Расчет каркаса многоэтажного жилого дома

каркаса многоэтажного жилого дома" width="138" height="24" align="BOTTOM" border="0" />

Определение внутренних усилий M и Q.

Изгибающие моменты и поперечные силы определяются с учетом перераспределения усилий.

Первоначально внутренние усилия определяются по формулам:


.


Коэффициенты в этих формулах учитывают вид нагрузки, комбинации загружения и количество пролетов в балке.

Внутренние усилия определяются отдельно от действия постоянной и различных комбинаций временной нагрузок.

Схемы нагружения и значения M и Q в серединах пролета и опорах приведены в таблицах (см. ниже).


Схема

нагружения №1:




Схема

нагружения №2:



Схема

нагружения №3:



Схема

нагружения №4:



-


Далее производим перераспределение изгибающих моментов. Расчет заключается в снижении максимальных усилий моментов примерно на 30% (исходя из опыта проектирования железобетонных конструкций, снижение усилий на такую величину не приводит к превышению ширины раскрытия трещин предельно допустимых величин).

Эпюра фактических моментов ригеля:

Выровненное на 30% значение максимального момента:


- выравнивающее значение

- выровненное значение


Эпюра выровненных моментов:

Эпюра после перераспределения усилий:

Моменты, на гранях колонн:


- высота сечения колонны в направлении пролета ригеля.

Расчет прочности ригеля по сечениям нормальным к продольной оси.

Подбор высоты сечения ригеля.

Высота сечения подбирается по опорному моменту, при оптимальном значении относительной высоты сжатой зоны . Этому значению соответствует значение коэффициента .

Определяем граничную высоту сжатой зоны:



Вычислим характеристику сжатой зоны ώ по формуле:


ώ=0,85 – 0,008γb2Rb = 0,85 – 0,008∙0,9∙14,5=0,7456


Рабочая высота сечения ригеля определяется по формуле:



Проверяем принятое сечение по значению пролетного момента:


- меньше принятой высоты сечения.

Подбор сечения арматуры на участке первого пролета.

Максимальный момент на участке первого пролета:

Вычисляем:

При ,


;

тогда


Требуемый диаметр арматуры:



Принимаем 4 стержня ш22 с фактической площадью 15,2 см2 .

Подбор сечения арматуры на участке второго пролета.

Максимальный положительный момент на участке второго пролета:


Вычисляем:


При ,

;

тогда


Требуемый диаметр арматуры:



Принимаем 2 стержня ш18 и 2 стержня ш16 фактической площадью 9,1 см2

Максимальный отрицательный момент на участке второго пролета:

Минимальный отрицательный момент на участке второго пролета:


Вычисляем:

При ,


;

тогда


Требуемый диаметр арматуры:


Принимаем 2 стержня ш25 и 2 стержня ш18 с фактической площадью 14,899 см2 .



Подбор сечения арматуры на средней опоре.

Максимальный положительный момент на участке второго пролета:


Вычисляем:

При ,


;

тогда


Требуемый диаметр арматуры:



Принимаем 2 стержня ш25 и 2 стержня ш18 с фактической площадью 14,899 см2 .



Расчет прочности ригеля по сечениям нормальным к продольной оси.

На средней опоре поперечная сила

Определим величину поперечного усилия воспринимаемого бетоном, помноженную на длину проекции наклонного сечения по формуле:



Т.к. , отсюда можно получить максимальную длину проекции наклонного сечения на продольную ось изгибаемого элемента:



Условие 91,3см <108 см удовлетворяется.

Вычисляем :


, тогда


Диаметр поперечных стержней устанавливаем из условия сварки с продольной арматурой. Диаметр поперечных стержней принимаем , с площадью поперечного сечения . При классе А-III , но т.к , вводится коэффициент условия работы . Тогда При числе каркасов =2,


.


Шаг поперечных стержней

Шаг поперечных стержней определяем по формуле:


По конструктивным условиям:


.


Принимаем 20 см на всех приопорных участках.


.


Принимаем на средней части пролета 40 см.

Проверка прочности по сжатой полосе между наклонными трещинами:



Условие удовлетворяется.

Коэффициенты:


.


Конструирование арматуры ригеля.

Армирование ригеля производится двумя сварными каркасами, часть продольных стержней каркасов обрывается в соответствии с эпюрой арматуры. Обрываемые стержни заводятся за место теоретиеского обрыва на длину зоны анкеровки.

Первый пролет.

Принятая из расчета на действие максимального изгибающего момента продольная рабочая арматура: 4 стержня ш22, . В целях экономии арматуры по мере уменьшения изгибающего момента к опорам два стержня обрываются в пролете. Причем, до опор доводятся два стержня большего диаметра.

Определим изгибающий момент, воспринимаемый ригелем с фактической арматурой:



До опоры доводятся 2ш22 A-III.

Вычислим изгибающий момент, воспринимаемый сечением ригеля с арматурой 2ш22:


(т.к. арматура расположена в 1 ряд).

Определяем длину зоны анкеровки обрываемых стержней.

Поперечная сила определяется графически в месте теоретического обрыва стержней. .

Поперечные стержни ш8 A-III, в месте теоретического обрыва имеют шаг .



Длина зоны анкеровки определяется по формуле:



Средний пролет.

Принятая рабочая арматура: 2 стержня ш18, 2 стержня ш16

Определим изгибающий момент, воспринимаемый ригелем с фактической арматурой:



До опоры доводятся 2ш16 A-III.

Вычислим изгибающий момент, воспринимаемый сечением ригеля с арматурой 2ш16:

(т.к. арматура расположена в 1 ряд).