы: В35
Арматура класы: А1-III

1 - кесте. 1 м2 түсетін жүктеме
Жүктеменің түрі
Нормативтік жүктеме,
кНм2
Жүктеме кезіндегі сенімділік коэф.,
Есептелген жүктеме,
кНм2
тұрақты

монолиттік плита hf = 200 мм
5,00
1,1
5,50
еден
0,74
1,3
0,96
тұрақты жүктеме g
5,74

6,46
уақытша

бөлімдер (перегородки) b=120 мм
0,50
1,2
0,60
Коэффициентті ескергендегі пайдалысы ψA1=0.7
(соның ішінде ұзағы)

0,6x0,7=0,42
(0,45x0,7=0,0,31)

1,3

0,54
(0,40)
уақытша жүктеме v
0,92

1,14
(соның ішінде ұзағы vlon)
(0,81)

(1,0)
толық

толық жүктеме q = g + v
6,66

7,6
(соның ішінде ұзағы qlon)
(6,55)

(7,46)
Жабынды есептеу үшін бір қабатты фрагментті қабылдау (қосымшада келтірілген сызбаны қара)
2.2Плита үшін материалдар

Сығылғандағы беріктігі В35 Ауыр классты бетон:
Rb,n=25,5 МПа=25,5x103кНм2=2,55 кНсм2,
Rbt,n=1,95 МПа=1,95x103кНм2=0,195 кНсм2 (5.1 кесте [3]);
Rb=19,5 МПа=19,5x103кНм2=1,95 кНсм2,
Rbt=1,3 МПа=1,3x103 кНм2=0,13 кНсм2 (5.2 кесте [3]);
γb1= 0,9 (п. 5.1.10 [3]).
Серпімділіктің бастапқы модулі Eb=34,5x103МПа(5.4 кесте [3]).
Жүктеменің ұзақ уақыт әсері кезіндегі бетонның алғашқы деформация модулін келесі формула (5.3) бойынша анықтадық [3]:
Eb,τ= Eb(1+φb,cr)= 34,5x103: (1+2,5)=9,85x103МПа,
мұндағы φb,cr= 2,5 - сырғанау коэффициенті (5.4 кесте [5]).
А-III класс арматурасы:, Rs= 365 МПа= 36,5 кНсм2, Rs,w= 290 МПа= 29кНсм2, Rs с= 365 МПа= 36,5 кНсм2

3. Жабынның бірінші топтың шектік күйін есептеу

3.1 Қысымның түсуін есептеу

Б4 осіндегі бағана үшін сыртқы жүктемеден шоғырланған қысым күшінің мәнін F келесі формуламен анықтадық (4):
F ≈ γn·q·Aq·γсol= 0,95x7,6x6,5x5,5x1,15 = 296,8 кН,
мұндағы γn= 0,95 - [1] бойынша жобаланушы ғимараттың жауапкершілігнің сенім коэффициенті, Aq - бағананың жүк ауданы; γсol= 1,15 - рамалық жүйедегі бағанаға фасадтағы біріншісіне түсетін күшті ескереті коэффициент.
Жүргізілген фрагмент есептеулерінің нәтижесі қарастырылған бағанадағы пайда болған иілу сәттерінің аздығын, сондықтан жабынның дәл осы бөлгінде қысым оның тірек қабілетін бағалағанда ескерлмейтінін көрсетеді. Есептеу тек оның шоғырланған күшінің әсері кезінде ғана жүргзледі.
Бетонмен қабылданатын шектік күшті Fb,ult (6,98) формуласымен анықтадық [3]:
Fb,ult= γb1·Rbt·Ab= 0,9x1,3x103x0,36 = 421,2 кН
Ab= u·h0 = 2,24x0,16 = 0,36м2
мұндағы Ab - көлденең қиманың ауданы, (6.99) формула бойынша [3]; h0= 0,16 м - жабын қимасының жұмыс бикітігі; u = 4x(0,4 + 0,16) = 2,24 м - 0,4x0,4 м бағананың көлденең қимасындағы есептелген контурдің көлденең қиманың периметрі.
F = 296,8 кН Fb,ult= 421,2 кН болғандықтан, тұтас жабынның қысымға тірек қабілеті қамтамасыз етіледі. Қысым түсетін бөлік конструктивті армирленеді (8.3.15 [3]), қадамы 13h0 болатын Ø10 А-III, S=50 мм қабылдаймыз. Көлденең арматураны қоятын бөліктің ені жүк ауданының контурынан 1,5h0 болуы қажет және әр бағытын 250 мм тең деп аламыз (10,11 сурет)
Дәл осылай, фасад осьтернде орналасқан барлық бағаналар аймағындағы қысымға жабынның беріктігін тексеру керек. Бұрыш бағандары үшін иілу сәтін ескере отырып есптеу қажет.

3.2 Иілу сәттеріне әсерін есептеу
Б-В 3-4 осіндегі конструктивті ұяшық үшін иілу сәтін (1,2) формуласымен анықтадық, ол үшін қосымшада келтірілген бір қабатты фрагмент есептеуінің нәтижесін пайдаландық. Түзету коэффициенті тең:
kx= q·(LX)2 ·Ly 6,03= 7.6x6,52x6,3 : 216 = 8,17
ky= q·Lx··(LY)2 6,03= 7.6x6,5x6,32: 216 = 6.91
Mx= kx·mx ; My= ky·my
Иілу сәтінің мәндері 6, 7.суреттердегі кестелерде келтірілген.
Келесі есептеулер мақсаты көлденең арматураның қажетті санын анықтау болып табылады.
1 аймақ үшін Х осіне параллель жоғарғы арматураның ауданын анықтау және арматураны сорт бойынша таңдау.
Есептеулер нәтижесіне сәйкес 1 аймақ үшін Mxm сәттің орташа мәні тең:
Mxm1= γn·∑Mxi1 3 = 0,95x(45.75 + 29.24 + 18.3) 3 = 29.54 кН·мм
Созылған арматураның (қысылған арматураны есептемейміз) қажетті санын анықтаймыз, h0x=15 см болғанда:
am= Mxm1γb1∙ Rb∙ b ∙ hox2 =29540,9 ∙ 1,95 ∙ 100 ∙ 152= 0,075
ξ=1-1-2am= 0.078
(можно определить ξ по таблице приложения10);
Asx1= γb1 ∙ Rb∙ b ∙ ξ ∙ hox Rs = 0,9 ∙ 1,95 ∙ 100 ∙0,078 ∙ 1536.5 = 5,53 см2м.
100 мм қадаммен бірге Ø12 А-III тең деп аламыз, Asx1=7,92см2м.

kx=7.6x6,52x6,3 : 216 = 8,17 коэффициенті ескерілген
Mx, кН·мм, Mx= kx·mx сәтінің мәні

"3" осі бойында орналасқан сәттер
Аралық бойында орналасқан сәттер
8,17 · (-5,6) = - 45,75
8,17 · 1,86 = + 15,19
8,17 · (-3,58) = - 29,24
8,17 · 1,73 = + 14,13
8,17 · (-2,24) = - 18,3
8,17 · 1,54 = + 12,82
8,17 · (-1,41) = - 11,51
8,17 · 1,36 = + 11,11
8,17 · (-0,93) = - 7,8
8,17 · 1,22 = + 9,96
8,17 · (-0,7) = - 5,71
8,17 · 1,14 = + 9,31

6-сурет. Х ось бағытындағы иілу сәтінің мәні

ky=7.6x6,5x6,32: 216 = 6.91 коэффициенті ескерілген
My, кН·м м, My= ky·my сәтінің мәні

"В" осі бойында орналасқан сәттер
Аралық бойында орналасқан сәттер
6,91 · (-5,38) = - 37,17
6,91 · 1,68 = + 11,6
6,91 · (-3,79) = - 36,18
6,91 · 1,57 = + ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.