Проектирование и расчеты одноэтажного промышленного здания

width="389" height="43" align="BOTTOM" border="0" />;

Так как и разных знаков и ,

коэффициент .

(см. I_s для сочетания N6).

Отсюда

Усилия в ветвях:

кН – ветвь сжата

Для сочетания усилий N7 имеем: N_b₁=848,17 кН; e=0,1284 м.

Сравнение основных параметров, при прочих равных условиях определяющих необходимое для обеспечения прочности сечения колонны количество арматуры (), показывает невозможность выбора со стопроцентной гарантией одного из рассмотренных сочетаний (N6 и N7) в качестве наиболее неблагоприятного. Поэтому и при подборе арматуры в ветвях подкрановой части колонны продолжаем учитывать оба сочетания.

Сочетание N6

Граничная относительная высота сжатой зоны

т.е. дальнейший расчет выполняем при (при , для дальнейших расчётов следует принять ).

;

(в случае,

рабочая арматура по расчету не требуется, сечение следует армировать по конструктивным требованиям, исходя из минимального процента армирования, но не менее чем диаметром 16мм).

Поскольку в данном примере , вычисляем относительную высоту сжатой зоны и требуемую площадь арматуры :

;

Поскольку и при определении критической силы процент армирования был задан исходя из минимально допустимого диаметра арматуры (Ж16мм), перерасчет не производим. В случае если и процент армирования значительно превосходит принятый при определении величины , следует скорректировать значение и повторить расчет.

Сочетание N7

Граничная относительная высота сжатой зоны

, следовательно принимаем ;

;

Так как при min диаметре арматуры Ж16 рабочая арматура по расчету по обоим сочетаниям не требуется, принятое ранее армирование - 3Ж16 А400 с , оставляем без изменения.

В случае, если по расчету требуемое количество арматуры , фактическое армирование подбирается по сортаменту по большему из значений , полученным из расчёта по двум сочетаниям. При этом должно выполняться условие по минимальному проценту армирования и минимальному диаметру (Ж16мм) рабочей арматуры.

Поперечная арматура принята класса А400 Ж6 мм (из условия сварки с продольной рабочей арматурой Ж16 мм). Шаг поперечных стержней мм, что удовлетворяет требованиям норм: мм и мм.

Проверим необходимость расчёта подкрановой части колонны в плоскости, перпендикулярной к плоскости поперечной рамы.

При расчете из плоскости рамы при наличии вертикальных связей между колоннами .

–расчет прочности подкрановой части колонны в плоскости, перпендикулярной к плоскости поперечной рамы, не требуется.

В противном случае, если , расчет производится на наихудшее сочетание N6 или N7, при .

3.3 Промежуточная распорка

Максимальная поперечная сила, действующая в сечениях подкрановой части колонны кН (табл. 2.)

Изгибающий момент в распорке

(знак «-» при вычислении момента не учитываем).

Поперечная сила в распорке:

Эпюра моментов в распорке:

Эпюра поперечных сил:

Размеры сечения распорки

м, м, м.

Площадь продольной рабочей арматуры при симметричном армировании:

Принимаем 3Ж14 A400 с

Поперечная сила, воспринимаемая бетоном в наклонном сечении равна

но не более и не менее .

где:

- коэффициент, принимаемый равным 1,5;

- величина проекции опасной наклонной трещены на продольную ось распорки, принимая равной , но не более расстояния в свету между внутренними гранями ветвей колонны, т.е. ().

В нашем случае , следовательно принимаем .

,что больше и не превышает .

Поскольку , поперечную арматуру принимаем по конструктивным соображениям.

Зададимся поперечной арматурой: класс арматуры – А400: .

Диаметр поперечных стержней (из условия сварки с продольной рабочей арматурой Ж14) –Ж6 мм, . Количество стержней в поперечном сечении распорки . Поскольку вся поперечная сила воспринимается бетоном , шаг поперечных стержней не должен превышать:

.В случае ,

Принимаем поперечную арматуру Ж6 А400 с шагом .

Схема армирования колонны представлена на рис. 9.

Рис. 9. Схема армирования колонны.

4. Расчет фундамента под крайнюю колонну

Грунты основания – однородные. Преобладающий компонент – суглинки. Объемный вес грунта . Условное расчетное сопротивление грунта МПа. Усилия, передающиеся с колонны на фундамент, соответствуют сочетанию N7 для сечения IV–IV. Следует отметить, что, если подкрановая часть колонны рассчитывается на сочетание усилий, выбранное для сечения III–III, расчет фундамента должен производиться для наиболее опасного сочетания, специально отобранного в сечении IV–IV.

Для сочетания N7 имеем: , , . Максимальный диаметр продольной арматуры колонны мм.

Материалы фундамента:

– бетон монолитный класса В15, МПа, МПа;

– арматура класса А400, МПа.

4.1 Определение геометрических размеров фундамента

Высота фундамента определяется из условий:

а) Обеспечения жесткой заделки колонны в фундаменте:

для двухветвенной колонны в плоскости поперечной рамы

, гдем и

м, принимаем м > 0,863 м.

Тогда: м; (для сплошной колонны )

б) Обеспечения анкеровки рабочей арматуры колонны

где:

0,25 м – минимальная толщина дна стакана (0,2 м) с учетом подливки под колонну (0,05 м).

Базовую (основную) длину анкеровки, необходимую для передачи усилия в арматуре с полным расчетным значением сопротивления на бетон, определяют по формуле:

где: - соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения, определяемые по номинальному диаметру стержня (- Ш16 мм; );

- расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном, принимаемое равномерно распределенным по длине анкеровки и определяемое по формуле:

;

здесь:

- расчетное сопротивление бетона осевому растяжению;

- коэффициент, учитывающий влияние вида поверхности арматуры, принимаемый равным:

1,5 – для гладкой арматуры;

2 – для холоднодеформированной арматуры периодического профиля;

2,5 – для горячекатаной и термомеханически обработанной арматуры периодического профиля;

- коэффициент, учитывающий влияние размера диаметра арматуры, принимаемый равным:

1,0 – при диаметре арматуры ;

0,9 – при диаметре арматуры .

Требуемую расчетную длину анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяют по формуле:

, (,

т.к. рабочая арматура в колонне по расчету не требуется).

где:

- площади поперечного сечения арматуры в колонне, соответственно требуемая по расчету и фактически установленная;

- коэффициент, учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного состояния бетона и арматуры и конструктивного решения элемента в зоне анкеровки:

1,0 – для растянутых стержней;

0,75 – для сжатых стержней.

Фактическую длину анкеровки принимают и не менее

а так же не менее и .

Окончательно принимаем: , тогда

Расчетная глубина промерзания в районе г. Новосибирск равна м,

(прил. 19:). Глубина заложения фундамента должна быть не менее . Принимаем высоту фундамента м (кратно 50 мм), что больше и . Глубина заложения фундамента при этом составит

Размеры подошвы фундамента

Площадь подошвы , где кН –

нормативное значение продольной силы с учетом усредненного коэффициента надежности по нагрузке . Коэффициент 1,05, учитывает наличие изгибающего момента.

Зададимся соотношением большей стороны подошвы к меньшей .

Тогда

м; м.

Принимаем ., кратными 0,3 м., с округлением в большую сторону.

Уточненная площадь подошвы .

Момент сопротивления .

Уточняем нормативное давление на грунт:

при м и м.

Здесь – для суглинков (а также для глин, супесей и пылеватых песков);

– для песчаных грунтов;

м, м.

МПа.

Уточняем размеры подошвы:

м; м. > 2,4м

Принимаем м, м.

, .

При принятых размерах подошвы фундамента нормативное давление на грунт составит:

Устанавливаем размеры фундамента.

Высота фундамента м. Размеры стакана в плане – рис. 10:

м, м (на 0,6 м больше соответствующих размеров поперечного сечения колонны).

Толщина стенки стакана по верху м.

Вынос подошвы фундамента за грань стакана:

– поэтому устраиваем вторую ступень высотой м. При этом высота стакана м, вылет верхней ступени принимаем (0,2м) – рис. 10.

4.2 Расчеты прочности элементов фундамента

Определение краевых ординат эпюры давления.

Момент в уровне подошвы

Нормативная нагрузка от веса фундамента и грунта на его обрезах

кН;

следовательно эпюра напряжений в грунте трапецевидная.

Расчет арматуры подошвы фундамента

а) В плоскости поперечной рамы

;

Подбор арматуры производим в 3–х сечениях фундамента, которые в расчетной схеме (консольные балки под действием отпора грунта) отражают изменение пролетов и высот сечения консолей (см. рис. 10).

Сечение I–I

;