ӨПҚАБАТТЫ ӨНЕРКӘСІПТІК ҒИМАРАТТЫҢ ҚҰРАСТЫРМАЛЫ ТЕМІРБЕТОН КОНСТРУКЦИЯЛАРЫ

 

Мазмұны

 

Мөлшерлік сілтемелер................................................................................................5

Анықтама .....................................................................................................................6

Белгілеулер мен қысқартулар.....................................................................................7

Кіріспе...........................................................................................................................8

1 Құрастырмалы темірбетон  арқалықты жобалау...................................................9

1.1  Бастапқы мәліметтер............................................................................................9

1.2  Бетон мен арматураның беріктік сипаттамалары..............................................9

1.3  Арқалықтың есептік үлгісін және есептік аралығының шамасын анықтау...9

1.4  Арқалықтағы ішкі күштерді анықтау...............................................................10

1.4.1  Күшсалмақтарды жинау..................................................................................10

1.5  Арқалықты статикалық есептеу........................................................................11

1.6  Қиылмаған арқалықта июші моменттерді қайта тарату.................................16

1.7  Ұстындардың қыры бойындағы тіректегі июші моменттер..........................17

1.8  Арқалықтың беріктігін ұзына бойлық оське тік қима бойынша есептеу.....18

1.8.1  Арқалықтың қимасының беріктігін анықтау................................................18

1.8.2  Ұзына бойлық арматуралық стерженьдерді іріктеп алу..............................19

1.9  Арқалықтың беріктігін бойлық оське  көлбеу қима бойынша есептеу.........21

1.9.1  Көлбеу сызықтар бойының көлденең күштің әсеріне есептеу....................21

1.9. 2 Көлденең сығылған жолақ бойынша көлденең күштің әсеріне есептеу....23

1.10  Материалдың эпюрасын құру.........................................................................24

2  Ұстынды есептеу ..................................................................................................29

2.1  Бастапқы мәліметтер..........................................................................................29

2.2  Ортадағы ұстынға әсер ететін күштерді анықтау...........................................29

2.3  Ортаңғы ұстынның беріктігін есептеу.............................................................31

2.4  Қысқа консольді есептеу....................................................................................33

3  Ортадағы ұстынның астындағы іргетасты есептеу............................................35

3.1  Бастапқы мәліметтер..........................................................................................35

3.2  Іргетастың геометриялық өлшемін анықтау....................................................35

3.3  Іргетастың төменгі басқышының басып майыстыруға есебі.........................36

3.4 Ұзына бойлық жұмыстық арматураның көлденең қимасының ауданын табу..............................................................................................................................37

Қорытынды.................................................................................................................39

Пайдаланылған әдебиеттер.......................................................................................40

 

Мөлшерлік сілтемелер

 

Курстық жұмыста төмендегі әдебиеттерге сілтеулер келтірілген:

ҚНжЕ 2.01.07-85*    Нагрузки и воздействия

ҚНжЕ 2.03.01-84*    Бетонные и железобетонные конструкции

ҚНжЕ ІІ-23-81*        Стальные конструкций

ҚНжЕ 3.02.01-87      Жердегі ғимараттар, іргелер мен сілемдер

ҚНжЕ III-4-80*          Құрылыстағы қауіпсіздік ережелері

ҚНжЕ 12-03-2001     Құрылыстағы еңбек қауіпсіздігі

ҚНжЕ 82-01-95         Құрылыстағы материалдардық ресурстардың      

                                   шығындарын мөлшерлеу

ҚНжЕ 2.01.07-85*     Жүктемелер мен әсерлер

 

Анықтама

 

 

Ғимарат – көтергіш конструкциялардан тұратын әр түрлі инженерлік техникалық және өндірістік процестерді орындауға, материалдарды сақтауға, адамдардың уақытша болуына арналған құрылыстық жүйе.

Плита – бұл қабатаралық жабын  немесе жабын болып табылады. Оның құрамы бетон мен арматурадан тұрады.

Ұстын – арқалықты тіреп тұрушы конструкция, ол аралық және шеткі ұстын болуы мүмкін.

Арқалық – қабатаралық жабынды жабу үшін қолданылады.

Аралық қабырға – екі бөлмені бір-бірінен бөліп тұратын конструкция.

Іргетас – жоғарыдағы барлық конструкциялардан жинақталған тұрақты және уақытша күш салмақтарды қабылдап, грунтқа таратушы ғимараттың негізі.

Терезе – ғимараттың ішіне табиғи жарық көзін түсіруге арналған.

Есік – ғимарат немесе бөлмелерге кіріп-шығуға арналған

Қабырға панелі – тұрғын үйдің сыртқы қоршаған ортадан (сыртқы қабырғалар) немесе өзге бөлмелерді бөлуге (аралық қабырғалар) арналған конструкциялық элемент болып табылады.

 

Белгілер мен қысқартулар

 

 

ҚМжЕ – Құрылыс мөлшерлер және ережелер;

b – тік  бұрышты  қиманың  ені;

h – тік  бұрышты  қиманың   биіктігі;

a – бетонның  арматураны  қорғайтын  қабаты;

h₀ – көлденең  қиманың  жұмыстық  биіктігі;

x – көлденең  қиманың  сызылған  аймағының  биіктігі;

A_b – бетонның  сызылған  аймағының  ауданы;

A_s – жұмыстық  армытураның  көлденең  қимасының  ауданы;

M –  июші  момент ( сыртқы  көлденең қимада  күшсалсақтардан  пайда  болатын  ішкі  күштер);

N_b – бетонның  сызылған  аймағындағы  тең  әсерлі  күш;

N_s – созылған  арматурадағы  тең  әсерлі  күш;

Z_b – осы  екі  ішкі  қос  күштің  иіні ( бетонның  сызылған  аймағының  ауырлық  орталығына  дейінгі  қашықтық);

Q –  көлденең  ішкі  күш;

R_b – бетонның  осьтік  сығылуға  есептік  кедергісі;

R_s – арматураның  осьтік  созылуға  есептік  кедергісі;

Т.б. – тағы басқалары;

M₁₂, M₂₁ – қиылмаған арқалықтың бірінші аралығында сол жақта және оң  жақтағы тірек моменттері;

M₂₃, M₃₂ – қиылмаған арқалықтың екінші аралығында сол жақта және оң жақтағы тірек моменттері.

 

Кіріспе

 

Қазіргі күрделі  экономикалық жағдай кезінде Қазақстанда күрделі құрылыс саласының маңызы, қажеттілігі айқын. Себебі белгілі қиындықтарға қарамастан тау- кен қазба байлықтарын, мұнай көздері және т.б. салалар игерілуіде, сондықтан азаматтық, өндірістік, өнеркәсіптік, ауылшаруашылықтық үйлер мен ғимараттар тұрғызу бүгінгі күннің талабы. Оның үстіне құны арзанға түсетін құрылыс материалын кенінен қолдану да экономикалық тиімділікке әкеліп соғады, сол материалдардың көп қолданылатыны – қарапайым темірбетон конструкциясы.

Қазақстанның Оңтүстік және Шығыс аймақтарда жер сілкініс (зілзала) құбылыстары жиі болып тұрады, Аталмыш аудандарда ірі-ірі қалалар орналасқан, халық шаруашылығының көптеген маңызды салалары жұмыс істеуде. Сондықтан күрделі құрылыста темірбетон конструкциялары барлық аймақта кеңінен қолданылады, оларды есептеу мен конструкцияның оңтайлы тәсілдерін зілзалаға төзімді құрылыста да жетік меңгеру керек.

Құрылыс мамандығы үшін үймереттер мен ғимараттардың әртүрлі күрделі құрылымдардың түрлері өте көп. Осы құрылыс ғимараттары көптеген мақсаттарда қолданылады. Құрылыс конструкциясын есептеу осы конструкциялардың түрлері бойынша шекті жағдайлардың екі торымен есептелінеді. Жалпы есептеудің және жобалаудың даму тарихына тоқталсақ:

1. Мүмкін болатын кернеулер тәсілі. Оның кемшіліктері құрылыс конструкциясының шығыны көп болады.

2. Қиратушы күшсалмақтар бұл кезде әр түрлі сынақтар қолданылады.

3. Есептік – шектік жағдайлардың топтарымен есептеу-жобалау тәсілдерін айтады.  

Құрылыс конструкциясындағы күрделі саласындағы ең көп тараған темірбетон конструкциясы. Темірбетон аты аталғандай бетоннан және арматурадан тұрады. Бетон құрамы өте күрделі. Онда тас, цемент, су, құм, топырақ және т.б. материалдар болады. Оның қасиеттерін арттыру үшін әр түрлі қоспалар дайындайды. Барлық тас конструкциялары сияқты бетон сығылуға жақсы жұмыс істейді де, ал созылуға өте нашар жұмыс істейді. Мен осы курстық жобамда өз тапсырмам бойынша есептеулер жүргіздім.

 

1 Құрастырмалы темірбетон арқалықты жобалау

 

1.1 Бастапқы мәліметтер

 

Төмендегі бастапқы мәліметтер бойынша қаңқалы ғимараттың құрастырмалы темірбетон қабатаралық жабын арқалығын есептеп және конструкциялау қажет:

1. Ғимараттың ені мен ұзындығы                                                 25,6×49,6 м;

2. Ұстындардың ұя аралығы                                                             6,4×6,2м;

3. Қабаттың биіктігі                                                                                           3,3 м;

4. Қабат саны                                                                                                            3;

5. Арқалықтың ұзындығы                                                                                6,4 м;

6. Жабынға түсетін мөлшерлік күшсалмақ ( )                        5 кН/м ;

7. Ұстындардың көлденең қимасының өлшемдері                                   40×40 см;

8. Ғимараттың жауаптылық класы                                                               II;

9. Қырлы қабат аралық жабын плитасының өлшемдері                        1,35×6,2 м;

 

1.2 Бетон мен арматураның беріктік сипаттамалары

 

Бетон В20 класты, ауыр бетонның сығылуға және созылуға есептік кедергісі R_b = 11,5·0,9 = 10,35 мПа; R_bt = 0,9·0,9 = 0,81 мПа; жұмыс шартты коэффициенті g_b2 = 0,9 серпімділік модулі E_B = 27·10³ мПа (атмосфералық қысымда жылумен өңделген).

Бойлық арматура A-IІ класты: арматураның есептік кедергісі R_s=280мПа; серпімділік модулі E₅=2,1·10⁵мПа.

Көлденең арматура А-I класты: көлденең стерженьдердің есептік кедергісі R_SW = 175 мПа; серпімділік модулі E_S = 2,1·10⁵мПа.

 

1.3 Арқалықтың есептік үлгісін және есептік аралығының шамасын анықтау

 

Құрастырмалы темірбетон арқалықтың тұтастығын қамтамасыз ету үшін ұстын мен арқалықтық түйіскен жерін қатаң етіп орындайды. Ұстын мен арқалықтық түйіскен жеріндегі арматураны ванналық тәсіл бойынша дәнекерлейді және түйіскен жерісн бетонмен толтырып тұтастырады. Ол бетонның класы ұстын мен арқалықтың бетондарының кластарынан төмен болу қажет, олардың ең кіші класына тең болу керек.

Арқалықты үшаралықты қиылмаған арқалық ретінде есептейді. Арқалықтың есептік аралығы ұстын осьтерінің арақашықтығына тең, яғни l=6,4м.

 

1.4  Арқалықтағы ішкі күштерді анықтау

 

1.4.1 Күшсалмақтарды жинау

 

Арқалықтың өз салмағын анықтау үшін қиманың өлшемдерін қабылдайды: h=(1/10…1/15)l=(1/10…1/15)∙640=60...49см; h=60 см; ені b=(0,3…0,5)h =(0,3…0,5)∙60=25...33см; 60мм–ге еселі етіп тағайындалады. b=30см деп қабылдаймыз l₀ = l – b = 6,4 – 0,2/2 = 6,25 m. Бұл өлшемдер арқалықтағы ішкі күштерді есептегеннен кейін тағы да тексеріледі.

Арқалықтың өз салмағынан пайда болған күшсалмақ b · n · r · g_f = 0.2 · 0.64 · 25 · 1.1 = 5.28 кН/м, мұнда r = 25 кН/м  – темірбетонның тығыздығы; g_f =1,1 күшсалмақ бойынша сенімділік коэффициенті.

Күшсалмақтың жабынның 1м  ауданына түсетін жинағы 1–кестеде келтірілген.

1–кесте

Жабынның 1м  ауданына күшсалмақтардың түсетін жинағы

 

№ р/с	Күшсалмақтың аталуы	Мөлшерлік күшсалмақ, kH/м2	Мөлшерлік күшсалмақ бойынша сенімділік коэффиценті	Есептік күшсалмақ, kH/м2
1	Тұрақты күшсалмақ: қырлы плитаның салмағы цемент ертіндісінің қабаты d=20мм,  r = кН/м3 керамикалық плиткалар	2,5 0,44 0,24	1,1 1,3 1,1	2,75 0,572 0,264
	Барлық тұрақты күшсалмақтар жиыны:	3,18	–	3,586
2	Уақытша  күшсалмақ	5	1,4	8,1
3	Толық  күшсалмақ	9,18	–	11,683

Арқалықтың ұзына бойына (1м) әсер ететін есептік күшсалмақты анықтау:

ғимараттың арналуы бойынша сенімділік коэффициенті  тең болғанда, тұрақты күшсалмақтың қосындысы:

g = (3.586·6.4+5.28) ·0.95=26.8 kH/m;

уақытша есептік күшсалмақ ( g_f=0.95 тең болғанда):

V = 8.1 · 6.4 · 0.95 = 49.2 kH/m;

арқалыққа түсетін есептік күшсалмақ:

q = 26.8 + 49.2 = 76 kH/m.

 

1.5 Арқалықты статикалық есептеу

 

Арқалықтың есебін орындау үшін ішкі күштерді (июші моменті және көлденең күшті) табу қажет. Бұл күштерді құрылыс механикасындағы ережелер бойынша серпімді жүйелер сияқты статикалық есептеу арқылы анықтаймыз.

Тапсырма бойынша берілген қаңқалы ғимараттың көлденең көп қабатты раманың үлгісі біркелкі жүйелі тең аралықты. Қабаттың биіктігі және қабатаралық жабынға түсетін күшсалмақтар бірдей. Бұл қаңқалардың ұстындарының түйіні бір тік сызық бойында орналасқан және бұрылу бұрыштары шамамен тең болып келеді, сондықтан бір қабат деңгейінде ұстындардың тірек моменттері тең болады және моменттің нольдік нүктесі қабат биіктігінің ортасында орналасқан деп қабылдауға болады.

Сондықтан көпқабатты қаңқаны үш түрлі бірқабатты қаңқаға бөлуге болады: жоғарғы қабаттағы №1 қаңқа, ортаңғы қабаттардағы №2 қаңқа және төменгі қабаттағы №3 қаңқа (1-сурет). Бұл қаңқалардыың статикалық есебі тұрақты және уақытша күшсалмақтардың қолайсыз үйлесім әсеріне кесте бойынша орындалады.

1-сурет. Қаңқаның есептік үлгісі.

 

Қаңқадағы аралықтардың тірек моменттері  формуласы бойынша анықталады. Бұл жердегі  – кесте бойынша алынатын коэффициенттер, олар арқалыққа әсер ететін тұрақты q  және уақытша V күшсалмақтардың үйлесіне және қаңқадан ұстынның және арқалықтың ұзына бойы қатаңдығының қатынасына байланысты болады:

Төменде ортаңғы қабаттың №2 қаңқаның арқалығының есебі берілген, ал қалған (1, 3) қаңқадағы арқалығының есебі осы тәсілмен орындалады.

Арқалықты тұрақты күшсалмақпен (1-жүк үлгісі) және әр түрлі уақытша күшсалмақтармен (2, 3, 4) жүк үлгілерінде табылған тіректегі июші моменттері 2–кестеде берілген.

Сол жақтағы тіректен (х) қашықтықтағы аралықтағы июші моменттерді және тіректегі көлденең күштерді мына формулалар бойынша анықтаймыз:

;      ;

q = g + v немесе  q = g жүк үлгісіне байланысты, уақытша күшсалмақ жоқ аралықта тек қана біркелкі таратылған тұрақты күшсалмақ ескерілген.  dM_x/dx=0 – шарты бойынша сол жақтағы тіректен  X_u = Q_c/q – арақашықтығы анықталады. Осы жерде орналасқан қимасында аралықтағы июші моменті ең үлкен мәніне тең  M_u болады.

2–кесте. Әр түрлі жүк үлгісі бойынша есептелген арқалықтың тіректеі моменттері

Жүк үлгісі	Тіректегі моменттер ( )
1	M = a·g·l2
	-0.054·26.8·6.42=-59.27		-0.093·26.8·6.42=-102.1	-0.087·26.8·6.42=-95.5	-95.5
2	M =  b·n·l2
	-0.062·49.2·6.42=-124.44		-0.068·49.2·6.42=-136.5	-0.018·49.2·6.42=-36.13	-36.13
3	M =  b·n·l2
	-0.008·49.2·6.42=-16.05		-0.025·49.2·6.42=-50.18	-0.069·49.2·6.42=-138.49	-138.49
4	-0.052·49.2·6.42=-104.4		-0.101·49.2·6.42=-202.71	-0.098·49.2·6.42=-196.7	-0.059·49.2·6.42=-118.42
Күшсал мақтар- дың үйлесімі	1+2	-183,71	-238,6	-131,63	-131,63
	1+3	-43,22	-152,28	-233,99	-233,99
	1+4	-163,64	-304,81	-292,2	-213,92

 

3–кестедегі арқалықтың (1+2) күшсалмақтардың жүк үйлесуі бойынша аралық моменттердің есебі:

М_0,0 = -183,71 кН·м

Осылайша сол жақтағы тіректен әр 0,1l арақашықтығындағы арқалықтың қимасында аралық июші моменттері әр түрлі күшсалмақтардың үйлесіміне есептелініп, 3–кестеде берілген.

3–кесте

Әр түрлі күшсалмақтар үйлесіміндегі арқалықтың аралық июші моменттері

№	Арқалықтар	Х, (м)	Мх, (кН·м)
			1+2	1+3	1+4	Қосымша эпюра	Қайта таратылған эпюра (1+4)'
1	2	3	4	5	6	7	8
1.	Бірінші аралықтағы, l=6,4 м	0,00 0,64 1,28 1,92 2,56 3,2 3,84 4,48 5,12 5,76 6,4	-183,71 -50,75 54,34 126,58 167,89 177,96 156,92 104,73 21,42 -93,03 -238,6	-43,22 -4,76 22,79 39,32 44,88 39,51 23,12 -4,2 -42,59 -91,91 -152,28	-163,64 -37,68 57,17 120,87 153,87 154,9 125,22 64,4 -27,54 -150,61 -304,81	-27,43 -15,54 -3,66 8,23 20,12 32 44 55,78 67,67 79,55 91,44	-191,07 -53,22 53,51 129,1 173,99 186,9 169,22 120,18 40,13, -71,06 -213,37
2.	Екінші аралықтағы, l=6,4м	0,00 0,64 1,28 1,92 2,56 3,2 3,84 4,48 5,12 5,76 6,4	-131,63 -82,24 -43,81 -16,37 0,1 5,59 0,1 -16,37 -43,81 -82,24 -131,63	-233,99 -93,91 15,05 92,87 139,57 155,57 139,57 92,87 15,05 -93,91 -233,99	-292,2 -144,3 -27,5 58,14 112,67 136,06 128,33 89,46 19,46 -81,67 -213,92	78,83 68,58 58,33 48,09 37,84 27,59 17,34 7,09 -3,15 -13,4 -23,65	-213,37 -75,72 30,83 106,23 150,51 163,65 145,67 96,55 16,31 -95,07 -237,57

4–кестеде аралықтағы моменттер мен көлденең күштердің мәндері берілген. Төменде арқалықтың бірінші аралығындағы ретімен (1+2), (1+3), (1+4) күшсалмақтарының үйлесімі бойынша көлденең күштер мен аралықтағы моменттерінің ең үлкен мәндерінің есептелінуі келтірілген:

1+2

1+3

1+4

Екінші аралықтың көлденең күштері мен аралықтағы моменттерінің ең үлкен мәндерінің есебі осы әдіспен орындалады.

Әр түрлі күшсалмақтар үйлесімі бойынша июші моменттер мен көлденең күштердің эпюралары 3 және 4 кестелерді пайдаланып тұрғызылады (2-сурет, 3-сурет).

Бұл жағдайда тұрақты күшсалмақ (1) күшсалмақтардың барлық үйлесіміне қатысады (1+2; 1+3; 1+4).

2-сурет. Моменттердің қосымша эпюрасын тұрғызу.

       

3-сурет. Арқалықтағы июші моменттердің эпюрасы: негізгі серпімділік  есептен; қосымша; көмкерілген.

 

4–кесте

Әр түрлі жүк үлгісіндегі аралықтың көлденең күштерінің мәні және аралықтағы моменттердің ең үлкен мәні

Күшсал- мақтардың үйлесімі	Бірінші аралық
	М12 (кН·м)	М21 (кН·м)	q (кН/м)	Q12 (кН)	Q21 (кН)	Xu (м)	Мu (кН·м)
1+2	-183,71	-238,6	76	234,62	-251,78	3,09	178,6
1+3	-43,22	-152,28	26,8	102,79	-68,73	3,8	24,44
1+4	-163,64	-304,81	76	221,14	-265,26	2,91	158,1
(1+4)'	-191,07	-213,37	76	239,72	-246,68	3,2	186,9
Күшсал- мақтардың үйлесімі	Екінші аралық
	М23 (кН·м)	М32 (кН·м)	q (кН/м)	Q23 (кН)	Q32 (кН)	Xu (м)	Мu (кН·м)
1+2	-131,63	-131,63	26,8	85,76	-85,76	3,2	5,59
1+3	-233,99	-233,99	76	243,2	-243,2	3,2	155,57
1+4	-292,2	-213,97	76	255,2	-230,97	3,4	137,7
(1+4)'	-213,37	-237,57	76	246,96	-239,42	3,2	163,65

 

1.6  Қиылмаған арқалықта июші моменттерді қайта тарату

 

Қиылмаған немесе статикалық анықталмайтын арқалықтың есебін серпімді арқалықтың статикалық есебімен салыстырғанда, пластикалық деформация әсерінен күштің қайта таратылуын еске алған жөн. Күштің қайта таратылуы арқалықтың әр қимасындағы июші моменттің теңесуіне әкеліп соғады. Сондықтан мұндай арқалық экономика жағынан тиімді болады, себебі болаттың шығыны азаяды. Құрастыру жапсарлардың арматуралауы жеңілдейді және арматуралық бұйымдарды стандарттауға мүмкіндік пайда болады.

Қиылмаған арқалықтың есебі шектік тепе-теңдік әдісімен жүргізіледі. Бұл әдіс бойынша конструкцияда сызаттар  (жарықшақтар) мен пластикалық топсалар (шарнирлер) пайда болады, олардың әсерінен конструкция  геометриялық өзгеруші жүйеге келтірілмейді және материалдың пластикалық деформация әсерінен күштің қайта таратылуын ескереді.

Июші моменттердің қайта таратылуы мына түрде орындалады. Қолайсыз жүк үлгілері үшін тұрғызылған серпімді жүйенің моменттерінің  эпюрасын оған  қосымша эпюраны қосу арқылы  теңестіреді. Қосымша моменттер эпюрасы пластикалық топсада пайда болатын қарама-қарсы таңбалы  тіректегі моменттің мәні бойынша алынады.

Июші моменттің қайта таратылуы арқалықтың 1+4 күшсалмақ үйлесімі үшін орындалады, себебі бұл жүк үйлесімінде тіректегі моменттің ең үлкен мәні бар М₂₁ = 304,81 кН·м. Моменттердің қосымша эпюрасының ординаталары (3-сурет):

Негізгі  және қосымша серпімді эпюраны қосқанда қайта таратылған эпюраның мәнін аламыз. Арқалықтың  бүкіл ұзындығы  бойында  оң  және теріс ең үлкен ординаталары бойынша июші моменттердің эпюрасы тұрғызылады. Осы эпюраны көмкерілген июші момент эпюрасы деп атайды. Бірінші және екінші аралықтардағы моменттердің қосымша эпюрасының ординаталары        формулалары бойынша табылады.

Қосымша және қайта таратылған эпюраның ординаталары 3-кестеде берілген (7,8 қатарлар).

 

1.7  Ұстындардың қыры бойындағы тіректегі июші моменттер

 

Көмкерілген момент эпюрасында (3-сурет) тіректегі моменттер ұстынының осі бойында анықталған. Ұстынның осінен алыстаған сайын тіректегі моменттің шамасы азаяды, сондықтан есептік тіректегі момент ретінде ұстынның қыры бойындағы моменті қабылданады:

 

Арқалықтың бірінші аралығындағы ұстындардың қыры бойынша есептелінген тіректегі моменттердің есебі:

1) 1+2 күшсалмақтардың үйлесімі бойынша:

     

2. 1+3 күшсалмақтардың үйлесімі бойынша:

     

3. 1+4 күшсалмақтардың үйлесімі бойынша:

    

4. 1+4' күшсалмақтардың үйлесімі бойынша:

     

Екінші аралықтағы ұстындардың қыры бойынша есептелінген арқалықтың тіректегі моменттерінің мәндері осы тәсілмен есептелініп, табылады.

Көлденең күштердің және ұстындардың қыры бойынша есептелінген арқалықтың тіректегі моменттерінің мәндері 5-кестеде келтірілген.

5-кесте

Ұстындардың қыры бойынша есептелінген арқалықтың тіректегі моменттері мен көлденең күштердің мәндері.

Арқа-лықтар	Күшсал-мақтар үйлесімі	М12 [кН·м]	М21 [кН·м]	Q12 [кН]	Q21 [кН]	М'12 [кН·м]	М'21 [кН·м]
1	2	3	4	5	6	7	8
Бірінші аралық-тағы	1+2 1+3 1+4 /1+4/'	-183,71 -43,22 -163,64 -191,07	-238,6 -152,28 -304,81 -213,37	234,62 102,79 221,14 239,72	-251,78 -68,73 -265,26 -246,68	-148,52 -27,80 -130,47 -155,11	-200,83 -141,97 -265,02 -176,27
Арқа-лықтар	Күшсал-мақ үйлесімі	М23 [кН·м]	М32 [кН·м]	Q23 [кН]	Q32 [кН]	М'23 [кН·м]	М'32 [кН·м]
Екінші аралық-тағы	1+2 1+3 1+4 /1+4/'	-131,63 -233,99 -292,2 -213,37	-131,63 -233,996 -213,92 -237,57	85,76 243,2 255,2 246,96	-85,76 -243,2 -230,92 -239,42	-118,77 -197,51 -253,92 -176,33	-118,77 -197,51 -179,28 -201,66

 

Ескерту: Есептік тіректегі моменттің және көлденең күштің шамаларының асты сызылып қойылған.

4 және 5–кестелердің июші моменттердің (тіректерде және аралықтардағы) және көлденең күштердің есептік мәндері алынады.

Аралықты (1+2), (1+3), (1+4)' күшсалмақтардың үйлесіміне есептеген кезде тіректегі және аралықтағы есептік июші моменттердің шамасы ең үлкен мәніне тең деп қабылданады.

Ал көлденең күштердің есептік шамасы арқалықты (1+2), (1+3), (1+4) және (1+4)' күшсалмақтардың  үйлесіміне есептегендегі олардың ең үлкен мәніне тең болып қабылданады.

Есептік июші моменттердің және көлденең күштердің мәндері 6-кестеде келтірілген.

6–кесте

Есептік күштер	Бірінші аралықтағы арқалық			Екінші аралықтағы арқалық
	Сол жақтағы тіректе	Оң жақтағы тіректе	Аралықта	Сол жақтағы тіректе	Оң жақтағы тіректе	Аралықта
1	2	3	4	5	6	7
M	-191,07	-233,99	186,9	-238,6	-233,99	163,65
Q	239,72	-265,26	–	255,2	-243,2	–

 

1.8 Арқалықтың беріктігін ұзына бойлық оське тік қима бойынша есептеу

 

1.8.1 Арқалықтың қимасының беріктігін анықтау

 

Арқалықтың қимасының биіктігі ең үлкен есептік момент M_max = -238.6 кНм  және бетонның сығылған аймағының орнықты салыстырмалы биіктігі   деп қабылдау арқылы анықталады.

Сығылған аймақтың шектік салыстырмалы биіктігі:

;     

бұл жердегі    болса.

Арқалықтың енін в=20 см деп қабылдадық және 6-кесте бойынша екінші аралықтың оң жақ тірегіндегі моменттің мәні үлкен болған себебінен  M_max = -238.6 кНм   стерженьдерді төменгі аймақта екі қатарға орналастырамыз, сондықтан а=6 см деп қабылданады, осыны ескеріп арқалықтың қимасының биіктігі:

Унификация талабына сәйкес h=60 см деп қабылдаймыз.

 

1.8.2 Ұзына бойлық арматуралық стерженьдерді іріктеп алу

 

Ұзына бойлық жұмыстық арматура үшін стерженьдердің диаметрі 12-32 мм арасында қабылданады. Арматура үшін диаметрдің үлкен мәні қолданғанда бетонда ұзын анкерлеу аймағы пайда болады және арқалықты дайындағанда қиындықтар кездеседі.

Арқалықтағы арматураның барлық ұзына бойлық стерженьдерін бірдей диаметрден қолдану керек, себебі стерженьдерді әртүрлі диаметрден қабылдасақ, арқалықты дайындау қиындайды.

Ұзына бойдық және көлденең арматуралық стерженьдерден дәнекерленген қаңқалар құрастырылады. Арқалықты негізінен екі жазық дәнекерленген қаңқалармен арматуралайды. Қаңқалардың ұзына бойлық стерженьдерінің ауданы және олардың саны тіректегі және аралықтағы қимадағы есептік июші моменттер арқылы табылады. Егер теріс таңбалы момент арқалықта жоқ болса, онда арқалықтың жоғарғы аймағында диаметрі 10-12 мм конструкциялық ұзына бойлық стерженьдер қойылады.

Төменде арқалықтың есептік қималарындағы арматураның қимасын таңдау келтірілген.

Бірінші аралық

а) Аралықтағы қимада М=186,9 кН·м (6-кесте).

Аралықта арматура екі қатарда орналасады, сондықтан қиманың есептік биіктігі h₀ = 60-6=54.

     

Ұзына бойлық арматураның қимасының ауданы:

     

Арматураның сортаменті бойынша 4Ø22 А-ІІ қабылдаймыз, А_s=15,20 см².

б) Оң тіректегі қимада М= -233,99 кН·м (6-кесте).

Тіректегі стерженьдер бір қатарда орналасады, сондықтан қиманың есептік биіктігі h₀ = 60-4=56.

3Ø28 А-ІІ қабылдаймыз, А_s=18,45 см².

в) Сол тіректегі қимада М=-191,07 кН·м (6-кесте).

     

     

2Ø32 А-ІІ қабылдаймыз, А_s=16,08 см².

г) Аралықта теріс таңбалы момент болмағандықтан қиманың жоғарғы аймағында конструкциялық ұзына бойлық стерженьдер қойылады және оны 2Ø12 А-ІІ, А_s=2,26 см² деп қабылдаймыз.

Екінші аралық

а) Аралықтағы қимада М=163,65 кН·м (6-кесте).

     

     

4Ø20 А-ІІ қабылдаймыз, А_s=12,52 см².

б) Сол тіректегі қимада М=-238,6 кН·м (6-кесте).

     

     

3Ø28 А-ІІ қабылдаймыз, А_s=18,45 см².

в) Оң тіректегі қимада М=-233,99 кН·м (6-кесте).

     

3Ø28 А-ІІ қабылдаймыз, А_s=18,45 см².

г) Аралықта теріс таңбалы момент болмағандықтан қиманың жоғарғы аймағында конструкциялық ұзына бойлық стерженьдер қойылады және оны 2Ø12 А-ІІ, А_s=2,26 см² деп қабылдаймыз.

 

1.9 Арқалықтың беріктігін бойлық оське көлбеу қима бойынша есептеу

 

1.9.1 Көлбеу сызықтар бойының көлденең күштің әсеріне есептеу

 

 – шартын тексереміз. Егер осы шарт орындалса көлбеу қиманы көлденең күштің әсеріне есептеудің қажеті жоқ және көлденең стерженьдер конструкциялық талаптар бойынша қабылданады.  Ал егер шарт орындалмаса көлденең күш бойынша көлбеу қиманы есептеу керек және көлденең стерженьдер есеп бойынша қабылданады.

Бірінші аралық

Есептік қима ретінде оң тіректегі қиманы қабылдаймыз, себебі онда көлденең күштің ең үлкен мәні  Q=-265.29 кН әсер етеді. Ұзына бойлық стерженьдердің диаметрі 28 мм-ге тең болса, онда көлденең стерженьдердің диаметрі  d_sw=8 мм болуы керек. Көлденең стерженьдердің диаметрін 10 мм деп қабылдаймыз, оның көлденең қимасының ауданы  арматураның класы А-1. Арқалықтың көлденең қимасында екі стерженьдердің қимасның жалпы ауданы A_sw = 2 · 0.508 = 1.016 cm²

-бетонның түріне байланысты қабылданатын коэффициенттер: ауыр бетон үшін 

-сғылған сөренің және созылған аймақтағы алдын ала кернелген арматуралардың әсерін ескеретін коэффициенттер. Олар біздің мыысалда жоқ болғандықтан   деп қабылдаймыз.  шартын тексереміз

265.26>0.6·0.81(100) · 30 · 54 = 78732 [H] = 78.732 kH

q_sw=1241.25H/cv  тең болғанда ұзындықтың көлденең стержендерінің адмы бойынша мна формула бойынша есептелінеді:

Көлденең стерженьдердің мүмкін болатын ең үлкен адымы.

Конструкциялқ талаптар бойынша арқалықтың биіктігі h=60см>45см болған кезде көлденең стерженьдердің адымы:

S=h/3=60/3=20см;  S≤50 cm болып қабылданады.

Осы табылған төрт адымның (14,32;44,03; 30; 50см) ең кіші шамасын аламыз (20см). Көлденең стержендердің адымы 5см еселі болу керек. Сондықтан  деп қабылдаймыз. Тіректің маңында  ұзындықта көлденең стержендер осы адыммен қойылады.

Арқалықтың қалған орта бөлігінде Q1=Q/2=265.26/2=132.63kH  деп қабылдаймыз, бұл жағдайда:

Арқалықтың орта бөлігіндегі h=60>45см болған кезде конструкциялық талаптар бойынша  

Арқалықтың орта бөлігінде адымды см деп қабылдаймыз. S₂=45

Көлденең күштің әсерінен пайда болатын темір бетон элементтің көтергіштік қабілеті көлбеу сызат бойынша  келесі шарт орындалса ғана қамтамасыз етеді:

Q≤Q_b+Q_sw (16)

Мұнда бетонның қабылдайтын көлденең күші;

 көлбеу сызаттарды қиып өтетін көлденең стерженьдегі шектік күштердің элементтің ұзына бойлық осіне тік алынған проекциялардың қосындысы;

 - элементтің ұзына бойлық осіне қауіпті көлбеу сызаттың ұзындығының проекциясы;

Q_b және Q_sw формуласын ескеріп (16) шарт келесі түрде жазылады:

    (17)

Бірінші аралықта арқалықтың тірегінің маңында көлденең стержендердің адымы S₁=10 cm  болғанда ұзындық өлшем бірлігі бойынша көлденең стерженьдегі күш

Шарт орындалды, яғни көлденең күштің әсерінен пайда болатын көлбеу сызат бойынша қиманың беріктігі қамтамасыз етіледі.

Екінші аралық

Сондықтан көлденең стерженьдер есеп бойынша қабылдануы керек.

Көлденең стерженьдердің диаметрі дәнекерлеу шартының талаптары бойынша қабылданады. Егер бойлық стерженьдердің диаметрі 22мм –ге тең болғанда көлденең стерженьдердің диаметрі   деп қабылдаймыз, ал арматураның класы А-I см       

                  

Н/см;

см

см

S=60/3=20см; S 50см6, егер һ=60см>45см болса.

Тірек маңында   ұзындықта S₁=10см деп қабылдаймыз.

Арқалықтың қалған орта бөлігінде Q₁=255,2/2=127,6 кН деп қабылдай отырып

Н/см;

см

см

S=3/4∙60=45 см; S 50см

Арқалықтың қалған орта бөлігінде адымды S₂=35см деп қабылдаймыз.

Екінші аралықта арқалықтың тірегінің маңында көлденең стерженьдердің адымы S₁=10см  болғанда ұзындық өлшем бірлігі бойынша көлденең  стерженьдегі күш.

Н/см

Q=255,2[кH]  =336580[H]=336,58[кH]

Шарт орындалды, яғни көлденең күштің әсерінен пайда болатын көлбеу сызат бойынша қиманың беріктігі қамтамасыз етіледі.

              

1.9.2 Көлденең сығылған жолақ бойынша көлденең күштің әсеріне есептеу

 

Серпімділік модульдерінің қатынасы:

Арқалықтың ұзына бойына көлденең арматуралау коэффициенті

Арқалықтың ұзына бойлық осіне тік болатын стерженьдердің әсерін ескеретін коэффициент:

Әр түрлі бетондардың күштерді қайта бөлетін қабілетін бағалайтын коэффициент:

Мұнда: ауыр бетон үшін.

Q=255,2[кH] 0,3 1,1 0,8965 10,35 (100) 30 54=422444[H]=422,44[кH]

Шарт орындалды, яғни көлбеу сызаттардың арасындағы сығылған жолақтың  беріктігі қамтамасыз етіледі.

 

1.10 Материалдың эпюрасын құру

 

Материалдың эпюрасы деп арқалықтағы арматураның қабылдай алатын июші моментінің эпюрасын айтады. Материалдың эпюрасының ординатасы арқалықтың қарастырып отырған қимасындағы ішкі күштерінің моменті сияқты есептелінеді:

М=R_SA_Sz_b     (18)

Мұнда:        А_S- қарастырып отырған қимадағы арматураның ауданы;

                     Z_b- ішкі қос күштің иіні.

Арқалықтың ұзына бойындағы июші моменті айнымалы шама болғандықтан және металды үнемдеу мақсатымен аралықта июші моменті азайған сайын ұзына бойлық арматура үзілуі мүмкін, себебі бойлық оське тік болатын қиманың беріктігінің есебі бойынша үзілген жерде арматураның қажеті жоқ. Осы арматура үзілетін жердегі эпюраның нүктесін теориялық үзілу нүктесі дейміз. I-I қимада (3-сурет) арматура толық июші моментті қабылдайды. 2-2 қимада бойлық арматураның біраз бөлігі есеп бойынша қажет емес, себебі қимада әсер ететін моменттің шамасы азаяды. Сондықтан осы қимада бойлық арматураның біраз бөлігін үзуге болады.

Бойлық оське тік болатын  I- I  қимасы үшін беріктік шарты

М_UI ≤R_SA_Sz_b    (19)

Ал I-I қимасының сығылу аймағының ауырлық ортасынан (В-нүктесі) және теориялық үзілу нүктесінен (А- нүктесі) өсетін 3-3 көлбеу қимасы үшін:

М_U3=R_S(A_S-A_SO)+ R_SwA_Swz_bw   (20)

Мұнда: А_so-   үзілетін стерженьдердің қимасының ауданы;

 бөлігінде орналасқан көлденең стерженьдер қабылдайтын 3-нүтесіне алынатын момент.

Июші моменттің эпюрасына байланысты (2-2 қима) теориялық үзілу нүктесінен кейін үзілетін стерженьдер w-ұзындығына созылады, оның бойында көлбеу қимада үзілетін стерженьдердің көлденең арматурамен толықтырады, 3-3 көлбеу қимасының беріктігі 1-1 қимаға тең ( ).

Сондықтан  июші моментің әсерінен 3-3 көлбеу қимасы бойынша беріктік есебінен қажетті ұзындық табылады:

W = Q/2q_sw

мұнда : Q- стержендердің теориялық үзілу нүктесіндегі көлденең күш.

Үзілетін стержендердің ұшынан кей бір бөлігі жұмысқа құрылмайтығын ескере отырып W-ұзындықты 5d-ға ұзарту керек. (мұнда үзілетін стержендердің диаметрі). Сонда теориялық үзілетін нүктеден арматураны ары қарай ұзартатын қашықтық

W = Q/2q_sw + 5d               (22)

Осы ұзындық -тен кем болмау керек.

Көмкерілген момент эпюрасы бойынша ұзына бойлық стержендердің сол жақтағы тірекпен теориялық үзілу нүктесіне дейінгі арақашықтықты келесі теңдіктен анықтауға болады:

            (23)

                              Осыдан        (24)

мұнда: 

M₀, Mc, q - күшсалмақтың үйлесімінен алынатын сол және оң жақтағы тіректердегі июші моменттердің шамасы; геориялық үзілу нүктесін анықтаған кездегі біркелкі таратылған күшсалмақ;

M’_ui   - теориялық үзілу нүктесіндегі қиманың қабылдайтын моменті.

Стержендердің теориялық үзілу нүктесіндегі көлденең күш осы қимада июші моменттің ең жоғарғы шамасы пайда болатын күшсалмақтардың үйлесіміне сәйкес анықталады.

Q = Qc – q’ · X₀               (25)

мұнда: q’ - көлденең күшті анықтаған кездегі күшсалмақтардың үйлесіміне сәйкес біркелкі таратылған жүктеме салмақ.

Төменде арматураның эпюрасын құру үшін арқалықтың бірінші аралығындағы қимасының есебі келтірілген.

Шекті тіректегі қимада (3Ø28 А-ІІ, А =18,47см )

Бетонның сығылған аймағының биіктігі

см

Ішкі қос күштердің иіні  см.

Тіректегі қиманың қабылдайтын моменті:

Диаметрі 25 мм арматураның теориялық үзілу нүктесінде конструкиялық арматура (2Ø12 А-ІІ, А =2,26см ) қабылданған, сол арматура үшін:

см

z = 56 – 0.5 · 2.0 = 55 см

Стержендердің теориялық үзілу нүктесіндегі қиманың қабылдайтын моменті:

Көмкерілген момент эпюрасына сәйкес жүктеме салмақтардың  (1+4)' үйлесімі есептік үйлесім болады (4-сурет).

M₁₂=-191.07 [kH·m]; M₂₁=-213.37[kH·m]; Q12=239.72 kH

q=q’=76kH/m; M’ul=34.8 kH·m

Диаметрі 25мм стерженьдердің сол жақтағы тіректен теориялық үзілу нүктесіне дейінгі арақашықтығын есептейміз:

Осыдан =0,77 м.

Осы қимадағы көлденең күштің есептік шамасы

Q=239.72-76·0.77=186.4kH

Теориялық үзілу нүктесінен ары қарай ұзартатын стержендердің ұзындығы

см

Яғни, 65 см деп қабылдаймыз.

Стержендердің дәл үзілу нүктесінен шеткі тіректегі ұстынның осіне дейінгі арақашықтық

X₀₁+W₁=77+65=142 см

Орта тіректегі қимада (2Ø32 А-ІІ, А =18.45см )

 см

z=56-0.5·16.64=47.68 см

Стержендердің теориялық үзілу нүктесіне байланысты көмкерілген момент эпюрасы бойынша күшсалмақтардың (1+3) үйлесімі есептік үйлесім болады:

M₁₂=43.22 [kHm], M₂₁=-152.28[kHm], q=26.8 kH/m,

Стержендердің теориялық үзілу нүктесіне байланысты көлденең күшті күшсалмақтардың (1+2) үйлесімі бойынша анықтайды, себебі бұл қимада июші моменттің ең үлкен шамасы болады.

Q12=234.62kH; q=76 kH;

Осыдан Х=5 м

Стержендердің теориялық үзілу нүктесіндегі қимадағы көлденең күштің есептік шамасы:

Q=234.62-76·5=145.38kH

Үзілетін стержендердің анкерлеу ұзындығы:

яғни, W₂=56 cm  деп қабылдаймыз.

Стержендердің дәл үзілу нүктесінен ортадағы тіректегі ұстынның осіне дейінгі арақашықтық:

l – (X₀₂-W₂)=640-(500-56)=196 cm

Аралықтағы қимада (4∅22 А-ІІ ; As=15.26 cm²):

см

z=54-0.5·13.7=47.15 см

Аралықта 2∅22 А-ІІ арматураны үземіз. Қалған екі стерженьдер (2∅22 А-ІІ ) төмендегі моментті қабылдайды:

Көмкерілген момент эпюрасына байланысты күшсалмақтарының (1+2) үйлесімі есептік болады:

M₁₂=-183.71 [kHm], M₂₁=-238.6 [kHm], q = q’ = 76 kH; Q₁₂=234.62 kH;

Бұл жағдайда теңдеудің екі түбірі де қолданылады:

а) X₀₃=1.72 m;          б) X₀₄=4.45 m ;

а) Сол жақтағы тіректің осінен  қашықтықтағы көлденен күш:

Q=234.63-76·1.72=103.91 kH

Диаметрі 25 мм үзілетін стерженьдердің анкерлеу ұзындығы:

деп қабылдаймыз.

Диаметрі 25 мм  стерженьдердің дәл үзілу нүктесінен шеткі тіректің осіне дейінгі арақашықтық:

X₀₃-W₃ = 172-45 = 127 cm

б) Сол жақтағы тіректің осінен  қашықтықтағы көлденең күш:

Q=234.63-76*4.45=-103.57 kH

Диаметрі 25 мм үзілетін стерженьдердің анкерлеу ұзындығы:

яғни,  деп қабылдаймыз.

Диаметрі 25 мм  стерженьдердің дәл үзілу нүктесінен шеткі тіректің осіне дейінгі арақашықтық:

 

        

 

4-сурет. Арқалықтың арматурасын конструкциялау: а)материалдар эпюрасы; б) көлденең күштердің эпюрасы.

 

2 Ұстынды есептеу

 

2.1 Бастапқы мәліметтер

 

Бастапқы берілген мәліметтер бойынша ғимараттың бірінші қабат ұстынын  есептеу – конструкциялау қажет. Құрылыс ауданының қаласы – қар қабатының салмағы бойынша І ауданға жатады. Мөлшерлік қар күшсалмағы S = 0,5 кНм². Ұстындардың ұя аралығы l×b = 6.4 × 6.6 м; қабатаралық биіктігі – 4,0 м; бірінші қабаттың еден деңгейінен  іргетастың жоғарғы бетіне дейінгі аралығы – 0,15 м; қабатаралық жабынға әсер ететін мөлшерлік пайдалы уақытша күшсалмақ V_n=6 кНм², оның қысқа мерзімді күшсалмағы V_n,sh=3.15кН/м², уақытша күшсалмақ бойынша сенімділік коэффициенті γ_fv=1,4.

 

2.2 Ортадағы ұстынға әсер ететін күштерді анықтау

 

Жоғарғы қабат және қабатаралық жабынға әсер ететін күшсалмақ кесте түрінде есептелген.

Ұстындардың өз салмағын есептеу үшін алдын-ала ұстынның көлденең қимасының өлшемін b_ұ×h_ұ = 0,4 × 0,4 м деп қабылдаймыз.

Есептік күшсалмақтан ұзына бойлық күшті анықтау.

Ұстынның ұя аралығы 6,4 × 6,6 м мәні үшін ортаңғы ұстынның күшсалмақ ауданы: 6,4 × 6,6 = 42,24 м².

Ғимараттың жоғарғы жабын конструкцияларының тұрақты есептік салмағы 6,02кН/м² және ғимараттың түрін ескеретін коэффициент  γ=0,95 болғанда жалпы салмақ: Q = 4,5×42,24×0,95 = 180,6 кН.

Қабатаралық конструкцияның есептік тұрақты салмағы 6,02 кН/м² болғанда жалпы салмақ 6,02×42,24×0,95=241,6 кН. Ал төрт қабат аралықтың есептік салмағы 241,6×4=483,2кН.

Ұстынның есептік өз салмағы, ұзындығы h_қабат=4,0м, қимасы 0,4×0,4 м, темірбетонның  орташа көлемдік массасы ρ = 2500 кг/м³ және коэффициенттер γ_f  = 1,1, γ_n = 0,95 болғанда:

42,24 × 0,4 × 0,4 × 2500 × 1,1 × 0,95 = 17656,32 кг ≈ 17,7 кН.

Бес қабат ұстынның есептік салмағы 17,7×3 = 52,97 кН.

γ_n = 0,95 деп алғанда бір қабатқа әсер ететін уақытша пайдалы күшсалмақ 8,1×42,24×0,95=325,04 кН, оның 5,67×42,24×0,95 = 227,53 кН – ұзақ мерзімді, 2,43×42,24×0,95 = 97,51 кН – қысқа мерзімді.

Қардан әсер ететін есептік күшсалмақ –  0,5×42,24=21,12 кН.

Іргетастың үстіңгі деңгейіне берілетін есептік бойлық күштің толық мәні   N_Т = 180,6+483,3+52,97+2×325,04+21,12 = 1387,97 кН. Ал ұзақ мерзімді күштің мәні   N_ұ = 180,6+483,2+52,97+2×227,53+21,12 = 1192,95 кН.

Есептік күшсалмақтан ұстында туындайтын июші моменттерді анықтау. Қабатаралық бір өлшем ұзындығынан туындайтын тұрақты есептік күшсалмақ 6,02 × 6,4 = 38,5 кН/м.

Пайдалы күшсалмақ: 8,1×6,4=51,84 кН/м, оның ұзақ мерзімдісі      5,67×6,4=36,28 кН/м, қысқа мерзімдісі 2,43×6,4=15,55кН/м.

Ұстын мен арқалықтың бір өлшем ұзындық қатаңдықтарының арақатынасы К=1,2∙к=1,2∙0,5=0,6 деп ұстын қималарындағы июші моментті анықтаймыз.

Ұстындағы ең үлкен июші моменттің мәнін ұзақ мерзімді күшсалмақтан келесі формуламен анықтайды:

Толық күшсалмақ әсер еткенде:

Тірек моменттерінің абсолюттік айырымы толық күшсалмақтан:

Ұзақ мерзімді күшсалмақтан: .

7-кесте. Жоғарғы қабат және қабатаралық жабынның 1м² ауданына әсет ететін күшсалмақ.

№	Күшсалмақ түрі мен аты	Күшсалмақтың мөлшерлік мәні [кН/м2]	Күшсалмақ бойынша сенімділік коэффициенті	Күшсалмақтың есептік мәні [кН/м2]
1.	Жоғарғы қабат жабынына әсер ететін тұрақты күшсалмақ: а) рулонды кілем (3 қабат рубероид); б) цементпен тегістеу (δ=3см, ρ=21кН/м3) – ерітінді қабаты; в) жылытушы қабат – пенобетон (δ=10см, ρ=6кН/м3); г) будан оқшаулаушы қабат    (1 қабат); д) жабын плитасы е) арқалықтың өз салмағы   0,75×0,3×25/6	0,18   0,63   0,6   0,6   1,7   0,94	1,2   1,3   1,2   1,2   1,1   1,1	0,205   0,778   0,684   0,068   1,776   0,988
	Барлығы:	4,11		4,5
2.    3.	Уақытша  күшсалмақ  (қар  салмағы) Қабатаралық жабынға әсер ететін тұрақты күшсалмақтар: а) қабатаралық жабынның өз салмағы; б) арқалықтың өз салмағы	0,5 4,2 0,94	1,4 1,1 1,1	0,7 5,04 0,988
	Барлығы:	5,14		6,02
4.	Уақытша күшсалмақтар: пайдалы күшсалмақ, оның ішінде а) ұзақ мерзімді әсер ететін; б) қысқа мерзімді әсер ететін	5 3,2   1,8	1,4 1,4   1,4	8,1 5,67   2,43

 

Бірінші қабат ұстынындағы июші момент: толық күшсалмақтан ; ұзақ мерзімді күшсалмақтан .

Бойлық күштің ең үлкен мәніне сәйкес келетін июші моментті келесі формуламен анықтайды: ұзақ мерзімді күшсалмақтан  бірінші қабат ұстынның моменті  толық күшсалмақтан    ал ұстындағы июші момент .

 

2.3 Ортаңғы ұстынның беріктігін есептеу

 

Арматураның көлденең қимасының керекті ауданын анықтағанда тапсырмаға сәйкес ұстын материалдарының есептік сипаттамаларын аламыз.

Бетонның класы В20, R_в = 11,5 МПа, R_вn = 15 МПа, R_вt = 0,9 МПа,                 E_в = 24×10³ МПа.

Ұзына бойлық жұмыстық арматураның класы А-ІІ, R_s = 280 МПа,             R_s,ser = 295 МПа, E_s=2,1×10⁵МПа.

Бірінші қабат ұстынының бір ұшы іргетаспен қатаң бекітілген де, ал екінші ұшы үстіңгі қабатаралық деңгейінде бекітілген тірек деп есептейміз. Яғни, оның есептік ұзындығы  Ұстынға берілетін ең үлкен ұзына бойлық толық күш  N_Т = 1387,97 кН, ұзақ мерзімді N_ұ  =1192,95 кН. Ал июші моменттердің мәні  М_Т=31,7 кН,  М_ұ =37,8 кН, ең үлкен июші моменттердің мәні М_Т = 115,5 кН,  М_ұ  = 96,8 кН.

Қиманың жұмыстық биіктігі  ені в = 30 см. Күштің эксцентриситеті  Кездейсоқ эксцентриситет:  Күштен туындайтын эксцентриситет:  деп қабылдаймыз.

Қиманың ең кем сығылған аймағында орналасқан арматураның ауырлық орталығы арқылы өтетін осі бойынша бойлық күштердің июші моментін анықтаймыз:

• ұзақ мерзімді күшсалмақтан:

M_L = M_ұ + N_ұ ·  

• толық күшсалмақтан:

Қиманың радиус инерциясы:  Ұстынның иілгіштігі:  яғни, ұстынның иілгіштігін ескеру керек.  Ол үшін N_cr – ұстын қимасының шектік ұзына бойлық күшін анықтаймыз.

Алдын ала  деп қабылдаймыз. Онда арматуралау коэффициенті  қиманың инерциялық моменті , арматураның –  , ол кезде

 

 Ауыр бетон үшін β=1.

  е_а^қ = 1,3 см болғандықтан е₀=е_м=     деп қабылдаймыз. 

Қиманы арматуралау коэффициенті:  деп қабылдаймыз. Осы мәндер бойынша   табамыз:

   

η – коэффициентін анықтаймыз: ал эксцентриситет:

Қиманың шектік салыстырмалы сығылу биіктігін анықтаймыз.

 

бұл жерде,

Келесі мәндерді табамыз:

;         

 

Сондықтан арматураның қима ауданын келесі формуламен анықтаймыз:

.

Ұстын қимасын арматуралауға 2Ø25 А-ІІ класты арматураны қабылдаймыз. А_s =9,82см². Қиманы арматуралау коэффициенті нің мәнін анықтағанда   деп алғанбыз. Бұл екі көрсеткіш бір-біріне тең, яғни есептің көрсеткіші дұрыс.

 

2.4  Қысқа консольді есептеу

 

Арқалықтан консольға берілетін тірек реакциясы

Арқалықтың көлденең қимасының ені  деп, оның консольға тірелетін ұзындығын келесі формуламен анықтаймыз:

арқалықтың ені.

 

 

5-сурет. Ұстын консолін арматуралау.

 

Ұстын мен арқалық арасындағы қашықтық с=5см екендігін ескерсек, консольдің есептік ұзындығы  Арқалықтың тірек ұзындығын , консоль ұзындығын  деп қабылдаймыз. Сонда ұстын діңгегінің қыры мен тірек реакциясы (Q) аралығы: .

Консольдің көлденең  қимасының биіктігі: . h_bm=60см арқалықтың биіктігі. Оның жұмыстық биіктігі: . Бос шетінің биіктігі: . 

 болғанда консоль қысқа деп аталады, оны горизонталь 2 16 AIІ стерженьдерімен арматуралайды. Біздің есепте  

Бір жазықтықтағы екі стержень үшін . 

Горизонталь стерженьдер консоль биіктігінде  аралықпен орналасқан, қосымша 2Ø16 А-ІІ көлбеу арматурамен арматураланған, . Осындай арматураланған үлгі бойынша  қысқа консольдің беріктігін келесі формуламен тексереміз: .

 

 және оң жағы   тең артық болмау керек, яғни  

      –  консольдің биіктігі қамтамасыз етілген.

    Q = 265 ·10³ H > 0,6∙R_bt bh₀ = 0,6 · 0,9 · (100) · 30 · 42 = 62 · 10³ H.

Ұстынның діңгегі мен консольдің түйіскен қимасындағы июші момент:

.

Осы қиманың беріктігін қамтамасыз етуге керекті жұмыстық арматураның көлденең қимасының ауданын июші моменттің мәнін 25 пайызға  көбейту арқылы табады.

 

   болғанда    мәні сәйкес келеді.

Консольді 2Ø18 А-ІІ стерженьдермен арматуралаймыз,   

Көлденең стерженьдердің дәнекерлеу шарттарына байланысты ұстынның арматурасының диаметрі d = 25 мм болғанда d_sw = 8 мм екенін табамыз. Олардың адымы

1. S ≤ 2_ωl = 560 мм; 20d_s=20∙25=500мм
2. S ≤ b немесе h бізде S ≤ 40 см
3. барлық жағдайда S ≤ 50 см 

Осы мәндер бойынша S = 30 см деп қабылдаймыз.

 

3 Ортадағы ұстынның астындағы іргетасты есептеу

 

3.1 Бастапқы мәліметтер

 

Біз орталық арқалықтағы іргетасты қарастырамыз. Себебі күшсалмақтар осы іргетасқа үлкен шамамен әсер етеді. Есептеу үшін қажетті материалдар келтірілген.

Ұстыннан іргетасқа оның жоғарғы деңгейінде берілетін күшсалмақ . Мөлшерлік күшсалмақ N_n және . Топырақтың есептік кедергісі R₀=0,22МПа, іргетас пен топырақ қабатының орташа көлемдік салмағы . Іргетастың жоғарғы деңгейінен ұстынның іргетасқа ену тереңдігіне дейінгі қалыңдық

 

 деп қабылдаймыз.

яғни, h_e=640 мм. Іргетас үшін ұстынның көлденең қимасының өлшемі . Іргетастың ең жоғарғы бетінен еденге дейінгі арақашықтық – 0,15 м. Бойлық жұмыстық арматура тапсырма бойынша А-ІІ класынан қабылданған, ұстынның есебі бойынша 4Ø25А-ІІ арматурасы қойылған. Іргетастың материалы бетон В20          Арматура үшін

 

3.2 Іргетастың геометриялық өлшемін анықтау

 

Іргетастың биіктігінің ең аз шамасын конструкциялық талаптар бойынша қабылдаймыз.

 

Бұл мәнді жуықтап 50 мм-ге еселі етіп 900 мм-ге тең деп қабылдаймыз.

Егер h>850 мм болса, онда үш басқышты немесе одан көп басқышты іргетас қабылдаймыз. Біздің жағдайда 500 h 900 мм болғандықтан 3 баспалдақты іргетас қабылдаймыз. Әр баспалдақтың биіктігі 30 см.

Стакан тәріздес іргетас қабырғасының қалыңдығын төмендегі шартпен қабылдаймыз:

 

 

 болғанда    t=225 деп қабылдаймыз.

Іргетастың орналасу тереңдігі:

 

Іргетастың табанының ауданын 2 шектік жағдайлардың тобы тәсілі бойынша мөлшерлік күшсалмақ арқылы табамыз. 

 

Егер іргетасты квадрат түрінде деп қабылдасақ, онда . Осы мән бойынша іргетас табанының өлшемін   деп қабылдаймыз. Жалпы алғанда бұл мән 30 см-ге еселі болуы керек. Сонымен іргетас табанының нақты ауданы: .

Іргетастың ең кіші пайдалы биіктігінің мәнін оның қиылған пирамида бойынша басып майыстыру беріктік шартынан табамыз.

 

бұл жерде,  - топырақтың реактивтік қысымы.

.

1) Егер бетонның арматураны қорғайтын қабаты а=4 см деп алсақ: H=h₀+a=43+4=47см;

2) Ұстынның енуіне байланысты  H = 1,5h_ұ + 25 = 1,5 · 30 + 25 = 70 см

3) Сығылған арматураның анкерленуіне (бекітілуіне) байланысты

H = 16d + 25 = 16 · 3,2+ 25 = 76,2 см

Сонымен жоғарыда қабылданған іргетас биіктігін Н = 90 см деп қалдырамыз, себебі осы үш шарт осы мәннен кіші.              

 

3.3 Іргетастың төменгі басқышының басып майыстыруға есебі

 

Бұл есепте басып майыстыру пирамидасының қабырға сызығының іргетастың жұмыстық арматурасының өсімін қиылысқан жердегі биіктігі алынады.

Жоғарғы басқышының ені төмендегіше анықталады:

а_ж = h_ұ + 2t + 2·75=300+2·225+150 = 900 мм = 90 см

Төменгі басқыштың биіктігі:

h_о.т = h_т – a = 30 – 4 = 26 см

а_пир = а_ж + 2 h_о.т = 90 + 2·26= 142 см

Басып майыстыру пирамидасының ауданының ені а_пир =142 см болса, онда ауданы:

А_пир = 142² = 20164см² = 2,02 м²

Бұл жерден тор жеке жобалау тәсілімен алынады. Төменгі баспалдақтың жоғарғы баспалдақтан түсетін күшсалмақтан басып майыстыру беріктік шарты орындалуы керек.

Р – басып майыстырушы күш

 

мұнда,  

N₁ – төменгі баспалдақтың жоғарғы шеті бойынша әсер ететін бойлық есептік күш

 

H₁ = H + 0,15 = 0,9 + 0,15 = 1,05 м

Мұнда, γ_m = 20 кН/м³ – іргетас пен топырақтың орташа өзіндік салмағы;

γ_fm = 1,2 – күшсалмақ бойынша сенімділік коэффициенті.

Басып майыстырылған пирамиданың периметрінің орташа арифметикалық мәні:

 

Шарт орындалды, яғни іргетастың төменгі басқышының басып майыстыруға беріктік шарты орындалды.

 

 

6-сурет. Ортадағы ұстынның іргетасы.

 

3.4 Ұзына бойлық жұмыстық арматураның көлденең қимасының ауданын табу

 

Іргетас табанына әсер ететін есептік күшсалмақты табамыз:

 Н/см²

Іргетасты есептегенде қимасын тік бұрышты жалғыз жұмыстық арматуралы етіп аламыз. Іргетастың есептік арматурасының ауданын табу үшін көлденең қималардың жұмыстық биіктігін анықтаймыз:

h_о1 = h_ж – а = 90 – 4 = 86 см;

h_о2 = h_орт – а = 60 – 4 = 56 см

h_о3 = h_т – а = 30 – 4 = 26 см.

Біздің жағдайда іргетас үш баспалдақты және биіктігі үш есе тік қима бойынша өзгереді. Осы қима үшін егер де июші моменттің мәнін тапсақ

 

 

 

Бұл жерде

Осы мәндер бойынша жұмыстық арматураның ауданы     

 

Іргетас кнструкциясы үшін ҚМжЕ бойынша ζ=0,9 деп қабылданады, А_s-тің ең үлкен мәні бойынша стерженьдерді табамыз. Бұл жерде ескеретін жағдай жұмыстық арматура диаметрі 10 20 мм болуы керек және де тордың бір ұясының өлшемі 10 20 см арасында болу керек.  21Ø 12 AІI      A_s = 16,485 > 12,47см²

см – стерженьдердің бір-бірінен ара  ашықтығы.

 

 

 

7-сурет. Іргетасты тормен арматуралау.

 

Қорытынды

 

Курстық жоба «Өндірістік, азаматтық және жол құрылысы» кафедрасының тапсырмаларына сәйкес толық көлемде орындалды.

Темірбетон конструкцияларын есептеу және жобалау түсініктеме жазбада «Бетон және темірбетон конструкциялары» атты 2.03.01-84* ҚМжЕ, «Күшсалмақтар және әсерлер» атты 2.03.01-85* ҚМжЕ талаптарына сәйкес орындалды.

Курстық жобада құрастырмалы  жабынның  конструкциялық үлгісін құрастырдық. Сонымен қатар қабатаралық жабынның арқалығын есептедік. Бірінші қабаттың ұстынын есептеп, ортадағы ұстынның  астындағы  іргетасты есептедік.

Құрастырмалы темірбетон арқалығының иілу моменттерін есептеп, тапсырма бойынша берілген жүктеме қарсы тұратын темірбетон арқалығының кескін өлшемдерін және арматураның көлденең қима ауданын анықтадық.

Пайдалы жүктеме күшті ескере отырып, жабыннан және арқалықтан түскен жүктеме күштерді көтере алатын ұстын мен іргетастың кескін өлшемдерін және арматураның көлденең қима ауданын анықтадық.

Курстық жобаны қорытындылай келгенде, құрастырмалы конструкциялардан құралған көп қабатты  темірбетон ғимаратының барлық есеп-қисабы ҚНжЕ сәйкес орындалып, құрастырмалы темірбетон конструкциялардың кескін өлшемдері және арматураның көлденең қима ауданы анықталды.

Курстық жобаның сызба бөлімі Мемлекеттік үлгілердің талаптарына сәйкес орындалды.

 

 

 

 

 

 

 

Пайданылған әдебиеттер тізімі

 

 

1. Байков В.Н. ,  Сигалов Э.Е. «Железобетонные конструкции». Общий курс. М. Стройиздат, 1991 - 767 с.
2. Сахи Д.М. ,  Сахи Қ. «Темірбетон конструкцияларын есептеу және жобалау». Тараз 2003 – 176 б.
3. Әбілдинов А. «Темірбетон конструкцияларын есептеу негіздері» (оқу құралы): Алматы, РБК, 1995 – 149 б.
4. Мандриков А.П.  «Темірбетон конструкцияларын есептеудің мысалдары» (оқу құралы). I-бөлім: Алматы, РБК, 1995 – 229 б.
5. ҚР ҚМжЕ 2.03-01-84 «Бетон және темірбетон конструкциялары». Москва, 1985ж.
6. Сахи Д.М.  Темірбетон  констркуциялары.  Тараз, М.Х.Дулати  атындағы  ТарМУ, 1999 – 96 бет.
7. Попов Н.Н., Забегаев А.В.  Проектирование и рассчет  железо-бетоннных  конструкций.  Москва, Высшая  школа, 1985 - 319 бет.
8. Оразбаев Ж.И., Сахиев К.С., Сахиев Д.М.  Құрастырмалы  темірбетон  арқалықты  жобалау. Шымкент; КазХТИ, 1994 – 43 бет.
9. Сахи Қ., Оразбаев Ж.И., Сахиев Д.М.   Үйлер  мен  ғимараттардың  темірбетон  конструкцияларын  қайта  конструкциялауды  және  нығайтуды  есептеу. Шымкент, М.Әуезов  атындағы  ОҚМУ, 2002 - 18 бет.
10.  Сахи Қ., Серікбаев Т. Құрылыс мамандығы студенттеріне «Құрылыс конструкциялары-ІІІ» пәнінен курстық жобаны орындауға арналған әдістемелік нұсқау. Шымкент, М.Әуезов  атындағы  ОҚМУ, 2002 – 36 бет.
11. СНиП -5.04-23-2002. Нормы проектирования. Строительные конструкции- Астана,2003 - 118 с.
12. СНиП 2.03.01-84*. Нормы проектирования. Бетонные и железоботонные конструкции. Гострой России.- М., 2002 - 79 с.
13. СНиП  2.01.07-85* Нагрузки и воздействия. – М.:Изд-во АСВ,2004.-38с
14. ГОСТ №21.501-93 «Правила выполнения архитектурно-строительных рабочих чертежей», М, 1994г.
15. ГОСТ №21.11095 «Правила выполнения спецификаций оборудования, изделий и материалов», М, 1996г.
16. Чалабаев Б.М., Еркинбеков А.Е., Култаев М.С. Проектироивание монолитного ребристного перекрытия много этажного промышленного здания с неполным каркасом.  Шымкент 2008 г.
17.  ГОСТ 8478-81 Сетки сварные., М, Т982
18. СНиП 2.03.01-84. Бетонные и железоботонные конструкции. М.,1985
19. СНиП 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия. М.,1987г.