Размещено на http://allbest.ru

Збірні залізобетонні конструкції багатоповерхового будинку з повним каркасом

1. Дані для проектування

- Розміри багатоповерхової промислової будівлі в плані (в осях): 22,4Ч40,4 м

- Кількість поверхів: 4

- Висота поверхів: перший 4,2 м, середніх 3,3 м, останнього 3,6 м.

- Корисне навантаження: 13,5 кН/м²

- Тип підлоги - плиткова.

- Зовнішні стіни: цегляні.

- Панелі - ребристі з 2-ма ребрами.

- Клас робочої повздовжньої арматури для: плит А400С попередньо напружувана А800С, ригелів - А400С, А1000С, колон А400С, фундаменту А400С.

- Клас бетону для: плити - В30, ригеля - В30,колони-В25,фундамента-В20

- Умовний розрахунковий тиск на землю на глибині 1.5 - 2 м : R = 0,32 МПа.

- Місце будівництва - м. Київ.

Перекриття виконується із збірних попередньо напружених залізобетонних панелей, укладених на ригелі. Опирання плит - шарнірне, стик ригеля з колоною - жорсткий.

2. Розрахунок збірної ребристої з/б панелі перекриття

Дані для проектування: ширина панелі 2,0 м, виготовляється з бетону класу В30 з урахуванням коефіцієнта умови роботи: г_в2=0,9; R_в = 17?0,9 = 15,3 МПа;

R_вt = 1,2?0,9 = 1,08 МПа; R_в,ser = 22 МПа; R_вt,ser = 1,8 МПа; E_в=32,5Ч10^-3 МПа.

Арматура поздовжня напружена класу А800С: R_S = 680 МПа; R_S,ser = 785 МПа; E_S=1,9Ч10^-5 МПа, для класу бетона В30 діаметр арматури має бути 20 мм і більше

У панелі перекриття припустиме виникнення тріщин.

Панелі виготовляються у заводських умовах (агрегатно-поточна технологія виготовлення) з прогрівом бетону при атмосферному тиску. Натягування арматури на упори здійснюється електротермічним способом. Обтиснення бетону виконується при передаточній міцності .

2.2 Визначення розмірів, розрахункових прольотів, навантажень і зусиль панелі перекриття

Задаємось розмірами ригеля

Приймаємо

Приймаємо

Рис. 1. Схема нормального перерізу ригеля



Рис. 2. Схема розрахункового прольоту панелі перекриття

У випадку, коли панелі опираються на ригель збоку, розрахунковий проліт:

Навантаження, що передаються на панель перекриття, складаються зі сталого і тимчасового (корисного).

Складання навантажень.

Тип навантаження	Навантаження, кН/м2
	Нормативне при:	Розрахункове при:
1	2	3
Стала від ваги: 1 м2 панелі перекриття 1м2 цементної підлоги	3,5·1·0,95=3,325 1,4·1·0,95=1,33	3,5·1,1·0,95=3,66 1,4·1,2·0,95=1,596
РАЗОМ
Тимчасова:	13,5·1·0,95=12,83 12·1·0,95=11,4	13,5·1,2·0,95=15,39
РАЗОМ

Повне розрахункове навантаження при г_f>1 на 1 м погонної довжини панелі шириною 2,0 м:

Розрахункова схема панелі

2.3 Розрахунок полки на місцевий згин

Рис. 3. Схеми перерізу ребристої плити

При однопрольотній розрахунковій схемі балкової плити:

При шестипрольотній розрахунковій схемі балкової плити:

кожен прольот полки представляє собою плиту, закріплену по контуру.

- постійне розрахункове навантаження:

від 1 м² полки плити:

від 1 м² підлоги:

від перегородок:

Всього:

Тимчасова:

Полку розраховуємо як переріз прямокутної форми з одиночною арматурою згідно блок-схеми 4.

1)

2) 3)

4) 5)

6)

7)

8) 9)

10)

11)

12) Приймаємо арматуру ?3 Вр-І з крокрм 125

Робоча висота полки в напрямку при діаметрі 4 мм:

Так ля робоча висота однакова то і арматура буде однаковою

Для армування полки приймаємо зварні сітки

2.4 Розрахунок поперечних ребер

- розрахунковий проліт між осями опор:

Навантаження на поперечні ребра

Розрахункова схема

- розрахункове рівномірно-розподілене навантаження на 1 м середнього ребра

постійна від його ваги.

кН*м.

від ваги полки, полу і перегородок

кН/м

Постійне: кН/м

Тимчасове: кН/м

Повне: кН/м

- зусилля від розрахункового постійного і тимчасового навантаження

Для середнього ребра

кн.

Розрахунок міцності нормальних перерізів середнього поперечного ребра.

При

мм > 733мм

Приймаемо мм

Розрахунок ведемо по блок-схема 8

1) мм

2)

3)

4) МПа

5)

6) кНмН

7)

8)

9)

10)

11) мм²

12,13) При в=(1100+50)*0,5=75мм;

Приймаемо в нижній зоні ребра А400С; мм²мм²

Розрахунок міцності похилих перерізів середнього поперечного ребра з умови

Q=6,58кН

Розрахунок виконуємо за блок схемою 12:

1) мм

2)

3) кНкН

4,5)

7) кН

8) мм

9) мм

10,11)

12) Н/мм

16) мм

17) мм

18) мм

19) мммм

Приймаємо крок поперечних стержнів 100 мм:

2.5 Розрахунок поздовжніх ребер

Розрахунковий прольот, навантаження і зусилля

м

Навантаження на поздовжні ребра з ширини плити м

- повна при коефіцієнті надійності по навантаженню

кН

- повна при коефіцієнтів надійності по навантаженню

кН/м

- довготривале постійне і тимчасове навантаження

кН/м

- коротке тимчасове

кН/м

Розрахункова схема

Таблиця 2

Вид навантаження	Формула зусилля	Значення зусилля
Повне при Повне при Довготривала постійна і тимчасова при Короткочасна тимчасова Повне при Повне при		кН/м кН/м кН/м кН/м кН/м кН/м

Розрахунок міцності нормальних перерізів

При мммм

Розрахунок виконуємо за блок схемою 9:

1)

2)

3) МПа

4,5)

9) ; МПа

10,11)

11¹) Приймаємо

12) МПа

13) МПа

14)

15) МПа

16)

17) кН/м кН/м

18)

19)

20)

21,22)

23)

24)

25) мм²

Приймаємо 418 А800С; мм² мм²

28¹)

Розрахунок міцності похилих перерізів поздовжніх ребер з умови

кН

Розрахунок виконуємо по блок схемі 12.

1) мм

2,3) кHкн.

Н

4,5)

мм

7) кН

8) мм

9) мм

10,11)

12)

13¹) кНм

16) мм

17) мм

18) мм

19) мм

Приймаємо крок поперечних стержнів 100 мм.

2.6 Геометричні характеристики поперечного перерізу плити

Розрахунок виконуємо по блок-схемі 22.

1) см²

2) мм²

3) мм²

5¹) см²

6¹)

7¹) мм

8¹)

мм²

9) мм³

10) мм³

11) мм³

12) мм³

2.7 Визначення втрат попереднього напруження арматури та зусиль попереднього обтискання

Переріз у середньому прольоті. Визначимо втрати попереднього напруження в арматурі.

Перші втрати у_?1:

від релаксації напруження арматури:

від температурного перепаду Дt = 65⁰C при виготовленні панелі:

від деформації анкерів при електротермічному методі:

від тертя арматури об стінку каналів, обгоні пристрої:

від деформації форм при електротермічному методі виготовлення:

Виконаємо попередні обчислення для визначення втрат від швидконабігаючої повзучості. Зусилля попереднього обтискання з урахуванням попередніх втрат:

Ексцентриситет:

Напруження в бетоні на рівні центра тяжіння арматури:

де - згинальний момент у перерізі всередині прольоту від власної ваги панелі при , де 2,0 - ширина панелі



оскільки :

втрати від швидконабігаючої повзучості:

отже, перші втрати:

Другі втрати у_?2:

від усадки важкого бетону класу В30 при теплові обробці:

від повзучості бетону при відношенні:

отже, другі витрати:

Усі витрати:

При цьому:

2.8 Розрахунок на утворення тріщин на стадії експлуатації

Перевірку утворення тріщин згинальних елементів виконуємо за умови:



Момент, що сприймається нормальним перерізом при утворенні тріщин:

де: ; , беремо

При наявності початкових тріщин у стислій зоні необхідно зменшити знайдене значення на величину:

Де

Тепер:

Отже, тріщиностійкість нормального перерізу панелі не забезпечена, тому необхідно розраховувати ширину розкриття нормальних тріщин на стадії експлуатації.

2.9 Визначення нетривалої ширини розкриття нормальних тріщин

Нетривалу ширину розкриття нормальних та похилих тріщин визначають за формулою: , де - ширина розкриття тріщин від нетривалої дії повного навантаження; - розкриття тріщин від нетривалої дії постійного та тимчасового навантаження; - ширина розкриття тріщин від тривалої дії постійного та тимчасового навантаження

Визначення - ширини розкриття тріщин від нетривалої дії повного навантаження:

Визначається за формулою:

при нетривалій дії навантаження

для стержневої арматури періодичного профілю

Таким чином, для визначення ширини розкриття тріщини від нетривалої дії повного навантаження потрібно послідовно визначити , , , , , і шукане значення .

- висота стиснутої зони в нормальному перерізі з тріщиною при нетривалій дії повного навантаження; - напруження в поздовжній арматурі

- відстань від центра ваги площі перетину розтягнутих арматур до точки, в якій прикладена рівнодіюча нормального зусилля в бетоні стислої зони

- максимальний діаметр поздовжньої арматури.

Значення

Коефіцієнт обчислюємо, попередньо визначивши ексцентриситет , та зваживши, що :



Коефіцієнт обчислюємо , попередньо визначивши коефіцієнти і .

де - для стрижневої арматури періодичного профілю;

;

- для бетону класу вище В7,5;

Коефіцієнт при і _..

Коефіцієнт обчислюємо попередньо визначивши коефіцієнт при

,

а також згідно для важкого бетону - , нетривалій дії навантаження -

Таким чином, висота стиснутої зони при нетривалій дії повного навантаження становить:

- для повздовжньої арматури ?18

;

оскільки , то приймаємо .

Обчислюємо нетривалу ширину розкриття тріщин при нетривалій дії повного навантаження:

Визначення - ширини розкриття тріщин від нетривалої дії постійного й тимчасового навантаження:

Визначається за формулою:



Коефіцієнт обчислюємо , попередньо визначивши коефіцієнти і .

;

Для важкого бетону - , нетривалій дії навантаження -

Таким чином, висота стиснутої зони при нетривалій дії повного навантаження становить:

- для повздовжньої арматури ?18

;

оскільки , то приймаємо .

Обчислюємо нетривалу ширину розкриття тріщин при нетривалій дії повного навантаження:

Визначення - ширини розкриття тріщин від постійного та тимчасового навантаження.

Визначається за формулою:

Коефіцієнт обчислюємо , попередньо визначивши коефіцієнти і .

;

Для важкого бетону - , при тривалій дії навантаження -

Таким чином, висота стиснутої зони при нетривалій дії повного навантаження становить:

- для повздовжньої арматури ?18

;

оскільки , то приймаємо .

При тривалому навантаженні коефіцієнт:

Обчислюємо нетривалу ширину розкриття тріщин при нетривалій дії повного навантаження:

Визначення нетривалої ширини розкриття нормальних тріщин

Обчислюємо нетривалу ширину розкриття нормальних тріщин:

2.10 Визначення нетривалої ширини розкриття похилих тріщин

Визначення - ширини розкриття похилих тріщин на рівні поперечної арматури від нетривалої дії повного навантаження:

Визначається за формулою:

при нетривалій дії навантаження; для гладкої стержневої арматури; - для поперечної арматури

;

;

- проекція похилої тріщини

Оскільки наведена умова не виконується, то приймаємо

Дане навантаження повністю сприймається бетоном, та не спричиняє напружень в арматурі:

Визначення - ширини розкриття похилих тріщин на рівні поперечної арматури від нетривалої дії постійного та тривалої дії тимчасового навантаження:

Визначається за формулою:

Дане навантаження повністю сприймається бетоном, та не спричиняє напружень в арматурі:

Визначення - ширини розкриття похилих тріщин на рівні поперечної арматури від тривалої дії постійного та тимчасового навантаження:

;

Дане навантаження повністю сприймається бетоном, та не спричиняє напружень в арматурі:

Визначення нетривалої ширини розкриття похилих тріщин

2.11 Визначення повної кривизни плити на ділянках з нормальними тріщинами

кривизна від короткочасної дії всього навантаження:

кривизна від короткочасної дії сталих і тривалих навантаження:

кривизна від тривалої дії сталих і тривалих навантаження:

кривизна елемента з тріщинами в розтягнутій зоні:

Прогин дорівнює:



Так як значення прогину не перевищує граничного значення, то умова виконується.

3. Розрахунок каркасу будинку

3.1 Розрахункова схема каркасу будинку

3.2 Визначення вертикальних навантажень

Вертикальні навантаження на ригелі рами беруть рівномірно розподіленими.

Розрахунок навантаження на 1 м² від покриття і перекриття наведений в табл. 2.

Таблиця 2. Збір навантаження на 1 м²

Тип навантаження	Навантаження, кН/м2
	при
1	2	3	4
ПОКРИТТЯ
Постійне
Ізоляційний килим	1,71	1,3	2,22
Плити покриття з бетонним замонол.	1,63	1,1	1,79
Разом	3,34		4,01
Тимчасове
Снігове	1,52	1,4	2,13
ПЕРЕКРИТТЯ
Постійне
Підлога	1,33	1,3	1,729
Ребристі плити перекриття з бетонним замонолічуванням	3,33	1,1	3,66
Разом	4,66		5,39
Тимчасове
Короткочасне	2	1,2	2,4
Тривале	12,83	1,2	15,4
Разом	14,83		17,8

Рівномірно розподілене навантаження на 1 м ригеля визначаємо множенням відповідних навантажень на 1 м² на ширину вантажної суми, яка дорівнює кроку рам (тобто 6750). Розрахунок записуємо в табл.3

Таблиця 3. Збір навантаження на 1 м ригеля

Тип навантаження	Навантаження, кН/м2
	при
1	2	3	4
ПОКРИТТЯ
Постійне
Ізоляційний килим і плити	22,55		27,07
Від маси ригеля 7	7,9	1,1	8,7
Разом	30,4		35,77
Тимчасове
Снігове	10,26		14,38
Повне	40,66		50,15
ПЕРЕКРИТТЯ
Постійне
Підлога і плити перекриття	31,46		36,38
Вага ригеля	7,9	1,1	8,7
Разом	39,36		45,08
Тимчасове
Короткочасне	13,5	1,2	14,85
Тривале	86,6		103,95
Разом	100,1		118,8
Повне	139,46		163,88

3.3 Уточнення розмірів ригелів і колон

Для уточнення раніше вибраного перерізу ригеля перекриття визначають його необхідну висоту за згинальним моментом (при )

Де - момент у ригелі, розрахований для однопрогонної балки на шарнірних опорах.

Беремо оптимальну для балок відносну висоту стиснутої зони бетону .

Тоді коефіцієнт , а необхідна робоча висота перерізу ригеля:

,

де b = 300 мм - ширина стиснутої зони ригеля, тоді повна необхідна висота ригеля

Остаточно приймаємо висоту ригеля

Інші розміри перерізу взято з рис. 5

Рис. 5. Поперечний переріз ригеля

Також прийнято, що ригель покриття має ті ж розміри.

Перед уточненням висоти перерізів колон приймаємо їх ширину b=400 мм для усіх колон.

Розглянемо визначення необхідної висоти перерізів для середньої колони першого поверху навантаження на цю колону складається з навантаження від покриття і трьох міжповерхових перекриттів. Вантажна площа, з якої навантаження передається на крайню колону, дорівнює 3,38x7,2=24,34 м².

Постійне навантаження при від:

- покриття

- перекриттів

-колони на рівні верхнього обрізу фундаменту, якщо попередньо прийнято її переріз bхh = 350х350 мм

(0,15 м - відстань від нульової відмітки до верхнього обрізу фундаменту);

-колони тільки першого поверху

Тимчасове навантаження при діє тільки на одному з прогонів ригеля (вантажна площа 0,5х3,38x7,2=12,17 м²):

- тривале

- короткочасне

Навантаження від снігу (короткочасне) на повній вантажній площі

Сумарне навантаження на середню колону на рівні верхнього обрізу фундаменту з урахуванням коефіцієнта сполучень 0,9 для короткочасних навантажень

Необхідна площа перерізу колон

,

а висота перерізу

Візьмемо переріз крайніх колон

.

3.4 Визначення жорсткостей рами

Жорсткості ригелів і стояків (колон) на 1 м визначаються залежністю

де І - момент інерції бетонного перерізу відносно центра ваги,

l - розрахункова довжина ригеля чи стояка.

Жорсткість ригеля визначаємо в такому порядку:

-площа перерізу ригеля

-статичний момент відносно нижньої грані перерізу

;

-відстань від центра ваги перерізу до нижньої грані ригеля

;

-відстань від центра ваги перерізу до верхньої грані ригеля

;

-момент інерції

-розрахункова довжина ригеля

де - відстань між геометричними осями крайньої і середньої колон (розрахунковий прогін); - розрахунковий прогін середніх ригелів.

Тоді жорсткість ригеля буде дорівнювати

Жорсткість стояків визначають в такому порядку:

- моменти інерції середніх стояків (bхh=350х350 мм)

- моменти інерції інших стояків (bхh=400х400 мм)

Розрахункова довжина стояків дорівнює висоті поверху середніх ,останнього крім першого поверху, де .

Тоді жорсткість стояків першого поверху:

- середніх

- крайніх

Жорсткість стояків другого та третього поверху:

- середніх

- крайніх

Жорсткість стояків останнього поверху:

3.5 Розрахунок рами на вітрові навантаження

Розрахункова схема рами на вітрові навантаження зображена на рис. 6. Швидкісний напір вітру при для 1-го кліматичного району при висоті до 10м над поверхнею землі і нормативному тиску (Рисунок 9.1 ДБН В.1.2-2:2006 «Навантаження і впливи» ).

де для типу місцевості ІІІ при висоті до 5 м, при висоті 10 м -, а при висоті 20 м - .

Тоді напір вітру на висоті 10 м буде

те ж, на висоті 20 м - .

Аеродинамічні коефіцієнти .

Вітрове навантаження на 1м висоти рами при кроці рам 6,75 м і :

- для нижніх поверхів (до 5 м)

;

- для висоти 10 м ;

- для висоти 20 м .

З невеликою похибкою трапецоїдну частину епюри вітрового навантаження замінюють ступінчастою, тоді:

Рис. 6. Розрахункова схема рами на вітрове навантаження

Вітрові навантаження зводимо до зосереджених сил прикладених на рівні поздовжньої осі ригелів рами (посередині висоти ригеля):

3.6 Варіанти завантажень та зусилля в рамі конструкції

Постійні

Схема навантаження Епюра Моментів Епюра Поперечних сил

Размещено на http://allbest.ru

Епюра Поздовжніх сил

Тимчасові

Схема навантаження Епюра Моментів Епюра Поперечних сил

Размещено на http://allbest.ru

Епюра Поздовжніх сил

Тимчасові

Схема навантаження Епюра Моментів Епюра Поперечних сил

Размещено на http://allbest.ru

Епюра Поздовжніх сил

Тимчасові

Схема навантаження Епюра Моментів Епюра Поперечних сил

Размещено на http://allbest.ru

Епюра Поздовжніх сил

Снігові

Схема навантаження Епюра Моментів Епюра Поперечних сил

Размещено на http://allbest.ru

Епюра Поздовжніх сил

Вітрові

Схема навантаження Епюра Моментів Епюра Поперечних сил

v

Размещено на http://allbest.ru

Епюра Поздовжніх сил

3.7 Складання таблиць зусиль від усіх навантажень

Для розрахунку ригелів і колон необхідно підсумувати зусилля від дії усіх вертикальних і вітрових навантажень, розглянувши можливі їх сполучення. Як відомо, для цього обчислюють перше і друге основні сполучення. В перше основне сполучення входять зусилля від постійних, тривалих і найбільш невигідного одного короткочасного навантаження. В друге - входять усі навантаження, але короткочасні навантаження, вітрове, снігове множать на коефіцієнт сполучень 0,9, а тривалі тимчасові - на 0,95.

При розрахунку сумарних зусиль ураховують, що вітер може діяти в двох напрямках (зліва і справа), тобто моменти і поперечні сили розглядають з двома знаками.

Визначення сумарних зусиль в ригелі над першим поверхом і в
середньому стояку першого поверху наведено в табл. 4, 5 з використанням
епюр зусиль від навантажень.

Таблиця 4 Визначення сумарних зусиль в ригелі

Поздовжні сили в середині колони першого поверху взяті за даними епюр навантажень і наведені в таблиці 5.

Таблиця 5 Визначення сумарних зусиль в крайній колоні

4. Розрахунок ригеля крайнього прогону

4.1 Визначення повздовжньої арматури в прогоні

В першому прогоні діє максимальний згинальний момент . Розрахунок виконуємо за блок-схемою 6 [1].

1. Приймаємо робочу висоту перерізу: .

2. Характеристика стиснутої зони бетону:

3. Приймаємо наближено , тоді напруження в арматурі 4,5. При коефіцієнті напруження.

6. Гранична відносна висота стиснутої зони:

7. Коефіцієнт:

8,9. Відносна висота стиснутої зони:

;

10,11. Коефіцієнт умов роботи високоміцної арматури:

12. Коефіцієнт

14. Необхідна площа перерізу попередньо напруженої арматури:

,

де (2Ш12 А400С- конструктивна арматура ригеля); для класу А400С;

Приймаємо в нижній частині ригеля 4Ш22 А1000С:

15. Коефіцієнт армування: , тобто прийнятої арматури достатньо.

4.2 Визначення робочої арматури на опорах

На опорі А діє максимальний момент , а по грані колони

Робоча поздовжня арматура на опорах без попереднього напруження, тому її розрахунок виконуємо за блок-схемою 4 [1].

1.

2.

3. При коефіцієнті напруження.

, знаходимо ,

10. Необхідна площа перерізу арматури на опорі А:

Приймаємо 4Ш16 А400С .

На опорі В діє максимальний момент , а на грані колони .

Робочу поздовжню арматуру визначаємо аналогічно розрахунку на опорі А.

Пункти 1…5 - без змін.

,

знаходимо , .

10. Необхідна площа перерізу арматури на опорі В:

Приймаємо 428 А400С, .

4.3 Розрахунок міцності похилих перерізів на дію поперечної сили

Розглядаємо опору В, де діє максимальна поперечна сила .

Розрахунок виконуємо за блок-схемою 14 [1].

1.

2.

3.

4.

5. Проекція похилої тріщини: .

6.

7,8. Поперечна сила, яку сприймає бетонний переріз:

,

9,10. , тут коефіцієнт для трапецоїдної стиснутої полиці можна брати таким, що дорівнює нулю.

12.

13. .

14.

15..

16.

17.

18,19'. Оскільки ,то

.

20,21,22.При

необхідна інтенсивність поперечного армування

Розрахунок продовжуємо за блок-схемою 12 [1] з п.16.

Приймаємо поперечну арматуру 10 А400С, .

16. Крок поперечної арматури при двох каркасах на опорі В

.

17. Максимально допустимий теоретично крок поперечної арматури

18,19. При висоті ригеля максимальний конструктивно допустимий крок поперечної арматури повинен бути не більше i . Остаточно приймаємо крок поперечної арматури на приопорній ділянці біля опори В ліворуч .

Перевіримо міцність стиснутої зони між похилими тріщинами за блок-схемою 13 [1].

1.

2.

3,4. Коефіцієнт армування:

5.

4. Коефіцієнт .

9,10. Поперечна сила, яку може витримати бетон стиснутої зони похилої смуги тобто міцність достатня.

4.4 Додаткові розрахунки опорної частини ригеля

На опорах ригелів в місцях їх зменшеної висоти передбачається додаткова поперечна арматура зменшеної довжини. Переріз цієї арматури приблизно: .

Беремо 912А400С, .

На торцевих ділянках ригелів для сприйняття поперечних деформацій від зусилля обтиснення встановлюють опорні закладні деталі у вигляді стальних обойм (деталь М1).

4.5 Розрахунок полиці ригеля на місцевий згин

Полиця ригеля працює як консоль. Повне розрахункове навантаження на одну полицю ригеля , тут урахування всієї ваги ригеля йде в запас його міцності.

Плече згинального моменту:

Згинальний момент в корені консолі:

Робоча висота перерізу полиці:

Коефіцієнт ,

де - довжина полиці ригеля, армування й міцність якої ми розглядаємо.

Тоді необхідна площа перерізу арматури на 1 м полиці:

. Беремо 6 А400С з кроком 200 мм .

Перевіримо достатність висоти полиці

, умова виконується, тобто висота полиці достатня.

Рис.7. До розрахунку полиці ригеля

5. Розрахунок і конструювання збірної залізобетонної колони

Розрахунки колони ведемо як позацентрово-стиснутого елемента від сумісної дії згинальних моментів та повздовжніх сил.

5.1 Розрахунок колони в площині згину

Зазвичай розрахунок виконують за декількома комбінаціями зусиль і беруть найбільшу отриману площу перерізу арматури. В нашому випадку при відносно малих моментах (, ) розрахунковою комбінацією буде комбінація з найбільшою поздовжньою силою , . Розрахункова довжина колони . Розміри перерізу . При гнучкості колони потрібно врахувати вплив поздовжнього згину колони, для чого за блок-схемою 18 [1] визначають коефіцієнт .

1. Ексцентриситет сили N: .

2.

3. Момент від усіх навантажень крім вітрових:

Момент:

4. ; 5.

9. 10.

13.

16. ; 17'. ; 18. ;

20. ;

Попередньо беремо коефіцієнт армування .

21. Критична сила:

22. Коефіцієнт:

Випадкові ексцентриситети:

; .

Початковий ексцентриситет , тому для подальших розрахунків беремо .

При дії в колоні моментів різних знаків одного порядку беремо симетричне армування поздовжньою арматурою.

Підбір арматури виконуємо за блок-схемою 20 [1].

1. Робоча висота перерізу: .

2. Ексцентриситет:

.

3. Коефіцієнт: .

4,5. При коефіцієнті напруження .

6. Гранична відносна висота стиснутої зони

7. .

8. . 9..

10. .

11.

12. Визначення величини див. в блок-схемі 19 п. 14…16 [1].

14,15'. При ;

16. Відносна висота стиснутої зони

Повертаємося до блок-схеми 20 з п.13.

13. Необхідна площа перерізу робочої арматури:

Приймаємо по 422 А400С з кожного боку,

.

18. Коефіцієнт армування: .

5.2 Розрахунок колони із площині згину

Розрахунок колони з квадратним перерізом із площини згину (М=0) потрібен тому, що її гнучкість в цьому напрямку така ж і можливе руйнування тільки від максимальної поздовжньої сили .

Міцність перевіряємо за блок-схемою 16 [1].

1. . 2. Беремо .

3. За табл. 9 дод. 3 [1] коефіцієнт .

4.

5. За табл. 9 додатку 3 [1] коефіцієнт .

6. Коефіцієнт .

7,8. Коефіцієнт: .

9. Беремо . 10. При коефіцієнті умов роботи

тобто міцність достатня

поперечну арматуру колони приймаємо 8 А240С з кроком 200мм

5.3 Розрахунок консолі колони

Консоль відноситься до коротких, тому що її виліт менше .

Перевіримо прийняті розміри консолі (рис. 8) на дію найбільшої поперечної сили від ригеля на опорі В .

Оскільки і, в той же час, ,міцність консолі перевіряють із умови міцності похилої стиснутої смуги.

Співвідношення моменту до поперечної сили

Довжина площадки передачі поперечної сили від ригеля на консоль при жорсткому вузлі дорівнює вильоту консолі, тобто .

Величина

де - кут нахилу розрахункової похилої смуги до горизонталі.

В консолі беремо двозрізну поперечну арматуру ?6А400С

() з кроком

Умова міцності похилої стиснутої смуги при ширині консолі

виконується, тобто розміри консолі достатні.

Рис.8 До розрахунку консолі колони

Горизонтальне зусилля, яке діє на верх консолі від ригеля

де М=330 кНм та Q= 700 кН - відповідно момент і поперечна сила по краю консолі; - робоча висота ригеля на опорі В.

Перевіряємо умову

, де і - відповідно висота і довжина кутового шва приварювання закладних деталей ригеля і консолі (взято , із розрахунку стику ригеля з колоною); - розрахунковий опір зрізу шва при електродах Е42; 0,3 - коефіцієнт тертя сталі по сталі.

Також зусилля

де ; - розрахунковий опір і площа перерізу верхньої арматури ригеля.

Остаточно приймаємо силу меншою з трьох визначених величин, тобто .

Площа перерізу поздовжньої арматури консолі

де знак мінус означає, що арматура стиснута.

Беремо 3?22А400С,

5.4 Розрахунок вузла обпирання ригеля на колону

, де - плече внутрішньої пари сил, яке дорівнює відстані між центрами ваги верхньої робочої арматури ригеля і його нижньою опорною пластиною.

- згинальний момент в ригелі по грані колони.

Загальна площа перерізу стикових стержнів: ; приймаємо 416 А400С

Розрахунок стиковочної закладної деталі заклечається в визначенні мінімально необхідної її площі перерізу:



Беремо переріз верхньої частини закладної деталі 300х10

Для закріплення арматури до закладної деталі визначається довжина зварних швів (використовуються двосторонні зварні шви) мм.

Приймаємо довжину закладної деталі 100 мм.

5.5 Розрахунок стику колон

Сумарна площа перерізу стикових стержнів

де - сумарна площа перерізу робочої поздовжньої арматури колони

Прийма 10?22

Для кожного діаметра робочої арматури колони і стикових стержнів визначається довжина зварних швів (використовуються двосторонні зварні шви) мм.

Висоту пластинки приймаємо 110 мм кутики приймаємо L110х70х8.

6. Розрахунок і конструювання збірного залізобетонного фундаменту

6.1 Розміри підошви фундаменту

Глибина западання фундаменту прийнята . Розрахунковий опір основи - . Навантаження ,,

,

Площа підошви фундаменту:

,

де - середня питома вага фундаменту та ґрунту на уступах;

менша сторона фундаменту:

більша сторона: .

Приймаємо розміри підошви фундаменту

Площа фундаменту:

момент опору підошви фундаменту:

Перевіряємо прийняті розміри фундаменту:

Менші розміри фундаменту призводять до відривання підошви. Тиск на грунт менший допустимої величини при незначному запасі, що вказує на правильний підбір фундаменту.

6.2 Розрахунок тиску в ґрунті під підошвою фундаменту

Тиск розраховуємо під підошвою фундаменту на краю, в перерізах 1-1, 2-2, 3-3 та по його осі:

6.3 Розрахунок міцності фундаменту на продавлювання

Розрахунок міцності фундаменту на продавлювання колоною не виконуємо, так як розміри грані площини продавлювання мають кут більший 45°.

Перевіряємо прийняту висоту першої сходинки:

Розмір нижньої сторони грані площини продавлювання

середній розмір грані:

Розрахункова продавлююча сила:

Перевіряємо умову:

Висота першої сходинки достатня.

панель перекриття арматура фундамент

6.4 Розрахунок арматури підошви фундаменту

переріз I-I: Задаємося Ш14 А400С захисний шар 35 мм.

робоча висота

згинальний момент:

;

переріз II-II

робоча висота

згинальний момент:

;

переріз IIІ-IІI

робоча висота

згинальний момент:

;

приймаємо 15 Ш14 А 300C, крок 175;

6.5 Розрахунок поздовжньої арматури стакана

Переріз I-I:

ексцентриситет . Застосовуємо симетричне армування перевіряємо умову

Умова виконується, тобто нульова вісь проходить у межах полки, арматуру розраховуємо як для прямокутного перерізу шириною .

Висота стиснутої зони:

Площа перерізу арматури при :

,

де

так як арматура за розрахунком не потрібна, то її площу визначаємо за формулою:

Приймаємо 3Ш16 А300С з кожної сторони стакану:

6.6 Розрахунок поперечної арматури стакана

так як поперечну арматуру встановлюємо конструктивно. Приймаємо Ш6 А300С,

Размещено на Allbest.ru