Расчет и конструирование железобетонных конструкций

Страница 2

Q<Qв=0,35Rв вh0=0,35 15,3 21 19=2137МПа см2 ~214кн

Q=32,38кн<Qв=214кн

Q<Qв=0,6Rвt вh0=0,6 1,08 21 19=258,5МПа см2=25,85кн

Q=32,38кн>Qв=21,4кн

Следовательно, необходим расчет поперечной арматуры.

3.5.Конструирование плиты

Напрягаемая рабочая арматура в плите ставится в виде отдельных стержней независимо от числа отверстий. Принятые стержни 6 10 А-V ставим после каждого отверстия кроме середины. В соответствии с рабочими чертежами для верхней полочки принимаем сварную стандартную сетку из арматурной проволоки В-I марки 250/200/3/3. – С1.

По низу плиты сетку укладывают отдельными участками у торцов и по середине – C2,С3.

Вертикальные каркасы КР1 ставят только на крайних четвертях пролета плиты.

Подъемные петли приняты 12 A-I - ПМ1. Армирование плиты показано на рис.8. Арматурные изделия на рис.9.

Рис.8.Схема армирования плиты

Рис.9.Арматурные изделия плиты

4.РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛЛОНЫ

Колоны приняты квадратного сечения, одноярусные с прямоугольными консолями размером 15х15см. Оголовок колоны поднимается над плитами перекрытия на 60см. Нижняя ветвь колоны первого этажа заделывается в стакан фундамента.

4.1.Исходные данные

Требуется рассчитать колону среднего ряда первого этажа на эксплуатационные нагрузки.

Расчетные характеристики материалов:

для бетона кл. В20 Rв γв2=11,5 0,9=10,35МПа

для арматуры кл. А-II Rsc=280МПа

4.2.Нагрузка на колонну

Нагрузка на колону передается от покрытия и перекрытия. Грузовая площадь, с которой собирается нагрузка на колону, определена как произведение расстояний между разбивочными осями Агр=6х6=36м2

(см. рис.1.). Конструкция покрытия дана на рис.2. Вес снегового покрова для г.Тула 100кгс/м2 (1,0 кн/м2) по СНиП 2.01.07-85, вес 1м длины ригеля 500кгс (5кн), вес 1м2 плиты покрытия 260 кгс (2,6кн). Расчет нагрузок сведен в табл.4.1.

Таблица 4.1.

Нагрузка от покрытия

Нормативная кн

γf

Расчетная кн

Постоянная

Гравий втопленный в битумную

мастику

0,015 20 36

3 слоя рубероида на битумной

мастике

0,15 36

Цементная стяжка

0,03 19 36

Утеплитель

0,18 8 36

Пароизоляция

0,05 36

Железобетонная плита

2,6 36

Железобетонный ригель

5 6

Итого постоянная

Временная

Снег г. Тула

1 36

в том числе длительная 50%

Итого длительная Nдл.пок.

Полная Nпок.

10,8

5,4

20,52

51,84

1,8

93,6

30

213,96

36

18

231,96

249,96

1,2

1,1

1,3

1,1

1,2

1,1

1,1

1,2

1,2

13

5,94

26,68

57,02

2,16

102,96

33

240,76

43,2

21,6

262,36

283,96

Нагрузка от перекрытия берется из табл.3.1., а именно, нормативная нагрузка 4,1кн/м2, расчетная нагрузка 4,74кн/м2; вес 1м длины ригеля перекрытия 5кн. Временная длительная на перекрытие для магазина 0,3кн/м2 [Л-6.2]. Расчет нагрузок сведен в табл. 4.2.

Таблица 4.2.

Нагрузка от перекрытия

Нормативная кн

γf

Расчетная кн

Пол и плита:

Нормативная 4,1 36

Расчетная 4,74 36

Железобетонный ригель

5 6

Итого постоянная

Временная

для магазина

1 36

в том числе длительная

0,3 36

Итого длительная. Nдл.пер

Полная Nпер.

147,6

30

177,6

36

10,8

188,4

213,6

-

-

1,1

1,2

1,2

170,64

33

203,64

43,2

12,96

216,6

246,84

Сечение колонн ориентировано принято вхh=30х30см=0,3х0,3м. Собственный вес колонны одного этажа

Nк=в h ρ H γf=0,3 0,3 25 4,2 1,1=10,395кн

Нагрузку на колонны каждого этажа определяем в соответствии со схемой загружения (рис.11), начиная с третьего этажа путем последовательного суммирования. Подсчеты сведены в табл.4.3.

Рис.10.Расчетная схема колонны Рис.11.Схема загружения

Этаж

Длительная нагрузка кн

Полная нагрузка кн

3

2

1

262,36+10,395=272,755

272,755+10,395+216,6=499,75

499,75+10,395+216,6=726,745

283,96+10,395=294,355

294,355+10,395+246,64=551,39

551,39+10,395+246,64=808,425

Продольное усилие на колонну первого этажа от полной нагрузки N1=8084МПа см2, от длительной нагрузки Nдл.=7267МПа см2

4.3.Определение размеров сечения колонны и расчет рабочей арматуры

Расчет колонны ведем с учетом случайного эксцентриситета. При центральном загружении и наличии только случайного эксцентриситета колонны прямоугольного сечения с симметрической арматурой кл. А-I, А-II, А-III при их расчетной длине L0<20h (420<20 30=600) можно рассчитать по несущей способности по условию:

N<γв φв(RвAв+RsAs)

Где N – расчетная продольна сила, равная N1;

γв – коэффициент условий работы (γв=0,9 при h<200мм и γв=1 при

h>200мм);

φ – коэффициент продольного изгиба, учитывающий длительность

загружения, гибкость и характер армирования;

L0-расчетная длина колонны, принимаемая равной высоте этажа

H=4,2м;

Asc-площадь сечения сжатой арматуры

Ав=вхh-площадь сечения колонны

Предварительно принимаем γ=φ=1, коэффициент армирования . Тогда требуемая площадь сечения колонны из условия несущей способности:

Принимаем Ав=вхh=25х25=625 см2

Вычисляем L0/h=420/25=16,8,

γ=1 (при h>20см). По табл. 3.20[Л-1] φв=0,75 и φч=0,82 (пологая, что Апс<As/3).

Коэффициент φ определится по формуле

φ=φв+2(φч-φв)

Определяем площадь сечения арматуры по формуле

В колоннах рабочая арматура принимается диаметром не менее 12мм. По сортаменту табл. 3.10[Л-6.1] принимаем 4 22А-II (Аsc=15,20см2)

Коэффициент армирования составляет

Полученное значение µ находится в диапазоне рекомендуемых значений (0,01-0,02).

4.4.Конструирование колонны

Колонна армируется сварным пространственным каркасом. При диаметре продольных стержней 22мм по условию технологии сварки диаметр поперечных в этом случае принят 8мм – табл. 1.2 прил.1 [Л-6.4]

Шаг поперечных стержней в сварных каркасах должен быть S<20d, но не более 500мм. Принято S=400мм<20 22=440мм и не более 500мм.

Кроме того, в голове колонны ставятся конструктивные сетки из арматуры 8A-III не менее трех штук. Консоль армируется каркасом – балочной.

Размещение рабочих и поперечных стержней в сечении колонны показано на рис.12.

Рис. 12. Размещение арматуры в сечении колонны

5.РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА