Строительство здания "Реабилитационный центр"

border="0" />

к13-8=

к13-18=

узел 14. к14-13=

к14-9=

к14-19= к14-13= 0.452

узел 15. к15-14=

к15-10=

к15-20=

узел 16. к16-17=

к16-11=

к16-21=

узел 17. к17-16=

к17-18=

к17-12=

к17-22=

узел 18. к18-17=

к18-19=

к18-13=

к18-23=

узел 19. к19-18=

к19-14=

к19-24=

к19-20=

узел 20. к20-15=

к20-20=

к20-19=

узел 21. к21-22=

к21-26=

к21-16=

узел 22. к22-21=

к22-17=

к22-23=

к22-27=

узел 23. к23-22=

к23-24=

к23-18=

к23-28=

узел 24. к24-23=

к24-29=

к24-19= к24-25= 0.452

узел 25. к25-24=

к25-20=

к25-30=0,378

Опорные моменты в верхних ригелях от постоянных нагрузок:

М1=кН/м

Опорные моменты в средних ригелях от постоянных нагрузок:

М2=кН/м

Распределение моментов производим в табличной форме методом Кросса.

Таблица 5.4. Изгибающие моменты от постоянной нагрузки в элементах рамы.

Узлы	1	2	3	4	5	6	7
Стержни	1-2	1-6	2-1	2-7	2-3	3-8	3-2	3-4	4-3	4-5	4-9	5-4	5-10	6-1	6-7	6-11	7-2	7-8	7-12
к	0,622	0,378	0,384	0,232	0,384	0,378	0,622	0.622	0,274	0,452	0,274	0,311	0,189	0,274	0,452	0,274	0,274	0,452	0,274
Моп	+116,7	-	-116,7	-	+116,7	-	-116,7	+116,7	-	+114,3	-	-114,3	-	-	-114,3	-	-	+114,3	-
1 цикл	-72,6	-44,1	-	-	-	+44,1	+72,6	-72,6	-31,3	-51,7	-31,3	-	-	+31,3	+51,7	+31,3	-31,3	-51,7	-31,3
	-	-	+36,3	-	-36,3	+15,7	-	-	-22,0	-	-15,7	+25,9	-	+22,1	-	+17,8	-15,7	-	+0,5
2 цикл	-	-	-	-	-	-5,9	-9,8	-	+10,3	+17,1	+10,3	-	-	-10,9	-18,1	-10,9	+4,2	+6,8	+4,2
	-	+5,2	-	-	-4,9	-5,5	-	-	-	-	+2,1	+8,6	+0,4	-3,0	-	-	+5,2	+0,7	+1,5
3 цикл	-3,2	-2,0	+1,9	+1,1	+1,3	+2,1	+3,4	-3.2	-0,6	-0,9	-0,6	-	-	+0,8	+1,8	+0,8	-2,0	-3,4	-2,0
Итого	+41,0	-41,0	-78,5	+1,1	+74,4	+50,5	-50,5	+41,0	-41,6	+78,8	-32,7	-79,8	+0,4	-39,9	-78,9	-39,0	-39,6	+66,7	-27,1

Продолжение таблицы 5.4.

Узлы	7	8	9	10	11	12
Стержни	7-6	8-3	8-7	8-9	8-13	9-4	9-8	9-14	9-10	10-15	10-9	10-5	11-6	11-12	11-16	12-11	12-7	12-17	12-13
к	0,452	0,189	0,311	0,311	0,189	0,311	0,452	0,311	0,452	0,378	0,622	0,378	0,384	0,232	0,384	0,311	0,189	0,189	0,311
Моп	+114,3	-	-114,3	+114,3	-	-	-114,3	-	-114,3	-	+116,7	-	-116,7	-	+116,7	-116,7	-	-	+114,3
1 цикл	+51,7	-	-	-	-	+35,5	+43,3	+35,5	+43,3	-44,1	-72,6	-44,1	-	-	-	+0,7	+1,0	+1,0	+0,7
	-	-	+25,8	-21,7	-	+15,7	-	+15,7	-	-15,7	-	-15,7	-36,3	-	+0,4	-	-15,7	-	-
2 цикл	-18,1	+0,8	+1,3	+1,3	+0,8	-9,8	-11,8	-9,8	-11,8	+5,9	+9,8	+5,9	+13,8	-+8,3	+13,8	+4,9	+3,0	+3,0	+4,9
	-	-	+3,4	-	-2,5	-5,5	+0,7	-4,9	+0,7	+3,1	+6,9	+3,1	+4,9	+1,5	+2,5	+6,9	+2,1	-	-4,1
3 цикл	+1,8	-0,2	-0,3	-0,3	-0,1	+3,0	+3,7	+3,0	+3,7	-3,8	-6,2	-3,8	-3,4	-2,1	-3,4	-1,5	-1,0	-0,9	-1,5
Итого	-78,9	+0,6	-84,1	+93,9	-1,8	+38,9	-78,4	+39,5	-78,4	-54,6	+54,6	-54,6	-137,3	+7,7	+130,0	-105,7	-11,7	+3,1	+114,3

Продолжение таблицы 5.4.

Узлы	13	14	15	16	17
Стержни	13-12	13-8	13-18	13-14	14-13	14-9	14-19	14-15	15-14	15-10	15-20	16-11	16-21	16-17	17-16	17-12	17-22	17-18
к	0,311	0,189	0,189	0,311	0,452	0,274	0,274	0,452	0,452	0,274	0,274	0,189	0,189	0,311	0,311	0,189	0,189	0,311
Моп	-114,3	-	-	+114,3	-114,3	-	-	+114,3	+114,3	-	-	-	-	+114,3	-114,3	-	-	+114,3
1 цикл	-	-	-	-	+51,7	+31,3	+31,3	+51,7	-51,7	-31,3	-31,3	-	-	-	-	-	-	-
	+0,4	-	-	+25,8	-	+17,8	+17,8	-	-	-22,1	-	-	-	-	-	+0,5	-	-
2 цикл	-8,1	-5,0	-5,0	-8,1	-16,0	-9,8	-9,8	-16,0	+8,0	+6,1	+8,0	+3,0	+3,0	+4,9	-0,3	-	-	-0,2
	+2,5	+0,4	-2,1	-8,0	-4,1	-	-2,2	-4,1	+2,5	+3,0	-	+4,2	-	-0,2	+2,5	+1,5	-	-3,4
3 цикл	+2,2	+1,4	+1,4	+2,2	+2,9	+1,7	+1,7	+2,9	-2,5	-1,5	-1,5	-1,6	-1,6	-2,4		-0,1	-0,1	-0,2
Итого	-117,3	-3,2	-5,7	+126,2	-79,8	+41,0	+38,8	-79,8	+70,6	-45,8	-24,8	+5,6	+1,4	+116,5		+1,9	-0,1	+110,5

Таблица 5.5. Изгибающие моменты от постоянной нагрузки в элементах рамы.

Узлы	18	19	20	21	22
Стержни	18-17	18-13	18-23	18-19	19-18	19-14	19-20	19-24	20-25	20-19	20-15	21-26	21-22	21-16	22-21	22-27	22-17	22-23
к	0,311	0,189	0,189	0,311	0,452	0,274	0,452	0,274	0,274	0,452	0,274	0,189	0,311	0,189	0,452	0,274	0,274	0,452
Моп	-114,3	-	-	+114,3	-114,3	-	+114,3	-	-	+114,3	-	-	-114,3	-	-114,3	-	-	+114,3
1 цикл	-	-	-	-	+43,3	+35,5	+43,3	+35,5	-31,3	-51,7	-31,3	-	-	-	+51,7	+31,3	-31,3	-51,7
	-	-	-	+21,7	-	+15,7	-	-	-22,0	-	-15,7	-	+25,9	-	-	+17,8	-15,7	-
2 цикл	-6,7	-4,2	-4,1	-6,7	-7,1	-4,3	-7,1	-4,3	+10,3	+17,1	+10,3	-	-	-	-18,1	-10,9	+4,2	+6,8
	-0,1	-2,5	-	-3,6	-3,4	-4,9	-3,4	-	-	-	+2,1	+0,4	+8,6	+0,4	-	-	+5,2	+0,7
3 цикл	+1,9	+1,2	+1,2	+1,9	+3,7	+2,3	+3,7	+2,3	-0,6	-0,9	-0,6	-	-	-	+1,8	+0,8	-2,0	-3,4
Итого	-119,2	-5,5	-2,9	+127,6	-77,8	+44,3	-77,8	+35,5	-41,6	+78,8	-32,7	+0,4	-79,8	+0,4	-78,9	-39,0	-39,6	+66,7

Продолжение таблицы 5.5.

Узлы

Стержни	23-18	23-22	23-24	23-28	24-25	24-29	24-19	24-23	25-20	25-24	25-30	20-15	21-16	22-17	23-18	24-19
к	0,189	0,311	0,311	0,189	0,452	0,274	0,274	0,452	0,378	0,622	0,378	-	-	-	-	-
Моп	-	-114,3	+114,3	-	-	-114,3	-	-114,3	-	+116,7	-	-	-	-	-	-
1 цикл	-	-	-	-	+35,5	+43,3	+35,5	+43,3	-44,1	-72,6	-44,1	-	-	-	-	-
	-	+25,8	-21,7	-	+15,7	-	+15,7	-	-15,7	-	-15,7	-15,7	-	-	-	+17,8
2 цикл	+0,8	+1,3	+1,3	+0,8	-9,8	-11,8	-9,8	-11,8	+5,9	+9,8	+5,9	-	-	-	-	-
	-	+3,4	-	-2,5	-5,5	+0,7	-4,9	+0,7	+3,1	+6,9	+3,1	+4,0	+1,5	-	-2,1	-2,2
3 цикл	-0,2	-0,3	-0,3	-0,1	+3,0	+3,7	+3,0	+3,7	-3,8	-6,2	-3,8	-	-	-	-	-
Итого	+0,6	-84,1	+93,9	-1,8	+38,9	-78,4	+39,5	-78,4	-54,6	+54,6	-54,6	-11,7	+1,5	-	-2,1	+15,6

Для определения изгибающих моментов от временной нагрузки распологаем последнюю через один пролет для получения максимального пролетного момента и в двух смежных пролетах для получения максимального пролетного момента.

Приняв для расчета и конструирования колонну нижнего этажа по оси «3», производим загрузку временной нагрузкой только ригель по узлам 21-22-23-24-25.

Моменты защемления:

Моп=

Рисунок 5.2. Схемы загружения временной нагрузкой

Таблица 5.6. Изгибающие моменты от временной нагрузки по схеме А.

Узлы	21	22	23	24	25
Стержни	21-В	21-Н	21-22	22-21	22-В	22-Н	22-23	23-22	23-В	23-Н	23-24	24-23	24-В	24-Н	24-25	25-24	25-В	25-Н
к	0,274	0,274	0,452	0,311	0,189	0,189	0,311	0,311	0,189	0,189	0,311	0,311	0,189	0,189	0,311	0,452	0,274	0,274
Моп	-	-	-	-	-	-	+31,0	-31,0	-	-	+31,0	-31,0	-	-	-	-	-	-
1 цикл	-	-	-	-9,6	-5,9	-5,9	-9,6	-	-	-	-	+9,6	+5,9	+5,9	+9,6	-	-	-
	-	-	-4,8	-	-	-	-	-4,8	-	-	+4,8	-	-	-	-	+4,8	-	-
2 цикл	+1,3	+1,3	+2,2	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-2,2	-1,3	-1,3
	-	-	-	+1,1	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-1,1	-	-	-
3 цикл	-	-	-	-0,3	-0,3	-0,3	-0,3	-	-	-	-	+0,3	+0,3	+0,3	+0,3	-	-	-
Итого	+1,3	+1,3	-2,6	-8,8	-6,2	-6,2	+21,1	-35,8	-	-	+35,8	-21,1	+6,2	+6,2	+8,8	+2,6	-1,3	-1,3

Таблица 5.7. Изгибающие моменты от временной нагрузки по схеме Б.

Узлы	21	22	23	24	25
Стержни	21-В	21-Н	21-22	22-21	22-В	22-Н	22-23	23-22	23-В	23-Н	23-24	24-23	24-В	24-Н	24-25	25-24	25-В	25-Н
к	0,274	0,274	0,452	0,311	0,189	0,189	0,311	0,311	0,189	0,189	0,311	0,311	0,189	0,189	0,311	0,452	0,274	0,274
Моп	-	-	+31,0	-31,0	-	-	-	-	-	-	+31,0	-31,0	-	-	-	-	-	-
1 цикл	-8,5	-8,5	-14,0	+9,6	+5,9	+5,9	+9,6	-9,6	-5,9	-5,9	-9,6	+9,6	+5,9	+5,9	+9,6	-	-	-
	-	-	+4,8	-7,0	-	-	-4,8	+4,8	-	-	+4,8	-4,8	-	-	-	+4,8	-	-
2 цикл	-1,3	-1,3	-2,2	+3,6	+2,3	+2,3	+3,6	-3,0	-1,8	-1,8	-3,0	+1,5	+0,9	+0,9	+1,5	-2,2	-1,3	-1,3
	-	-	+1,8	-1,1	-	-	-1,5	+1,8	-	-	+0,8	-1,5	-	-	-1,1	+0,8	-	-
3 цикл	-0,5	-0,5	-0,8	+0,8	+0,6	+0,6	+0,8	-0,8	-0,6	-0,6	-0,8	+0,8	+0,6	+0,6	+0,8	-0,4	-0,2	-0,2
Итого	-10,3	-10,3	+20,6	-25,1	+8,8	+8,8	+7,5	-6,8	-8,3	-8,3	+23,2	-25,4	+7,4	+7,4	+10,6	+3,0	-1,5	-1,5

Построение эпюры Мпост.

Пролет 21-22:

Мх=

где

Qx= x=2,77 м

Пролет 22-23:

Qx= x=3,02 м

Мх=

Пролет 23-24:

Qx= x=2,96 м

Мх=

Пролет 24-25:

Qx= x=3,22 м

Мх=

Построение эпюры Мвр.1 при временной нагрузке по всему пролету производим путем умножения эпюры Мпост. на к, где

к=V/g=10,3/38,1=0,27

Построение эпюры Мвр.2:

Пролет 22-23:

Мх=

Построение эпюры Мвр.3:

Пролет 21-22:

Мх=

Пролет 24-25:

Мх=

Рисунок 5.3. Эпюры моментов и равномерно распределенных нагрузок

Рисунок 5.4. Схема расположения монолитных плит перекрытия

Распределение моментов производим согласно табл. III. 1 [ 1. стр. 46 ]

Плита №1.

Наибольший опорный момент:

Моп=-77,8-20,6=-98,4 кНм, Мх= кНм

Принимаем конструктивно

Му=Мх=-70,8 кНм

Плита №2.

Наибольший пролетный момент:

Мпр=75,4+26,0=101,4 кНм, Мх= кНм – пролетный момент в надколонной полосе;

Му= кНм – опорный момент в пролетной полосе;

Плита №3.

Наибольший опорный момент:

Моп=-127,6-34,5=-162,1 кНм,

Опорный момент в надколонной полосе:

Мх= кНм

Принимаем конструктивно

Му=Мх=-116,0 кНм

Плита №4.

Наибольший пролетный момент:

Мпр=57,0+18,0=75,0 кНм

Пролетный момент в надколонной полосе:

Мх= кНм

Опорный момент в пролетной полосе:

Му= кНм

Плита №5.

Наибольший опорный момент:

Моп=-112,3-35,8=-148,1 кНм,

Опорный момент в надколонной полосе:

Мх= кНм

Принимаем конструктивно

Му=Мх=-106,6 кНм

Расчет арматуры.

Принимаем бетон класса В25:

Rb=14,5 МПа, Rbt=1.05 МПа, Eb=30000 МПа.

Рабочая арматура класса А-III d=10-40 мм с Rs=365 МПа, Rsc=365 МПа, Es=200000 МПа.

Сечение расчетной полосы плиты: bxh=300x25 см, h0=h-a=25-3=22 см

Коэффициент условий работы для бетона γb2=0,9

Надколонная плита:

Наибольший опорный момент в надколонной плите Мх=Му=-116,0 кНм

По формуле (2.42 [ 2 ] ) граничная высота сжатой зоны:

ξR,

где ω=0,85-0,008Rbγb2

Находим:

По табл.3.1. [ 2] η=0,971; ξ=0,067, условие ξ<ξR – соблюдается т.к. 0,061<0,604

Необходимая площадь сечения арматуры:

As см2

Наибольший пролетный момент в надколонной полосе Мх=52,7 кНм

A0, η=0,984

Необходимая площадь сечения арматуры:

As см2

Таким образом, плита армируется верхней сеткой из арматуры диаметром 12 А-III с шагом 150 мм и нижней сеткой из арматуры диаметром 10 А-III с шагом 150 мм.

Межколонная плита:

Опорный момент пролетной полосы М=-27,6 кНм

A0, η=0,992

Необходимая площадь сечения арматуры:

As см2

Принимаем арматуру диаметром 10 А-III с шагом 150 мм в обоих направлениях.

Наибольший пролетный момент в надколонной полосе Мх=52,7 кНм

A0, η=0,984

Необходимая площадь сечения арматуры:

As см2

Плита армируется нижней сеткой из арматуры диаметром 10 А-III с шагом 150 мм в обоих направлениях.

5.5 Расчет нижней части колонны по осям В-4

Грузовая площадь колонны: Ам2

Постоянные нагрузки:

-от собственного веса покрытия кН

-от собственного веса 4-х перекрытий кН

-от собственного веса 5-ти колонн кН

Итого с учетом γn=0,95 кН

Временные полезные полные нагрузки:

-на покрытии кН

-на перекрытиях кН

Итого с учетом γn=0,95кН

Полная нагрузка NкН

Длительная нагрузка NдлкН

Изгибающий момент в колонне:

-от постоянной нагрузки Мп= +127,6-119,2=8,4 кНм

-от временной полной нагрузки Мвр= -25,4+10,6=-14,8 кНм

-от полной нагрузки Мп=-14,8+8,4=-6,4 кНм

-от длительных нагрузок МдлкНм

Сечение колонны bxh=40x40 см, h0=h-a=40-4=36 см. Расчетная длина колонны l0=0.7H=3,6 м.

Бетон класса В25, арматура класса А-III.

По формуле 18.1 [2]:

Эксцентриситет силы:

Случайный эксцентриситет:

e0 или e0

Поскольку случайный эксцентриситет e0=1,33 см больше эксцентриситета силы e0=0.43 см, его и принимаем для расчета.

При отношении , следует учитывать влияние продольного изгиба.

Находим значения моментов в сечении относительно оси, проходящей через центр тяжести наименее (сжатой) растянутой арматуры.

При длительной нагрузке:

М1l

При полной нагрузке:

М1

Находим коэффициент, учитывающий влияние длительного действия на погиб элемента в предельном состоянии по формуле 4.19 [2]:

φl

Значение

Принимаем δ=0,265

Отношение модулей упругости α

Задаемся коэффициентом армирования μ1

Вычисляем критическую силу по формуле 18.5 [2]:

Ncr

Вычисляем коэффициент η по формуле 4.17 [2]:

Эксцентриситет

По формуле 18.1, 18.2, 18.3 [2]:

αs,

где δ^=a/h0=4/36=0,11

Армирование конструктивное. Принимаем по 2 диаметром 22 А-III c каждой стороны, тогда

μ1

5.6 Расчет стыка колонны с надколонной плитой

Стык на поперечную силу Q рассчитывается по формуле: Q=∑RaF0sinα+Qб.

При α=45є (угол наклона отгибов) и угле наклона пирамиды продавливания, также равном 45є, получим Qб=0,15Rubсрh0. В этих формулах F0-сечение отгибов по каждой грани колонны;

bср=bв+bн/2- средний периметр оснований пирамиды продавливания.

Расчетная поперечная сила принимается по колонне по оси “14” нижнего этажа:

Q=кН

На каждую грань колонны Q=308,6/4=77,1 кН

Проверяем условие формулы III.16 [1, стр. 49]: Q≤0,2Rubсрh0; h0=22 см

bср=см; Q=кН

Требуемое сечение отгибов по каждой стороне колонны:

F0=,

отгибы ставятся конструктивно. Принимаем 4Ш12 А-I с каждой стороны колонны.

5.7 Расчет на воздействие сейсмической нагрузки

Район строительства относится к восьмибалльному по сейсмическому воздействию.

Фундаменты здания свайные, опирающийся на тугопластичные глины, поэтому по грунтам сейсмичность не изменяется.

Расчетные нагрузки: постоянные

-от покрытия gр1= 9,098 кН/м2 »9, 10 кН/ м2;

-от перекрытия gр2= 8,902 кН/м2 » 8,90 кН/м2.

Расчетные полезные нагрузки: длительные

-на покрытие gдл1 = 0 кН/м2;

-на перекрытие gдл2 = 1,20 кН/м2.

Расчетные полезные нагрузки: кратковременные

-на покрытие gкр1 =0,70кН/м2;

на перекрытие gкр2 =1,20кН/м2.

Ярусные расчетные нагрузки складываются из веса конструкции перекрытия, веса колонн, веса ограждающих стен и полезных нагрузок.

Так как сейсмическое воздействие относится к особым сочетаниям нагрузок, то применяются следующие коэффициенты сочетаний:

-для постоянных нагрузок gс=0,9;

-для временных длительных gс=0,8;

-для кратковременных gс=0,8.

При особых сочетаниях нагрузок ветровая нагрузка не учитывается.

Расчетный вес колонн (38шт.):

кН

Расчетный вес стен с оконными проемами с усредненным объемным весом r=15,0 кН/м2, при толщине 0,3м и длине 85м:

кН.

При общей площади этажа здания:

м2

Находим ярусные нагрузки по этажам:

-от покрытия

кН.

Ярусные массы:

Находим жесткости железобетонных диафрагм здания вдоль цифровых осей:

-для Д-1 -3шт

-для Д-2 -1шт.

Жесткость диафрагм при бетоне В25 (Ев=30000Мпа=3000000Н/см2=300000кН/м2)

В=0,85Ев

Находим тон свободных колебаний по формуле:

где a1=1,8; a2=0,3; a3=0,1, соответственно формулам колебаний.

Но=3,6 - высота здания;

n=5 – число этажей;

L=3,6м – высота этажа.

Тон свободных колебаний определяется по формуле:

5.29с>0.4с

т.к. Т1 > 0,4с, то необходимо определить тон для двух форм колебаний.

Для 2-го тона: Т2 = 0,88с > 0,4с

Для 3-го тона: Т3 = 0,29с < 0,4с

Динамические коэффициенты:

β1 = 0,28 < 0,8 β1 = 0,8

принято

β2 = 1,70 < 2,0 β2 = 1,92

β3 = 5,17 > 2,0 β3 =