Перекриття багатоповерхової промислової будівлі

Размещено на http://www.allbest.ru/

Аналіз вихідних даних

плита ригель навантаження

1. Розміри багатоповерхової промислової будівлі в плані (в осях): 18,2Ч26,4 м;

2. Кількість поверхів: 3

3. Висота поверхів: 1-й - 3,6 м

2-й - 3,3 м

3-й - 3,3 м

4. Корисне навантаження: Vn = 8.5кН/м2

5. Тип підлоги - цементна.

6. Зовнішні стіни: цегляні 510 мм.

7. Плита перекриття - ребриста .

8. Клас робочої поздовжньої арматури для: плит А500С та попер. напр. А600;

ригеля - попер. напр. А800, колон і фундаменту А400С.

9. Клас бетону для: плити - С30, ригеля - С30, колон - С16, фундаменту - С16.

10. Умовний розрахунковий тиск на землю на глибині 1,8 м : R = 0,30 МПа.

11. Місце будівництва - м. Київ.

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

Визначення розмірів і розрахункових прольотів

Попередні розміри перерізу ригеля таврового профілю з поличкою вниз приймаємо згідно рекомендацій для згинальних елементів



мм приймаємо 600мм

мм мм

Рис. 1. Схема нормального перерізу ригеля

Рис. 2. Схема розрахункового прольоту панелі перекриття

Фізична довжина панелей перекриття в середніх прольотах та крайніх.



Розрахункова довжина панелі в середньому та крайніх прольотах

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	3,1·1·0,95=2.95 1,4·1·0,95=1,33	3,1·1,1·0,95=3,24 1,4·1,2·0,95=1,596
РАЗОМ
Тимчасова:	8.5·1·0,95=8.08	8.5·1,2·0,95=9.69
РАЗОМ

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

Рис. Розрахункова схема панелі



Розрахунок полки на місцевий згин

Рис. 3. Схеми перерізу ребристої плити

При одно-прольотній 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:

Всього:

Тимчасова:

1) Робоча висота полиці при арматури діаметром 4мм :

- розмір в ширину плити



- розмір в довжину плити

2) Гранична відносна висота стиснутої зони:

3) Коефіцієнт бm

4) Визначаємо плече пари сил

5) Порівняння

6) Визначаємо площу поперечного перерізу розтягнутої арматури на 1м погонний плити

- в напрямку l01

- в напрямку l02

7) Перевіряємо коефіцієнт армування

За конструктивними вимогами відстань між осями робочих стержнів при товщині плити до 150мм повинно бути не більше 200мм. Тоді мінімальна кількість стрижнів на 1м перерізу полиці при кроці 160мм в обох напрямах складає 6 ш3 В500 (А_s1=A_s2=42мм²>A_s,max=A_s2=37мм²).

Приймаємо зварну сітку ; сітку С1 розкочують між поздовжніми ребрами по низу полиці з підйомом над поперечними ребрами.

Над поздовжніми ребрами по усій довжині встановлюють сітку С2 та заводять її в полицю від внутрішньої грані ребра на довжину не менше, ніж . Тоді потрібна ширина сітки С2 становитиме Приймаємо ширину сітки С2 кратною кроку стержнів (160мм) рівною 640мм. Марка сітки.

Розрахунок поперечних ребер

В конструкції плити передбачено середні та крайні поперечні ребра, опорами яких є повздовжні ребра. Розрахункова статична схема поперечних ребер-нерозрізна двопролітна балка.

Визначаємо розрахунковий проліт, навантаження та зусилля.

- розрахунковий проліт між осями опор:

Навантаження на поперечні ребра визначається з площі, що окреслена діагоналями суміжних чотирьох квадратів полиці.

Розрахункове постійне рівномірно розподілене навантаження, кН на 1м середнього ребра:

- постійна від його ваги:

- те ж, від ваги полиці, підлоги.

кН/м

- всього постійна

g=0,405+3,74=4,15 кН/м

- тимчасова

V=8.5х1,3=11.1 кН/м

повна g+v=4.15+11.1=15.25 кН/м

Знаходимо зусилля від розрахункових постійних та тимчасових навантажень. Згинальні моменти знаходимо з урахуванням перерозподілу зусиль внаслідок пластичних деформацій.

Для середнього ребра

Розрахунок міцності нормальних перерізів середнього поперечного ребра

При розрахунку середнього поперечного ребра на згинальний момент М , враховується його сумісна робота з ділянкою полиці товщиною в стиснутій зоні. При мм розрахункова ширина полиці таврового перерізу приймається не більше 1/6 прольоту елементу в кожну сторону від ребра, і не більше половини відстані в світлі між повздовжніми ребрами, тобто

Приймаємо

1) Робоча висота перерізу при арматурі діаметром до 12мм та захисному шарі 15мм:

2) Перевіряємо положення нижньої границі стиснутої зони:

3) Границя стиснутої зони розміщується в полиці та арматура підбирається як для прямокутного перерізу з розмірами b=b'_f=472мм та h=150мм.

4) Потрібна площа перерізу повздовжньої арматури:

5) Перевіряємо коефіцієнт армування

Приймаємо в нижній та верхній зоні ребра по 1?8 А500С

Розрахунок міцності похилих перерізів середнього поперечного ребра

1) Розрахункова висота ребра h0=129мм

мм

- для важкого бетону

3) Граничне значення проекції похилого перерізу.

мм.

Н/мм

4) Крок поперечних стержнів

мм

5) Максимально допустимий крок поперечних стержнів

мм

- для важкого бетону

6) мм

Крок поперечних стержнів

мм ? 150 мм.

Приймаємо крок поперечних стержнів 75 мм кратно 25 мм.



Розрахунок поздовжніх ребер

Розрахунковий прольот, навантаження і зусилля.

L = 6.6м - відстань між ригелями

b = 200мм - ширина ригеля по верху

a = 60мм - зазор між ригелями і панелю

= 6.28м

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

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) Робоча висота



2) Коефіцієнт

3) Визначення напруження

МПа

4) Коефіцієнт при натягуванні арматури (електротермічним методом)

5) Попереднє напруження в арматурі до обтиску бетону при коефіцієнті точності напруження

МПа

6) Напруження

7) Приймаємо

8) Напруження

МПа



9) Напруження

МПа

МПа

10) Гранична висота стиснутої зони бетону

11) Перевіряємо умову:

кН/м кН/м

15) Коефіцієнт умови роботи

18) Потрібна площа повздовжньої арматури

мм²

Приймаємо 2 20 А600; мм² мм²

19) Коефіцієнт армування

мм2

Розрахунок міцності похилих перерізів поздовжніх ребер з умови

кН

Розрахунок виконуємо по блок схемі 12.

мм

кH кн.

Н

мм

кН

мм

мм

кНм

мм

мм

мм

мм

Приймаємо крок поперечних стержнів 175 мм.

Геометричні характеристики поперечного перерізу плити

Розрахунок виконуємо по блок-схемі 22.

1) Площа перерізу бетону

см²

2) Площа повздовжньої арматури

мм²

мм²

см²

5) Статичний момент площі приведенного перерізу відносно нижньої грані плити.

6) Відстань від уентру ваги приведеного перерізу до нижньої грані

мм

7) Момент інерції приведеного перерізу відносно його центру ваги.

мм²

8) Момент опору приведеного перерізу для крайнього нижнього волокна

мм³

9) Момент опору приведеного перерізу для крайнього нижнього волокна з урахуванням не пружних деформацій бетону.

мм³

10) Момент опору приведеного перерізу для крайнього верхнього волокна.

мм³

11) Момент опору приведеного перерізу для крайнього верхнього волокна з урахуванням не пружних деформацій бетону і полички в розтягнутій зоні.

мм³

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 1,2 - ширина панелі

втрати від швидконабігаючої повзучості:

Другі втрати у_?2:

від усадки важкого бетону класу С20 при тепловій обробці:

від повзучості бетону при відношенні:

Розрахунок на утворення тріщин на стадії експлуатації

Перевірку утворення тріщин згинальних елементів виконуємо за умови:

Момент, що сприймається нормальним перерізом при утворенні тріщин:

; , беремо

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

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

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.

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

Коефіцієнт обчислюємо , попередньо визначивши коефіцієнти і .

де - для стрижневої арматури періодичного профілю;

;

- для бетону класу вище С10;

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 ?20

;

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 ?20

;

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 - , нетривалій дії навантаження -



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

- для повздовжньої арматури ?20

;

оскільки , то приймаємо .

Обчислюємо нетривалу ширину розкриття тріщин при нетривалій дії повного навантаження:



Визначення нетривалої ширини розкриття нормальних тріщин

Обчислюємо нетривалу ширину розкриття нормальних тріщин:

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

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.

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	Густина кг/м3	Товщина шару, мм	Навантаження, кН/м2
			при
1			2	3	4
ПОКРИТТЯ
Постійне
Два шару рубероїду Биполь К	2500	6	0,14	1,3	0,182
Стяжка армована	1500	60	0,84	1,3	1,092
Утеплювач: мінеральні плити	120	150	0,17	1,3	0,221
Плита покриття з бетонним замонолічуванням			1,33	1,2	1,596
Разом			2,48		3,091
Тимчасове
Снігове			1,52	1,4	2,13
ПЕРЕКРИТТЯ
Постійне
Підлога			1,33	1,3	1,72
Ребристі плити перекриття з бетонним замонолічуванням			2,95	1,1	3,24
Разом	4,28		4,97
Тимчасове
Тривале			8,08	1,2	9,7
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 6600). 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	16,37	1,2	19,6
Від маси ригеля 5,38	4,8	1,1	5,28
Разом	21,17		24,88
Тимчасове
Снігове	10,03	1,4	14,04
Повне	31,2		38,92
ПЕРЕКРИТТЯ
Постійне
Підлога і плити перекриття	28,25		31,1
Вага ригеля	4,8	1,1	5,28
Разом	33,05		36,38
Тимчасове
Тривале	53,32	1,2	64
Повне	86,37		100,4

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 = 200 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 двох міжповерхових перекриттів. Вантажна площа, з якої навантаження передається на середню колону, дорівнює 6,1x6,6=40,26 м².

Постійне навантаження при від:

- покриття

- перекриттів

- колони на рівні верхнього обрізу фундаменту, якщо попередньо прийнято її переріз bхh = 400х400 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 0,5х5,38x6,6=17,7 м²):

- тривале

Навантаження від снігу

Повне навантаження на середню колону нижнього поверху з врахуванням її ваги та даних за таблиці навантаження.

Необхідна площа перерізу колон

,

а висота перерізу

Візьмемо переріз крайніх колон

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 15 м - .

Тоді напір вітру на висоті 10 м буде

те ж, на висоті 15 м -

.

Аеродинамічні коефіцієнти .

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

- для нижніх поверхів (до 5 м)

;

- для висоти 10 м ;

- для висоти 15 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):

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.

Розрахунок ригеля середнього прогону

Визначення повздовжньої арматури в прогоні

В другому прогоні діє максимальний згинальний момент .

1. Приймаємо робочу висоту перерізу: .

2. Характеристика стиснутої зони бетону:

3. Приймаємо наближено , тоді напруження в арматурі

Гранична відносна висота стиснутої ділянки бетону:

Розташування стиснутої ділянки бетону та робочої арматури As при: а) М>0; б) М<0

Захисний шар бетону:

мм

Де мм

Прив'язка 1-го ряду робочої арматури до грані

мм

Якщо робоча арматура буде встановлюватися в 2 ряди, то



мм

Де мм

Прив'язка робочої арматури

Розрахунок нормального перерізу І (ІІІ):

Коефіцієнт:

Відповідні табличні коефіцієнти

Коефіцієнт умов роботи високоміцної арматури:

Висота прямокутної епюри стискаючих напружень:



Необхідний переріз робочого армування:

мм2

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

Приймаємо в нижній частині ригеля 4Ш20 А800:

Коефіцієнт армування:

,

тобто прийнятої арматури достатньо.

Визначення робочої арматури на опорах

На опорі А діє максимальний момент , а по грані колони

1.

2. Характеристика стиснутої зони бетону:

3. При коефіцієнті напруження.

4. Гранична відносна висота стиснутої ділянки бетону:

5. Коефіцієнт:

6. Відповідні табличні коефіцієнти

7. Необхідна площа перерізу арматури на опорі А:

Приймаємо 4Ш16 А400С .

Коефіцієнт армування:

,

тобто прийнятої арматури достатньо.

На опорі В діє максимальний момент , а на грані колони

.

Робочу поздовжню арматуру визначаємо аналогічно розрахунку на опорі А.

Пункти 1…4 - без змін.

5. Коефіцієнт:

6. Відповідні табличні коефіцієнти

Потрібна стиснута ненапружена арматура.

Гранична відносна висота стиснутої ділянки бетону:

(для арматури А400С без врахування перенапруження).

7. Необхідна площа перерізу арматури на опорі А:

Приймаємо 428 А400С, .

Розрахунок міцності похилих перерізів на дію поперечної сили

Розглядаємо опору В, де діє максимальна поперечна сила

1.

2.

3.

4.

5. Проекція похилої тріщини: . Мм

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

.

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.

Додаткові розрахунки опорної частини ригеля

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

.

Беремо 712А400С, .

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

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 8 А400С з кроком 200 мм .

Перевіримо достатність висоти полиці

,

умова виконується, тобто висота полиці достатня.

Розрахунок і конструювання збірної залізобетонної колони

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

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: .

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

Розрахунок консолі колони

Консоль відноситься до коротких, тому що її виліт менше .

Перевіримо прийняті розміри консолі на рис. 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 8?А400С

() з кроком

Умова міцності похилої стиснутої смуги при ширині консолі

виконується, тобто розміри консолі достатні.

До розрахунку консолі колони

Горизонтальне зусилля, яке діє на верх консолі від ригеля



де М=101,6 кНм та Q= 400 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 4?25А400С,

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 400х10

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

Приймаємо довжину закладної деталі 100 мм.

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.

Розрахунок і конструювання збірного залізобетонного фундаменту

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.

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:



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.

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 16 Ш14 А 400C, крок 175;

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 А400С з кожної сторони стакану:

Розрахунок поперечної арматури стакана

так як поперечну арматуру встановлюємо конструктивно. Приймаємо Ш6 А400С,

Размещено на Allbest.ru

...