Проектирование сборных железобетонных ригелей и колонн многоэтажных производственных зданий

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию

Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия

Инженерно-строительный институт (ИСИ СибАДИ)

Кафедра "Строительные конструкции"

Методические указания к курсовому проекту

Проектирование сборных железобетонных ригелей и колонн многоэтажных производственных зданий

Составители:

В.И. Саунин, В.Г. Тютнева

Омск - 2007

Оглавление

Введение

1. Проектирование ригеля

1.1 Конструктивная схема

1.2 Расчетная схема ригеля и нагрузки

1.3 Статический расчет

1.4 Расчет по предельным состояниям первой группы

1.4.1 Исходные данные

1.4.2 Расчет прочности нормальных сечений

1.4.3 Расчет прочности наклонных сечений

1.4.4 Построение эпюры материалов

1.4.5 Расчет полки ригеля

1.4.6 Стык ригеля с колонной

1.4.7 Расчет ригеля на монтажные нагрузки

1.4.8 Конструирование ригеля

2. Проектирование колонны первого этажа

2.1 Конструктивная схема

2.2 Расчетная схема, нагрузки, усилия

2.3 Расчет колонны по предельным состояниям первой группы

2.3.1 Расчет прочности в эксплуатационной стадии

2.3.2 Расчет консоли колонны

2.3.3 Расчет стыка колонн первого и второго этажей

2.3.4 Расчет колонны на транспортные и монтажные воздействия

Литература

Введение

Данные методические указания являются второй частью общих указаний к выполнению курсового проекта по железобетонным конструкциям. Предполагается, что разработка конструктивной схемы здания, расчет и конструирование панелей перекрытия уже выполнены.

1. Проектирование ригеля

1.1 Конструктивная схема ригеля

Для повышения жесткости каркасов, экономии материалов и уменьшения конструктивной высоты перекрытия ригели рекомендуется проектировать неразрезными.

Ригель состоит из отдельных сборных железобетонных элементов, объединенных в неразрезную систему при монтаже.

Длина опирания ригеля на кирпичную стену принимается кратной размерам кирпича (рис.1) и равна:

с = 25 см при hр ? 50 см;

с = 38 см при hр > 50 см;

Ориентировочно высота ригеля может быть вычислена по формуле:

, (1)

где l2- расстояние между разбивочными осями поперек здания, см.

qI - расчетная нагрузка на 1 м² панели, кН/м², [1, табл.4]

l1 - расстояние между разбивочными осями вдоль здания, м.

Высота ригеля принимается кратной 5 см.

1.2 Расчетная схема ригеля и нагрузки

Ригели сборного перекрытия при кирпичных наружных несущих стенах и действии на перекрытие только вертикальных нагрузок рассчитываются как многопролетные неразрезные балки с учетом перераспределения усилий.



Опирание балки на наружные стены принято шарнирным. Количество пролетов определяется конструктивной схемой здания.

Расчетный пролет крайнего ригеля при свободном опирании на стену равен расстоянию от центра опирания ригеля на стену до грани колонны. Расчетный пролет среднего ригеля - расстоянию между гранями колонн, м:

;

где bk - размер сечения колонны (ориентировочно принимать 0,3 м.);

Конструктивная и расчетная длина ригеля показаны на рис. 2.

Расчетная постоянная нагрузка на ригель, кН/м, определяется путем умножения постоянной нагрузки на 1 кв. метр, подсчитанной при расчете панели, на ширину грузовой площади, равной номинальной длине панели, с учетом веса 1 п.м. ригеля принятого сечения:

,

где Ариг - площадь поперечного сечения ригеля, м².

f - коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый равным 1,1;

gпл+ пол - расчетная нагрузка от собственного веса панелей и веса пола, кН/м² [1, табл.4];

lпан - номинальная длина панели, при опирании панелей поверху ригеля lпан = l1, при опирании на полки lпан = l1 - bр, м.

Расчетная временная нагрузка, кН/м:

,

где pI- временная нагрузка, кН/м², [1, табл.4];

l1 - длина (см. п.1.1.), м.

Полная нагрузка на ригель будет равна:

, (2)



1.3 Статический расчет

Изгибающие моменты в сечениях ригеля определяются с учетом перераспределения усилий.

Подсчет ординат огибающий эпюры производится по формуле:

, (3)

где Mi - изгибающий момент, кН м;

i - коэффициент, определяемый по данным рис. 3;

l0 - расчетный пролет крайнего или среднего ригеля, м.

Поперечные силы определяются по формулам:

на крайней опоре

 (4)

на первой промежуточной опоре слева

. (5)

на средних промежуточных опорах

(6)

1.4 Расчет по предельным состояниям первой группы

1.4.1 Исходные данные

Для ригелей рекомендуется: применять бетон класса В20- В-30, рабочую продольную арматуру - из арматурной стали класса А-III, поперечную - из арматурной стали классов А-III или А-II.

1.4.2 Расчет прочности нормальных сечений

По максимальному значению изгибающего момента уточняются размеры поперечного сечения ригеля. Ввиду определения изгибающих моментов с учетом образования пластических шарниров значения коэффициентов ? и ?0 ограничиваются соответственно величинами 0,25 и 0,289 в опорном сечении.

По принятым значениям параметров сечения ригеля проверяется условие

. (7)

Полезная (рабочая) высота сечения ригеля, см,

h0 = h - a,

где h - принятая высота сечения ригеля, см;

b - ширина сечения ригеля, см (см. рис. 1);

а - 5…6 см при расположении арматуры в два ряда;

3…4 см при расположении арматуры в один ряд (см. рис. 1)

М - наибольший по абсолютной величине опорный изгибающий момент, Н•см.

При 0,25 > ?0 и ?0 > 0.289 необходимо изменить значения параметров сечения b и h с кратностью 5 см с соблюдением рекомендуемых (см. рис. 1) соотношений высоты и ширины ригеля.

Сечение продольной арматуры крайнего пролета ригеля подбирается по изгибающим моментам в двух нормальных сечениях: в пролете на расстоянии 0,425•l0 от свободной опоры и на первой промежуточной опоре. В среднем пролете - в трех нормальных сечениях: в середине пролета, на опоре и в сечении №6 на действие отрицательного момента. Если в сечении №6 отрицательного момента нет, то нужно принимать без расчета конструктивное армирование верхней зоны ригеля в виде двух стержней диаметром 12…14 мм класса А-III.

Подбор требуемого сечения арматуры проводится в следующем порядке:

1) вычисляется ?0: ,

где М - изгибающий момент в соответствующем сечении;

2) по табл. 7 [1] определяется относительное плечо внутренней пары сил ?:

3) определяется требуемая площадь сечения продольной арматуры, см²: ,

4) по сортаменту [1, табл.8] подбирается необходимое количество стержней арматуры с площадью AS ? AS1 и диаметром не менее 12 мм.

Количество стержней и их расположение принимаются в соответствии с рекомендациями рис.1. Если в опорном сечении принято три стержня, то они объединяются в горизонтальный каркас распределительными стержнями с шагом 2b, но не более 600 мм [2] и диаметром согласно табл. 9 [1].

1.4.3 Расчет прочности наклонных сечений

Расчет поперечной арматуры ведется для наклонных сечений с максимальной поперечной силой. Все основные положения расчета прочности сечений приведены в рекомендациях по проектированию панели перекрытия [1]

Расчет выполняем в следующем порядке:

- из условия свариваемости с продольной арматурой в вертикальных каркасах [1, табл.9] назначается минимальный диаметр поперечных стержней dw;

- назначается шаг поперечных стержней, см, максимально возможный из конструктивных требований [1, рис. 5], но не более

,(8)

где h0 - расстояние от нижней грани до центра тяжести верхней рабочей арматуры;

b2 = 2 - для тяжелого бетона;

Q - поперечная сила, Н;

- определяется погонное усилие, Н/см, воспринимаемое хомутами:

;(9)

- проверяется условие (83)[2]:

,(10)

где b3=0,6 - для тяжелого бетона;

уточняются диаметр и шаг поперечных стержней, если условие (10) не удовлетворяется;

- определяется величина поперечной силы, Н, воспринимаемой хомутами и бетоном в наклонном сечении:

;(11)

- проверяется условие

(12)

При невыполнении условия (12) изменяют диаметр и шаг хомутов, добиваясь его соблюдения.

Прочность наклонных сечений по изгибающему моменту обеспечена при условии надлежащей анкеровки продольных стержней на свободных опорах [1, п.3.4.5] и заведения обрываемых стержней за места теоретического обрыва, согласно эпюре материалов на длину lan.

Прочность наклонной полосы между трещинами на действие главных сжимающих напряжений проверяется согласно условию:

(13)

Коэффициент w1, учитывающий влияние хомутов, определяется по формуле:

и принимается не более 1,3,;

здесь ; .

Коэффициент b1 определяется по формуле:

;

где ? = 0,01 - для тяжелого бетона;

Rb - призменная прочность бетона, МПа.

При несоблюдении условия (13) необходимо увеличить размеры сечения и повторить расчет ригеля заново.

1.4.4 Построение эпюры материалов

В целях экономии арматурной стали, часть продольных стержней обрывается в соответствии с изменением огибающей эпюры моментов.

Для оценки экономичности армирования и прочности сечений ригеля строится эпюра материалов. Ординаты эпюры материалов вычисляются как моменты внутренних сил в рассматриваемых сечениях ригеля (см. рис. 2).

Для построения эпюры материалов в крайнем пролете ригеля необходимо определяем 4 значения несущей способности следующих сечений:

- несущая способность Ми1 сечения в средней части ригеля на действие положительных моментов (сеч. 2-2 на рис. 1) (рабочая арматура определена в пункте 1.4.2.);

- несущая способность Ми2 сечения в приопорной части ригеля на действие положительных моментов (сеч. 1-1 на рис. 1) (рабочая арматура составляет не менее 50% от арматуры в пролете);

- несущая способность Ми3 сечения в средней части ригеля на действие отрицательных моментов (сеч. 2-2 на рис. 1) (рабочая арматура представлена двумя стержнями диаметром 12-14 мм);

- несущая способность Ми4 сечения в месте примыкания ригеля к колонне на действие отрицательных моментов (сеч. 3-3 на рис. 1) (рабочая арматура определена в пункте 1.4.2.)

Для построения эпюры материалов в среднем пролете ригеля необходимо вычислить 4 значения несущей способности следующих сечений:

- несущая способность Ми5 сечения в средней части ригеля на действие положительных моментов (рабочая арматура определена в пункте 1.4.2.);

- несущая способность Ми6 сечения в приопорной части ригеля на действие положительных моментов (рабочая арматура составляет не менее 50% от арматуры в пролете);

- несущая способность Ми7 сечения у опоры ригеля на действие положительных моментов (рабочая арматура определена в пункте 1.4.2.);

- несущая способность Ми8 сечения в пролете ригеля на действие отрицательных моментов (рабочая арматура определена в пункте 1.4.2.);

Рекомендуется следующий порядок вычисления несущей способности:

- уточняются параметры а и h0 [2. п.п.5.5 и 5.12];

- определяется высота сжатой зоны, см,

 (14)

- определяется несущая способность сечения, Н•см,

. (15)

Вид эпюры материалов приведен на рис. 2.

Обрываемые стержни заводятся за места теоретического обрыва на длину зоны анкеровки lan, см, [3, У.84]:

. (16)

где Qi - внешняя поперечная сила в нормальном сечении, проходящем через точку теоретического обрыва, Н;

qsw - погонное усилие в хомутах, подсчитанное по формуле (9), при s, соответствующем зоне анкеровки;

d - диаметр обрываемого стержня, см.

Принятая длина анкеровки должна удовлетворять условию:

. (17)

Если обрываемые стержни входят в состав вертикального каркаса, они должны быть доведены до ближайшего поперечного стержня.

1.4.5 Расчет полки ригеля

Полка представляет собой консоль для пониженного опирания панелей перекрытия.

Нагрузкой является опорное давление панели, принимаемое по треугольной эпюре (рис. 4).

Расстояние от боковой грани ригеля до центра тяжести эпюры опорного давления, см:

(18)

Расчетная величина нагрузки на 1 п.м. длины ригеля Н/м, составляет:

(19)

где Qпл - расчетная поперечная сила, действующая на панель, Н; [1];

- номинальная ширина панели, м.

Изгибающий момент, Н•см/м, в расчетном сечении, шириной 1 м:

(20)

Рис. 4. К расчету полки ригеля

Подбор горизонтальной поперечной арматуры классов Вр-I или A-III, располагаемой в верхней зоне консольных свесов, производится в следующем порядке:

- определяется параметр ?0 при b = 100см:

;

h0 принимается по рис.4;

- по табл. 7 [1] находится ?.

- вычисляем требуемую площадь арматуры, см2, [2, п.5.16]:

;

- по табл.8 [1] подбираем арматуру As ? As1 на 1 п.м. ригеля;

- подобранные стержни должны располагаться с постоянным шагом стержней по всей длине ригеля. Шаг стержней не должен превышать 250 мм.

Горизонтальная поперечная арматура должна быть заведена за грань ригеля на длину анкеровки, согласно п.5.14 [2]:

; (21)

1.4.6 Стык ригеля с колонной

Стык ригеля устраивается у грани колонны. Действующий опорный изгибающий момент вызывает растяжение верхней грани ригеля и сжатие нижней. Растягивающее усилие воспринимается соединительными стержнями, свариваемыми с верхней арматурой ригеля.

В курсовом проекте рекомендуется разработать обетонированный стык ригеля при соединении стыковых стержней с арматурой ригеля ванной сваркой.

Стыковые стержни обычно принимаются из арматуры того же класса и диаметра, что и верхние продольные стержни ригеля. Длина стержней должна быть определена после подбора сечения колонны в соответствии с рис.5. Класс бетона омоноличивания принимается идентичным классу бетона ригеля.

Рис. 5. Конструктивная схема стыка с "ванной сваркой"

1.4.7 Расчет ригеля на монтажные нагрузки

В связи с тем, что в приопорных частях верхних зон ригелей установлено значительное количество арматуры, расчет ригелей по прочности на монтажные нагрузки не производится. Необходимо определить только диаметр монтажных петель.

Подъем ригеля осуществляется за две монтажные петли, каждая из которых расположена на расстоянии 80 см от торцов ригеля.

Требуемая площадь сечения петли, см², определяется по формуле:

ригель колонна этаж монтажный

, (22)

где N - усилие, воспринимаемое одной петлей, Н:

Rs - расчетное сопротивление материала петли, МПа (А-I);

к = 1,5 - коэффициент, учитывающий снижение расчетного сопротивления материалов петли за счет сгиба.

Усилие, воспринимаемое одной петлей, кН.

, (23)

где Ар - площадь поперечного сечения ригеля, м²;

lриг - конструктивная длина ригеля, м;

µ =1,4 - динамический коэффициент [2, п.1.13]

По найденному значению требуемой площади сечения петли по сортаменту выбирается диаметр петли из арматуры класса А-I.

1.4.8 Конструирование ригеля

Ригель армируется двумя плоскими сварными каркасами. Рабочая арматура в нижней части ригеля рекомендуется располагать в два ряда по высоте с обрывом верхнего, согласно эпюре материалов. В верхней части на промежуточной опоре рабочую арматуру следует располагать в один ряд. Плоские каркасы объединяются в пространственный соединительными стержнями, диаметр и класс арматуры которых такие же, как и у поперечных стержней. Шаг соединительных стержней не должен превышать 600 мм.

Для обеспечения анкеровки продольных стержней, доходящих до свободной опоры, должны выполнятся требования [2].

Толщина защитного слоя для продольной рабочей арматуры должна быть не менее диаметра стержня и не менее 20 мм [2].

Толщина защитного слоя для поперечной арматуры должна быть не менее диаметра поперечного стержня и не менее 15 мм [2]

Длина арматурных каркасов должна быть меньше конструктивной длины ригеля на 20 мм [2].

При высоте сечения ригеля свыше 700 мм, в состав каркасов вводят дополнительные продольные стержни, расположенные по середине высоты каркаса [2]. Площадь сечения стержня, см²;

(24)

Диаметр стержня должен быть не менее 10 мм.

В торцах ригеля, примыкающих к колоннам, должны быть предусмотрены закладные детали в виде уголков для сварки их с закладной деталью консоли колонны. Уголковые закладные детали должны быть надежно заанкерены с помощью арматурных стержней.

В ригелях под ребристые панели перекрытия должны быть предусмотрены пластинчатые 150x150 мм закладные детали как минимум с четырьмя анкерными стержнями диаметром 10…12 мм и длиной не менее 12d. Расположение закладных деталей вдоль ригеля должно соответствовать раскладке панелей перекрытия, которые также имеют закладные детали в опорных частях продольных ребер.

Прикрепление панелей производится сваркой их закладных деталей с закладными деталями ригеля.

2. Проектирование колонны первого этажа

2.1 Конструктивная схема

Колонны многоэтажных промышленных зданий состоят из сборных железобетонных элементов длиной, кроме 1-го этажа, равной высоте этажа. Для опирания ригелей перекрытия колонны снабжены консолями. Стыки элементов колонн для удобства работ по соединению устраиваются на расстоянии 500-800 мм выше уровня панелей перекрытия.

2.2 Расчетная схема, нагрузки, усилия

Колонна 1-го этажа рассчитывается как внецентренно сжатый стержень с шарнирным закреплением. Расчетная длина l0 в соответствии с [2] принимается равной расстоянию H от оси ригеля до середины заделки колонны в стакан фундамента, которая должна быть не меньше полуторного размера сечения колонны. Поскольку колонны рассчитываются на симметричные вертикальные нагрузки, то учитывается только случайный эксцентриситет eа. Нагрузка на колонну собирается как сумма опорных давлений на консоли по всем этажам здания и веса самой колонны.

Полное расчетное усилие, кН, в колонне вычисляется по формуле:

(25)

Где 1,1 - сумма коэффициентов формул (5) и (6);

l2 - расстояние между разбивочными осями поперек здания, м;

q - расчетная полная нагрузка на ригель, кН/м;

p - расчетная временная погонная нагрузка на ригель, кН/м;



Рис. 6. К расчету и конструированию колонны (размеры даны в миллиметрах)

hэ - высота этажа, м (см. задание);

nэ - количество этажей;

gпола - расчетная нагрузка от веса пола, кН/м² [1, табл.4];

l1 - расстояние между разбивочными осями вдоль здания, м;

qнкр - нормативная нагрузка от веса кровли, кН/м² (см. задание);

крf - коэффициент надежности по нагрузке для кровли, равный 1,3;

qсн - расчетная снеговая нагрузка, кН/м², (4) в зависимости от района проектирования;

bк, hк - размеры сечения колонны, м (ориентировочно принимаем 0,3 м);

кf - коэффициент надежности по нагрузке для собственного веса колонны, равный 1,1;

Расчетное усилие в колонне от кратковременных нагрузок, кН,

,(26)

где Ркр - расчетное значение кратковременной части временной нагрузки., кН/м² [1, табл.4];

Расчетное усилие в колонне от длительных нагрузок, кН,

.(27)

2.3 Расчет колонны по предельным состояниям первой группы

К первой группе предельных состояний относятся расчеты прочности нормальных сечений в стадиях эксплуатации, транспортировки и монтаж.

2.3.1 Расчет прочности в эксплуатационной стадии

Порядок расчета:

- задаются классом бетона (В-15…В-30) и классом арматуры (A-III и A-II);

- предварительно задаются также коэффициентом продольного изгиба ? =0,8;

- определяют требуемую площадь колонны, см², в предположении, что коэффициент армирования ? = 0,01.

(28)

- по найденной площади определяют размеры квадратного сечения, (b и h), округляя их до величины, кратной 5 см;

;

- определяют коэффициент продольного изгиба ? при ? = 0,01:

(29)

где ?b и ?r - коэффициенты, принимаемые по табл.1 и 2 в зависимости от ; :

- определяют требуемое количество арматуры, см²:

(30)

- вычисляют коэффициент армирования

;

- сравнивают полученное значение коэффициента армирования ?1 и с предварительно принятым ?; если разница

повторяем с новым значением ? = ?1: в противном случае по требуемой площади арматуры по сортаменту подбирают число стержней и их диаметр с As ? As1.

Количество стержней продольной арматуры должно быть четным и не менее четырех. Диаметр - не более 40 мм и не менее 16мм. Продольные стержни объединяются в пространственный каркас поперечными стержнями, диаметр которых принимается из условия свариваемости. Шаг поперечных стержней должен быть не более двадцати диаметров продольной арматуры и не более 500 мм [2].

Таблица 1

Значение коэффициента ?b

	Коэффициент ?0 при l0 / h
	?6	8	10	12	14	16	18	20
0	0,93	0,92	0,91	0,9	0,89	0,88	0,86	0,84
0.5	0,92	0,91	0,9	0,89	0,86	0,82	0,78	0,72
1	0,92	0,91	0,89	0,86	0,82	0,76	0,69	0,61

Таблица 2

Значение коэффициента ?r

	Коэффициент ?0 при l0 / h
	?6	8	10	12	14	16	18	20
0	0,93	0,92	0,91	0,9	0,89	0,88	0,86	0,84
0.5	0,92	0,92	0,91	0,89	0,88	0,86	0,85	0,79
1	0,92	0,91	0,9	0,89	0,87	0,84	0,79	0,74

Примечание: При промежуточных значениях и коэффициенты ?b и ?r определяются по интерполяции.

2.3.2 Расчет консоли колонны

Опирание ригеля на колонну производится через консоль шириной, равной ширине колонны. Вылет консоли l, см, определяется в зависимости от длины площадки опирания (рис. 7):

; (31)

, (32)



Рис. 7. К расчету консоли колонны

Принимается обычно в пределах 200-300 мм. В формулах (31) и (32):

Q - максимальная опорная реакция ригеля, Н;

bриг - ширина ригеля, см;

Rb- призменная прочность бетона колонны, МПа;

- зазор между торцом ригеля и колонной (? 50 мм).

Высота консоли в опорном сечении h принимается равной (0,7-0,8) hриг, при этом рабочая высота консоли, см [2]

.(33)

Высота консоли у свободной грани , при этом для коротких консолей (l ? 0,9• h0) угол наклона сжатой грани с горизонталью ? не должен превышать 45о.

Конструктивная и расчетная схема консоли колонны приведены на рис. 7.

Расстояние, см, от грани колонны до сосредоточенной нагрузки:

, (34)

где l - принятый размер вылета консоли.

Изгибающий момент, Н•см, в сечении по грани колонны:

.

Поперечная сила, Н,

Qк = Q.

Площадь сечения продольной арматуры консоли подбирается по изгибающему моменту у грани колонны, увеличенному на 25%.

Предварительно определяется

.

По полученному значению ?0, по табл.7 [1] определяется коэффициент ?, затем подсчитывается требуемая площадь сечения продольной арматуры, см², по которой подбирается необходимое количество (2 или 3) стержней с площадью As ? As1.

,(35)

Продольная арматура должна быть заанкерена в соответствии с [2] (растянутая арматура в сжатом бетона).

Армирование выполняется двумя или тремя каркасами, в состав которых наряду с продольной арматурой входят горизонтальные поперечные стержни и отгибы. Суммарное сечение, см², отгибов, пересекающих верхнюю половину отрезка l1 (см. рис. 7) должно быть:

(36)

Диаметр отгибов должен быть не более 1/15 длины отгиба linc и не более 25 мм. Несущая способность отгибов, Н.

.

Шаг поперечных стержней назначают из условий:

Требуемая площадь сечения одного поперечного стержня

(37)

где n - число плоских каркасов;



При ?w2 ? 1 диметр поперечных стержней назначать конструктивно 6 мм.

2.3.3 Расчет стыка колонн первого и второго этажей

В курсовом проекте рекомендуется разработать сварной стык с торцевыми стальными листами и центрирующей прокладкой. Толщину стальных листов принимаем 10-20 мм, центрирующей прокладки 3-4 мм. Соединение торцевых листов осуществляется при монтаже сварными швами по периметру. Пояснения к расчету стыка приведены на рис. 8.

Размеры торцевых листов в плане, см:

h1=b1=bк-2.

Рис. 8. К расчету стыка колонны

Размеры центрирующей прокладки, см, принимаются с округлением до величины, кратной 1 см:

Усилие Nст, кН, воспринимаемое стыком колонны, определяется по формуле:

(38)

Пояснения к формуле (38) аналогичны пояснениям к выражению (25).

Распределение давления в торцевых листах принимается под углом, тангенс которого равен 1,5. При этом площадь контакта по периметру сварных швов, см²,

;

Площадь контакта под центрирующей прокладкой, см²,

,

где - толщина торцового листа, см.

Общая площадь смятия в стыке (см. рис. 8):

.

Усилие, передаваемое на сварные швы, кН,

.

Толщину сварных швов принимается с округлением до величины, кратной 0,1 см:

,(39)

где Rусв = 150 МПа - расчетное сопротивление сварного шва;

Nш - усилие, Н;

, - суммарная длина сварных швов с учетом непроваров, см.

Прочность концов колонн в местах обрыва продольной арматуры обеспечивается дополнительными поперечными сетками косвенного армирования. При этом должно удовлетворяться условие [2]

(40)

Nст - усилие, Н.

Где

Аlok1 - площадь смятия, см².

(41)

где Rb - расчетная призменная прочность бетона, МПа;

0,75 - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по контакту колонн.

(42)

где - расчетная площадь смятия;

Rs,xy - расчетное сопротивление арматуры сеток, МПа, рекомендуется арматура классов А-III и Вр-I;

- коэффициент косвенного армирования, (43)

где n - число стержней сетки в одном направлении (см. рис. 8);

Аsx - площадь сечения одного стержня сетки, см²;

lx - длина стержня сетки, см;

S - расстояние между сетками, см;

- площадь сечения бетона, заключенного внутри контура сеток;

Коэффициент эффективности косвенного армирования определяется по формуле:

,(44)

где (45)

(значения Rs,xy и Rb в формуле (45)принимать в МПа).

Коэффициент s, учитывающий влияние косвенного армирования в зоне местного сжатия, определяется по формуле:

,(46)

Расчет необходимо проводить, задавшись в соответствии с рис.8 шагом сеток, числом, диаметром и классом арматуры стержней сеток, причем шаг стержней в сетке может быть переменным.

При невыполнении условия (40) необходимо провести корректировку исходных принимаемых данных и повторить расчет. Расчет считается проведенным удовлетворительно при несущей способности стыка, превышающей расчетное усилие Nст не более чем 10%.

2.3.4 Расчет колонны на транспортные и монтажные воздействия

Расчетная схема и эпюры моментов в стадии транспортирования приведены на рис. 9.а, а в стадии монтажа - на рис.9.б.

Значения динамических коэффициентов:

в стадии транспортирования ;

в стадии монтажа .

Нагрузкой на колонну является собственная масса, кН/м,

,

где qн - нормативная погонная нагрузка от собственной массы, кН/м,

,(47)

где bk и hk - размеры сечения колонны, м.

Рис. 9. К расчету на монтажные и транспортные нагрузки

Определив моменты М1, М2, М3 и М4 и выбрав из них максимальный по абсолютной величине, производим проверку прочности нормального сечения, учитывая при этом арматуру, подобранную в п. 2.3.1., как сечения с симметричной арматурой (рис. 10):

, (48)

Мmax - максимальный момент;

где Аs - площадь поперечного сечения арматуры, расположенной в растянутой зоне сечения, см²;

zs - расстояние между центрами тяжести растянутой и сжатой арматуры, см.

Если условие (48) не соблюдается, продольное армирование колонны необходимо назначить из условия прочности нормального сечения при изгибе, т.е. по условию (48).

Подъем колонны производится за отверстия, образованные в теле конструкции при изготовлении.

Рис. 10. Расчетная схема сечения

Литература

1. Проектирование сборных железобетонных плит перекрытий многоэтажных производственных зданий: Методические указания к курсовому проекту №1 / Сост. В.И. Саунин, В.Г. Тютнева. - Омск; СибАДИ, 2007.

2. СНиП 2.03.01-84*. Бетонные и железобетонные конструкции. Минстрой России. - М.: ГП ЦПП, 1996.

3. Железобетонные конструкции / Под ред. Л.П. Полякова. - Киев: Вища школа, 1984.

4. СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия. Минстрой России. - М.: ГП ЦПП, 1996.

5. Железобетонные и каменные конструкции: Учеб. для строит. спец. Вузов / В.М. Бондаренко и др. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: 2002.

Размещено на Allbest.ru

...