Конструирование и расчет элементов железобетонных конструкций многоэтажного здания (без подвала) с наружными каменными стенами и внутренним железобетонным каркасом

1. Компоновка конструктивной схемы сборного перекрытия Выбираем поперечное расположение ригелей относительно длины здания, за счет чего достигается повышение жесткости, что необходимо в зданиях с большими проемами. На средних опорах ригели опираются на консоли колонн, а по краям заделываются в несущие стены. Принимаем прямоугольную форму сечения ригеля как наиболее простую для расчета.

Исходя из технико-экономического анализа, выбираем продольное расположение плит относительно длины здания, что позволяет в целом сэкономить около двух кубометров железобетона по сравнению с поперечным расположением плит относительно здания. Поскольку нормативная нагрузка (6,4кПа) больше 5 кПа, принимаем ребристые предварительно напряженные плиты номинальной шириной 1400 мм. Связевые плиты располагаем по рядам колонн. В крайних пролётах помимо основных плит принято по доборному элементу шириной 500 мм. Принимаем привязку осей 200х310 мм. В продольном направлении жесткость здания обеспечивается вертикальными связями, устанавливаемыми в одном среднем пролете по каждому ряду колонн. В поперечном направлении жесткость здания обеспечивается по связевой системе: ветровая нагрузка через перекрытия, работающие как горизонтальные жесткие, передается на торцевые стены, выполняющие функции вертикальных связевых диафрагм, и поперечные рамы. Поперечные же рамы работают на вертикальную и горизонтальную нагрузку. Исходя из климатических условий района строительства, принимаем толщину стен в два кирпича, то есть 510мм. Поскольку длина здания больше 40 м, в середине здания в поперечном направлении устраиваем деформационный шов.

2. Расчет ребристой предварительно напряжённой плиты перекрытия по двум группам предельных состояний

2.1 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы

2.1.1 Расчетный пролет и нагрузки Для установления расчетного пролета плиты задаёмся размерами сечения ригеля: — высота: — ширина: При опирании на ригель по верху расчётный пролёт равен: где — расстояние между разбивочными осями, м — ширина сечения ригеля, м Рисунок 2 – К определению расчетного пролета плиты Таблица 1- Нагрузка на 1м2 междуэтажного перекрытия № п/п

Наименование нагрузки Нормативная нагрузка,

Н/м2 Коэфф. надёжности по нагрузке Расчётная нагрузка.

Н/м2 1 Постоянная Собственный вес ребристой плиты: то же слоя цементного раствора, то же керамических плиток, ИТОГО: 2450 440 240 1,1 1,3 1.1 2695 575 265 3130 — 3535 2 Временная В том числе: Длительная кратковременная 6400 4480 1920 1,2 1,2 1,2 7680 5380 2300 3 Полная нагрузка В том числе: постоянная и длительная кратковременная 9530 7610 1920 — — — 11215 — — Расчётная нагрузка на 1 м при ширине плиты 1,4 м с учётом коэффициента надёжности по назначению здания постоянная полная временная Нормативная нагрузка на 1 м длины: постоянная полная в том числе постоянная и длительная:

2.1.2 Усилия от расчетных и нормативных нагрузок Рисунок 3- Расчетная схема плиты От расчетной нагрузки: От нормативной нагрузки: От нормативной постоянной и длительной нагрузки: 2.1.3 Установление размеров сечения плиты Высота сечения ребристой предварительно напряженной плиты . Рабочая высота сечения

Ширина продольных ребер понизу Ширина верхней полки . В расчетах по предельным состояниям первой группы расчетная толщина сжатой полки таврового сечения ; отношение при этом в расчет вводится вся ширина полки .

Расчетная ширина ребра a) проектное сечение б) приведенное сечение Рисунок 4- Поперечные сечения ребристой плиты

2.1.4 Характеристики прочности бетона и арматуры Ребристую предварительно напряженную плиту армируем стержневой арматурой класса А-VI c электротермическим напряжением на упоры форм. К трещиностойкости плиты предъявляют требования 3-й категории. Изделие подвергаем тепловой обработке при атмосферном давлении. Бетон тяжелый класса В40, соответствующий напрягаемой арматуре. Призменная прочность нормативная ; расчетная; коэффициент условий работы бетона ; нормативное сопротивление при растяжении ; расчетное ; начальный модуль упругости бетона . Арматура продольных ребер –класса А-VI, нормативное сопротивление , расчетное сопротивление , модуль упругости . Предварительное напряжение арматуры принимаем равным Проверяем выполнение условия при электротермическом способе натяжения: условие выполняется. Вычисляем предельное отклонение предварительного напряжения: Dпринимаем где n=2 – число напрягаемых стержней плиты. Коэффициент точности натяжения при благоприятном влиянии предварительного напряжения D При проверке по образованию трещин в верхней зоне плиты при обжатии принимаем: Предварительное напряжение с учётом точности натяжения:

2.1.5 Расчёт прочности плиты по сечению, нормальному к продольной оси Сечение тавровое с полкой в сжатой зоне. Условие:: Т.к. , условие выполняется, т.е. нижняя граница сжатой зоны располагается в пределах полки, Вычисляем: По таблице 3.1[1] находим: ; ; — нейтральная ось проходит в пределах сжатой полки; Вычисляем граничную высоту сжатой зоны: -при электротермическом способе натяжения; , т.к. — характеристика деформативных свойств бетона; Коэффициент условий работы, учитывающий сопротивление напрягаемой арматуры выше условного предела текучести: для арматуры класса А-VI; принимаем Вычисляем площадь сечения растянутой арматуры: Принимаем 2Ø14 А-VI с .

2.1.6 Расчёт полки на местный изгиб Рисунок 5- К расчету полки плиты на местный изгиб Расчётный пролёт при ширине рёбер вверху 0,09 м составит , Нагрузка на полки: Расчётная нагрузка на полки составляет: где — расчётная постоянная нагрузка на плиту от пола, — расчётная нагрузка от собственного веса полки, Изгибающий момент для полосы шириной 1м определяем с учётом частичной заделки в рёбрах Рабочая высота сечения Арматура Ø4 Вр-I с

Принимаем 6Ø4Вр-I с с шагом и нестандартную сварную сетку из одинаковых в обоих направлениях стержней Ø4Вр-I;

марка сетки: с .

2.2 Расчёт ребристой плиты по предельным состояниям II группы

2.2.1 Геометрические характеристики приведённого сечения Отношение модулей упругости: Площадь приведённого сечения: Статический момент площади приведённого сечения относительно нижней грани: Расстояние от нижней грани до центра тяжести приведенного сечения: Момент инерции приведённого сечения: где момент инерции части сечения относительно оси, проходящей через центр тяжести этой части сечения; Момент сопротивления приведённого сечения по нижней зоне Момент сопротивления приведённого сечения по верхней зоне Расстояние от ядровой точки, наиболее удаленной от растянутой зоны (верхней) до центра тяжести приведённого сечения: То же, наименее удаленной от растянутой зоны (нижней): Упругопластический момент сопротивления по растянутой зоне: где — коэффициент, принимаемый для тавровых сечений с полкой в сжатой зоне. Упругопластический момент по растянутой зоне в стадии изготовления и обжатия элемента: где — коэффициент, принимаемый для таврового сечения с полкой в растянутой зоне при и 2.2.2Определение потерь предварительного напряжения арматуры Коэффициент точности натяжения арматуры при этом Потери от релаксации напряжений в арматуре при электротермическом способе натяжения канатов: . Потери от температурного перепада, между натянутой арматурой и упорами , так как при пропаривании форма с упорами нагревается вместе с изделием. Усилие обжатия с учётом полных потерь: Эксцентриситет этого усилия относительно центра тяжести приведённого сечения: Напряжение в бетоне при обжатии: Устанавливаем величину передаточной прочности бетона из условия: Принимаем , тогда Вычисляем сжимающие напряжения в бетоне на уровне центра тяжести напрягаемой арматуры от усилия обжатия и с учётом изгибающего момента от массы: , тогда Потери от быстронатекающей ползучести: и при составляет Первые потери: С учетом напряжение равно: Потери от усадки бетона Потери от ползучести бетона при составляют Вторые потери: Полные потери: т.е. больше установленного минимального значения потерь. Усилие обжатия с учётом полных потерь:

2.2.3 Расчёт прочности плиты по сечению, наклонному к продольной оси Влияние продольного усилия обжатия Проверяем, требуется ли поперечная арматура по расчёту. Условие: — удовлетворяется. При: , принимаем Другое условие: — условие удовлетворяется. Следовательно, поперечная арматура не требуется по расчету. На приопорных участках длиной устанавливаем конструктивно в каждом ребре плиты поперечные стержни Ø6 А-I с шагом, в средней части пролета шаг .

Поскольку поперечные стержни приняты конструктивно, проверку прочности не производим.

2.2.4 Расчёт по образованию трещин, нормальных к продольной оси Выполняем для выяснения необходимости проверки по раскрытию трещин. При этом для элементов, к трещиностойкости которых предъявляют требования 3-й категории, принимаем значения коэффициента надежности по нагрузке:

Условие: Вычисляем момент образования трещин по приближённому способу ядровых моментов: Здесь ядровый момент усилия обжатия при Поскольку ,трещины в растянутой зоне образуются. Проверяем, образуются ли начальные трещины в верхней зоне плиты при её обжатии при значении коэффициента точности натяжения . Изгибающий момент от собственной массы плиты Расчётное условие: Поскольку , условие удовлетворяется, начальные трещины не образуются: здесь — сопротивление бетона растяжению соответствующее передаточной прочности бетона . 2.2.5 Расчет по раскрытию трещин, нормальных к продольной оси Предельная ширина раскрытия трещин: непродолжительная , продолжительная . Изгибающие моменты от нормативных нагрузок: постоянной и длительной полной Приращение напряжений в растянутой арматуре от действия постоянной и длительной нагрузок: где плечо внутренней пары сил; так как усилие обжатия Р2 приложено в центре тяжести нижней напрягаемой арматуры; момент сопротивления сечения по растянутой арматуре; Поскольку приращение напряжений , трещины в растянутой зоне плиты от действия этого вида нагрузок не образуются и, соответственно, нет прогиба плиты. Приращение напряжений в арматуре от действия полной нагрузки: Вычисляем: — ширину раскрытия трещин от непродолжительного действия полной нагрузки: где d-диаметр продольной арматуры, м Непродолжительная ширина раскрытия трещин: Продолжительная ширина раскрытия трещин: Следовательно, конструкция в целом отвечает требованиям трещиностойкости.

2.2.6 Расчёт плиты на усилия, возникающие в период изготовления, транспортирования и монтажа Расчет ведем на совместное действие внецентренного сжатия и нагрузки от собственного веса. За расчётное сечение принимаем сечение, расположенное на расстоянии 1 м от торца панели. Нагрузка от собственного веса: Момент от собственного веса: Определяем , тогда Принимаем арматуру 2Ø22 А-II с для каркасов КП-1. Рисунок 6 — Расчетная схема плиты в период изготовления, транспортирования и монтажа

3. Расчет трехпролетного неразрезного ригеля Расчетный пролет ригеля между осями колонн , а в крайних пролетах: где привязка оси стены от внутренней грани, м глубина заделки ригеля в стену, м 3.1 Материалы ригеля и их расчетные характеристики Бетон тяжелый класса: В20, , коэффициент условий работы бетона . Арматура: — продольная рабочая из стали кл.А-III ; модуль упругости — поперечная из стали класса А – I, 3.2 Статический расчет ригеля Предварительно определяем размеры сечения ригеля: — высота — ширина Нагрузка от собственного веса ригеля: Нагрузку на ригель собираем с грузовой полосы шириной, равной номинальной длине плиты перекрытия. Вычисляем расчетную нагрузку на 1м длины ригеля.

Постоянная: — от перекрытия с учётом коэффициента надёжности по назначению здания : — от массы ригеля с учётом коэффициента надёжности

и Итого: Временная нагрузка с учётом коэффициента надёжности по назначению здания : Полная расчетная нагрузка: Расчетные значения изгибающих моментов и поперечных сил находим в предположении упругой работы неразрезной трехпролетной балки. Схемы загружения и значения M и Q в пролетах и на опорах приведены в табл.2 Таблица 2- Определение изгибающих моментов и поперечных сил Схема загружения M1 M2 M3 MВ MС QА QВ1 QВ2 0,08* *26,79**5,552= =66,02 0,025* *26,79**5,62= =21 66,02 -0,1* *26,79* *5,62= =-84,01 -84,01 0,4* *26,79* *5,55= =59,47 -0,6* *26,79* *5,55= =-89,21 0,5* *26,79* *5,6= =75,01 0,101* *52,53* *5,552= =163,42 -0,05* *52,53* *5,62= =-82,37 163,42 -0,05* *52,53* *5,62= =-82,37 -82,37 0,45* *52,53* *5,55= =131,19 -0,55* *52,53* *5,55= =-160,35 0 -0,025* *52,53* *5,552= =-40,45 0,075* *52,53* *5,62= =123,55 -40,45 -0,05* *52,53* *5,62= -82,37 -82,37 -0,05* *52,53* 5,55= =-14,58 -0,05* *52,53* *5,55= =-14,58 0,5* *52,53* *5,6= =147,08 117,07 82,37 -21,74 -0,117* *52,53* *5,62= =-192,74 -0,033* *52,53* *5,62= =-54,36 0,383* *52,53* *5,55= =111,66 -0,617* *52,53* *5,55= =-179,88 0,583* *52,53* *5,6= =171,5 Наиневыгоднейшая комбинация 1+2 229,44 1+3 144,55 1+2 229,44 1+4 -276,75 1+2 -166,38 1+2 190,66 1+4 -269,09 1+4 246,51 По данным табл.2 строим эпюры изгибающих моментов и поперечных сил для различных комбинаций нагрузок. При этом значения M и Q от постоянной нагрузки – схема I – входят в каждую комбинацию. Далее производим перерасчет усилий. Для обеих промежуточных опор устанавливаем одинаковое значение опорного момента, равное сниженному на 30% максимальному значению момента на опоре «В»: . Исходя из принятого опорного момента, отдельно для каждой комбинации осуществляем перераспределение моментов между опорными и промежуточными сечениями добавлением треугольных эпюр моментов. Опорный момент ригеля по грани колонны на опоре «В» со стороны второго пролета при высоте сечения колонны Для расчета прочности по сечениям, наклонным к продольной оси, принимаем значения поперечных сил ригеля, большие из двух расчетов: упругого расчета и с учетом перераспределения моментов.

3.3 Расчёт прочности ригеля по сечениям, нормальным к продольной оси Высоту сечения ригеля уточняем по опорному моменту по грани колонны при , поскольку на опоре момент определен с учетом образования пластического шарнира. Принятую высоту затем проверяем по пролетному наибольшему моменту так, чтобы относительная высота сжатой зоны была и исключалось неэкономичное переармирование сечения. По табл. III.1.[1] при находим значение , а по формуле определяем граничную высоту сжатой зоны:

характеристика деформативных свойств бетона. , т.к.

Определяем рабочую высоту сечения ригеля: Полная высота сечения: С учетом унификации принимаем , Для опорных и пролётных сечений принято расстояние от границы растянутой грани до центра тяжести растянутой арматуры а=0,06 м при расположении арматуры в 2 ряда и а =0,03 м при расположении арматуры в 1 ряд. Рисунок 8- К расчету прочности ригеля – сечение — в пролете (а) — на опоре (б) Сечение в первом пролёте: , Расчет сечения арматуры выполняем, используя вспомогательные таблицы, вычисляем По табл.находим , Проверяем принятую высоту сечения ригеля. Поскольку , сечение не будет переармированным. Определяем площадь сечения продольной арматуры: По сортаменту принимаем для армирования 2Ø18А-III+ 2Ø20А-III с . Сечение в среднем пролёте По сортаменту принимаем 4Ø14А-III c Количество верхней арматуры определяем по величине опорных изгибающих моментов. Сечение на опоре «В», Для армирования опорных сечений принимаем: — со стороны 1го пролета 2Ø10А-III +2Ø22A-III c — со стороны 2го пролета : сечение арматуры, доводимой до опор, определяем исходя из значения отрицательного момента, , Вычисляем: Сечение арматуры: Следовательно, до опор должна доводиться арматура не менее 2Ø 16 А-III с Принимаем 2Ø16 А-III +2Ø18A-III c .

3.4 Расчёт прочности ригеля по сечениям, наклонным к продольной оси Максимальная поперечная сила (на первой промежуточной опоре слева) Диаметр поперечных стержней устанавливаем из условия сварки с продольной арматурой диаметром d=22 мм и принимаем равным d=8 мм класса А-I с .Шаг поперечных стержней по конструктивным условиям принимаем s=h/3=0,6/3=0,2м. На всех приопорных участках длиной 0,25L принимаем шаг s=0,2м; в средней части пролета шаг s=(3/4)h=0,75х0,6=0,45м. Вычисляем: Условие выполняется. Требование — выполняется. При расчете прочности вычисляем: Поскольку , вычисляем значение (с) по формуле: Тогда Поперечная сила в вершине наклонного сечения . Длина проекции расчетного наклонного сечения Вычисляем Условие удовлетворяется. Проверка прочности по сжатой наклонной полосе: Условие прочности: удовлетворяется.

3.5 Построение эпюры арматуры Эпюру арматуры строим в такой последовательности: — определяем изгибающие моменты М, воспринимаемые в расчетных сечениях, по фактически принятой арматуре; — устанавливаем графически или аналитически на огибающей эпюре моментов по ординатам М места теоретического обрыва стержней; — определяем длину анкеровки обрываемых стержней , причем поперечная сила Q в месте теоретического обрыва стержня принимаем соответствующей изгибающему моменту в этом сечении; здесь d – диаметр обрываемого стержня. — в пролете допускается обрывать не более 50% расчетной площади сечения стержней, вычисленных по максимальному изгибающему моменту. Рассмотрим сечение первого пролёта. Арматура 2Ø18А-III+ 2Ø20А-III c

Определяем момент, воспринимаемый сечением, для чего рассчитываем необходимые параметры: ,

Арматура 2Ø18A-III обрывается в пролете, а стержни 2Ø20 А-III c доводятся до опор. Определяем момент, воспринимаемый сечением с этой арматурой: , Графически определяем точки обрыва двух стержней 2Ø18А-III . В первом сечении поперечная сила , во втором . Интенсивность поперечного армирования в первом сечении при шаге хомутов равна: Длина анкеровки Во втором сечении при шаге хомутов Сечение во втором пролете: принята арматура 4Ø14А-III c. Определяем момент, воспринимаемый сечением, для чего рассчитываем необходимые параметры: , Арматура 2Ø14A-III обрывается в пролете, а стержни 2Ø14А-III c доводятся до опор. Определяем момент, воспринимаемый сечением с этой арматурой : , Графически определяем точки обрыва двух стержней Ø14 A-III. Поперечная сила в сечении . Интенсивность поперечного армирования при шаге хомутов равна: Длина анкеровки На первой промежуточной опоре слева принята арматура 2Ø10А-III+ +2Ø22A-III c . , , , Стержни 2Ø10А-III c доводятся до опор. Определяем момент, воспринимаемый сечением с этой арматурой: , , , . Поперечная сила . Интенсивность поперечного армирования при шаге хомутов равна: . Принимаем . На первой промежуточной опоре справа принята арматура 2Ø16А-III+ +2Ø18A-III c .Определяем момент, воспринимаемый сечением c этой арматурой: , , Стержни 2Ø16А-III с доводятся до опор: , Поперечная сила . Интенсивность поперечного армирования при шаге хомутов : Длина анкеровки Принимаем . 3.6 Расчет стыка ригеля с колонной Рассматриваем вариант бетонированного стыка. В этом случае изгибающий момент на опоре воспринимается соединительными стержнями в верхней растянутой зоне и бетоном, заполняющим полость между торцом ригелей и колонной. Принимаем бетон для замоноличивания класса В20, стыковые стержни из арматуры класса A-III; Изгибающий момент ригеля на грани колонны , рабочая высота сечения

по табл.III.I.[1] находим соответствующее значение и определяем площадь сечения стыковых стержней

Принимаем арматуру 2Ø25А-III c . Длину сварных швов для приварки стыковых стержней с закладными деталями ригеля определяем следующим образом: где коэффициент 1,3 вводим для обеспечения надежной работы сварных швов в случае перераспределения опорных моментов вследствие пластических деформаций. При двух стыковых стержнях и двусторонних швах длина каждого шва (с учетом непровара) будет равна: Конструктивное требование . Принимаем Закладная деталь ригеля приваривается к верхним стержням каркаса при изготовлении арматурных каркасов. Сечение этой детали из условия прочности на растяжение: Конструктивно принята закладная деталь в виде гнутого швеллера из полосы длиной м; Длина стыковых стержней складывается из размера сечения колонны, двух зазоров по 5 см между колонной и торцами ригелей и двух длин сварного шва: Рисунок 10- К расчету бетонированного стыка

4. Расчет центрально нагруженной колонны

4.1 Определение продольных сил от расчетных нагрузок Грузовая площадь средней колонны при сетке колонн 5,6х7,2м равна: Подсчет нагрузок приводим в таблице 3. Таблица3 — Нормативные и расчетные нагрузки № п/п

Наименование нагрузки Нормативная нагрузка,

Н/м2 Коэфф.надёжности по нагрузке, γf Расчётная нагрузка.

Н/м2 1 От покрытия: постоянная: -от рулонного ковра в три слоя; -от цементного выравнивающего слоя, — от утеплителя- пенобетонных плит, ; — от пароизоляции в один слой; — от ребристых плит; — от ригеля; — от вентиляционных коробов и трубопроводов; ИТОГО 120 400 480 40 2450 625 500 1,2 1,3 1,2 1,2 1,1 1,1 1,1 150 520 580 50 2695 690 550 4615 — 5235 Снеговая: в том числе длительная кратковременная — — — — — — 1200 0 1200 2 От перекрытия: постоянная: — от керамических плиток, ; — от цементного раствора, ; — от ребристой плиты; — от ригеля; 240 440 2450 625 1,1 1,3 1,1 1,1 265 575 2695 690 3 ИТОГО Временная В том числе: длительная Кратковременная Полная от перекрытия 3755 6400 4480 1920 10155 1,2 1,2 1,2 4225 7680 5380 2300 11905 Продолжение таблицы Сечение колонн предварительно принимаем . Расчетная длина колонн во втором-четвертом этажах равна высоте этажа, то есть , а для первого этажа с учетом некоторого защемления колонны в фундаменте , где высота первого этажа; расстояние от пола междуэтажного перекрытия до оси ригеля; расстояние от пола первого этажа до верха фундамента. Собственный расчетный вес колонн на один этаж: — во втором-четвертом этажах: , — в первом этаже: . Подсчет расчетной нагрузки на колонну приводим в таблице 4. Таблица 4- Подсчет расчетной нагрузки на колонну п/п Нагрузка от покрытия и перекрытия, кН Собственный вес колонн, кН Расчетная суммарная нагрузка, кН длительная кратковременная длительная, кратковременная полная 4 3 2 1 211,08 598,35 985,62 1372,89 48,38 141,12 233,86 326,6 16,72 33,44 50,16 69,08 227,8 631,79 1035,78 1441,97 48,38 141,12 233,86 326,6 276,18 772,91 1269,64 1768,57 Расчет нагрузки от покрытия и перекрытия выполнен умножением их значений по таблице 3 на грузовую площадь, с которой нагрузка передается на одну колонну. В таблице 4 все нагрузки по этажам приведены нарастающим итогом последовательным суммированием сверху вниз. За расчетное сечение колонн по этажам принимаем сечения в уровне стыков колонн, а для первого этажа- в уровне отметки верха фундамента.

4.2 Характеристики прочности бетона и арматуры Бетон тяжелый класса В20; расчетное сопротивление на осевое сжатие , коэффициент условий работы бетона . Арматура: — продольная класса А-III, расчетное сопротивление на осевое растяжение — поперечная- класса А-I, .

4.3 Расчет прочности колонны первого этажа Усилия с учетом коэффициента надежности по назначению здания будут равны: Площадь поперечного сечения колонны: где — коэффициент, учитывающий гибкость колонн длительного загружения; — коэффициент условия работы; Принимаем коэффициент Размер сечения колонны: — принимаем сечение колонны 0,35х0,35 м. Значения коэффициентов при: и условие выполняется. Искомая площадь сечения арматуры: Проверяем коэффициент армирования . Принимаем 8Ø16А-III c Проверяем фактическую несущую способность сечения колонны по ф.: . Вычисляем запас несущей способности колонны: Для унификации ригелей сечение колонн второго и всех вышерасположенных этажей принимаем 0,35х0,35м. Принимаем следующую разрезку колонн: колонна К-1- на I этаж; колонна К-2- на II-III этажи; колонна К-3- на IV этаж.

4.5 Расчет и конструирование короткой консоли Опорное давление ригеля Q=269,09 кН. Длина опорной площадки: Принимаем Вылет консоли с учётом зазора 5 см составляет . Расстояние от грани колонны до силы Q : . Высота консоли в сечении у грани колонны принимают равной . У свободного края при угле наклона сжатой грани g=45° высота консоли . Рабочая высота сечения консоли . Поскольку выполняется условие , то консоль считается короткой. Для короткой консоли выполняются 2 условия: 1) условие выполняется. 2) условие выполняется. Изгибающий момент консоли у грани колонны Площадь сечения продольной арматуры консоли: По сортаменту подбираем арматуру 2Ø14 А-IIIc Консоль армируем горизонтальными хомутами Æ5 Вр-I с с шагом S=0,1 м (при этом и ) и отгибами 2Ø16 A-III с Проверяем прочность сечения консоли по условию: ; , при этом Правая часть условия принимается не более . Поскольку , прочность консоли обеспечена. Рисунок 10- Схема армирования коротких консолей.

4.6 Конструирование арматуры колонны. Стык колонн Колонна армируется пространственным каркасом, образованным из плоских сварных каркасов. Диаметр поперечных стержней устанавливаем из условия сварки с продольной арматурой Ø16 мм и принимаем равным Ø 5 мм класса Вр-I с шагом s=0,35 м – по размеру стороны сечения колонны, что не более 20d=20х0,016=0,32м. Стык колонн осуществляем на ванной сварке выпусков стержней с обетонированием. В местах контактов концентрируются напряжения, поэтому торцевые участки усиливаем косвенным армированием. Последнее препятствует поперечному расширению бетона при продольном сжатии. Косвенное армирование представляет собой пакет поперечных сеток. Принимаем 5 сеток с шагом s=0,1 м – на расстоянии, равном размеру стороны сечения колонны. Для этих сеток принимаем арматуру Ø5 Вр-I. Рисунок 11- Конструкция стыка колонн Рисунок 12- Сетка для усиления торца колонны

4.7 Расчет сборных элементов многоэтажной колонны на воздействия в период транспортирования и монтажа

При транспортировании под колонну кладем 2 подкладки на одинаковом расстоянии от торцов. Тогда в сечении колонны под подкладками и в середине пролета между подкладками нагрузка от собственной массы колонны вызовет изгибающие моменты: ;

При высоте 1-го этажа в 4,3 м расстояние от пола 2-го этажа до верхнего торца колонны 1-го этажа – 0,7 м и от нулевой отметки до верхнего отреза фундамента – 0,15 м, а также в предположении, что фундамент будет трехступенчатым, с общей высотой – 0,9 м и расстоянием от его подошвы до нижнего торца колонны равным 0,2 м, общая длина сборного элемента колонны составит: . При транспортировании конструкции для нагрузки от их собственной массы вводится коэффициент динамичности 1,6. Коэффициент ; . ; Изгибающий момент, воспринимаемый сечением при симметричном армировании и — условие выполняется. В стадии монтажа колонны строповку осуществляем в уровне низа консоли. Расстояние от торца колонны до места захвата , коэффициент динамичности для нагрузки от собственного веса при подъеме и монтаже – 1,4. и — условие выполняется. Под 2-хэтажные колонны при транспортировании следует укладывать 4 подкладки. При подъеме и монтаже этих колонн их строповку следует осуществлять за консоли в 2-х уровнях. а) в стадии транспортирования б) в стадии монтажа Рисунок 13- Расчетные схемы колонны 5. Расчет трехступенчатого центрально-нагруженного фундамента Продольные усилия колонны: Условное расчетное сопротивление грунта: Класс бетона B20, , , Арматуру класса А-II, . Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах . Высота фундамента должна удовлетворять условиям: 1) 2) где высота сечения колонны; длина анкеровки арматуры колонны в стакане фундамента; высота фундамента от подошвы до дна стакана; требуемый зазор между торцом колонны и дном стакана. Приняв , длину анкеровки арматуры колонны Ø16 А-III в бетоне фундамента класса В20 , устанавливаем предварительную высоту фундамента: . Окончательно принимаем высоту фундамента — двухступенчатый фундамент, . (Ранее был произведен расчет фундамента высотой — ни одно из условий прочности не удовлетворялось.) Глубину фундамента принимаем равной: где 0,15м- расстояние от уровня чистого пола до верха фундамента. Фундамент центрально-нагруженный, в плане представляет собой квадрат. Площадь подошвы фундамента определяем по формуле: где — нормативная продольная сила для расчетов размеров подошвы. Подсчитываем с учетом усредненного значения : Размер подошвы: Принимаем — кратно 0,3м. Кроме того, рабочая высота фундамента h0 из условия продавливания по поверхности пирамиды (грани которой наклонены на 450 к горизонту) должна быть не менее: где давление на грунт от расчетной нагрузки. Рабочая высота фундамента . Тогда , . Проверяем, отвечает ли условию прочности по поперечной силе без поперечного армирования в наклонном сечении, начинающемся на линии пересечения пирамиды продавливания с подошвой фундамента. Для единицы ширины этого сечения: , вычисляем: – условие удовлетворяется. Проверку фундамента по прочности на продавливание колонной дна стакана производим из условия:

F – расчетная продавливающая сила, определяющаяся по формуле:

Um – среднее арифметическое периметров верхнего и нижнего основания пирамиды продавливания колонной от дна стакана — условие не удовлетворяется. Проверку прочности фундамента на раскалывание проводим из условия: где — коэффициент трения бетона по бетону; – площадь вертикального сечения фундамента в плоскости, проходящей по оси сечения колонны, за вычетом площади стакана; коэффициент условия работы фундамента в грунте; Глубина стакана: Площадь стакана: — условие выполняется. Прочность фундамента считается обеспеченной. Армирование фундамента по подошве определяем расчетом на изгиб по сечениям, нормальным к продольной оси по граням ступеней и грани колонны, как для консольных балок. Расчет на изгибающие моменты в сечениях, проходящих по грани 1-2 (II-II), 2-3 (I-I), вычисляем по формулам: Площадь сечения арматуры: Из двух значений выбираем большее и по сортаменту производим подбор арматуры в виде сетки. Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлениях рабочей арматурой из стержней 13Ø10А-II c с шагом s=0,2 м . Марка сетки Проценты армирования: что больше и меньше Рисунок 14 — Конструкция отдельного фундамента

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
allbest-referat.ru
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.