Проектирование семиэтажного железобетонного каркаса жилого дома

5.3           Определение внутренних усилий

От полной расчётной нагрузки

От собственного веса

От полной расчётной нагрузки

5.4           Расчет по предельным состояниям первой группы

5.4.1    Расчет по нормальному сечению

Расчётным является прямоугольное сечение.

, не требуется устанавливать сжатую ненапрягаемую арматуру в верхней зоне.

Площадь растянутой напрягаемой арматуры:

Принимаем 4 Æ18 А800, .

5.4.2    Расчет по наклонному сечению

Расчет на действие поперечной силы

Максимальная поперечная сила в сечении

 кН;

Находим

Здесь

-усилие предварительного обжатия;

Так как , то требуется постановка поперечной арматуры.

Принимаем два каркаса с арматурой Æ10А400 () и шагом поперечных стержней 150 мм .

Тогда

Поперечная сила, воспринимаемая хомутами

Поперечная сила, воспринимаемая бетоном

Наихудшее значение с при равномерной нагрузке:

Условие прочности наклонного сечения по поперечной силе выполнено.

Расчет на действие изгибающего момента

Длина зоны передачи напряжений

,

где ;

 (для горячекатаной и термически упрочнённой арматуры класса А).

Расстояние от торца панели до начала зоны передачи напряжений:

.

Определяем момент, воспринимаемый продольной напрягаемой арматурой 4 Æ18 А800, , .

;

.

Длина площадки опирания .

Определяем момент, воспринимаемый продольными нижними стержнями каркасов 2Æ10А400, , .

Вычисляем момент, воспринимаемый поперечной арматурой:

;

.

Отсюда

;

;

Несущая способность обеспечена.

5.5 Расчет по предельным состояниям второй группы

Площадь приведённого сечения

Статический момент площади приведённого сечения относительно нижней грани:

Момент инерции приведённого сечения относительно его центра тяжести

где  – расстояние от центра тяжести напрягаемой арматуры до центра тяжести приведённого сечения, .

Рассчитываем момент сопротивления приведённого сечения:

– относительно нижней грани

– относительно верхней грани

– определяем радиусы инерции

Способ натяжения электротермический. Находим первые потери:

.

Потери от релаксации напряжений в арматуре: . Потери от деформации формы учитываются в расчёте требуемого удлинения при электротермическом натяжении, поэтому . Потери от деформации анкеров учитываются при расчёте удлинения, поэтому . Следовательно, . Усилие предварительного обжатия с учётом первых потерь: .

5.5           Расчет полки ригеля

Погонная нагрузка на консоль ригеля от плиты:

 кН/м

Расчетная длина консоли:

 мм,

где lk=125 мм – длина консоли ригеля.

Расчетный момент консоли:

;

;

;

.

Площадь требуемой арматуры находим по формуле:

 см2.

Принимаем 5 поперечных стержней Æ4В500,  см2. Шаг стержней 200 мм. Продольные стержни сетки принимаем конструктивно Æ6В500. Шаг стержней 250 мм.

5.6           Проверка прочности верхней зоны ригеля

Прочность бетона при расчете принимается равной передаточной  МПа.

Усилие обжатия в предельном состоянии:

,

где  – коэффициент точности натяжения арматуры;

= 533,5 МПа – предварительное напряжение с учетом первых потерь;

 – для стержневой арматуры;

Момент обжатия относительно верхней арматуры:

кНм,

где  мм – расстояние от центра тяжести приведенного сечения до центра тяжести растянутой арматуры.

Момент от собственного веса в зоне монтажной петли

, кНм

кд – коэффициент динамичности®1,4 (при монтаже)®1,6 (при транспортировке); с – принимается равной 650 мм.

;

.

Определяем требуемое количество арматуры в верхней зоне:

см2,

где  – расчетное сопротивление арматуры растяжению, расположенной в верхней зоне ригеля.

Принимаем 2 Æ18 А400, .

6. Проектирование и расчет колонны

6.1           Сбор нагрузок

Грузовая площадь:

Класс бетона для колонн: В35 (,).

Класс продольной арматуры: А400 (,).

Назначаем предварительные размеры колонн:

.

Принимаем колонны прямоугольного сечения: 400х400 мм.

Расчетные длины колонн:  – для рядовых колонн;

 – для колонны подвала.

Собственный вес всех колонн:

6.2           Расчет по нормальному сечению

В первом приближении принимаем:  – процент армирования.

Т.к.  и , то ,

,  определяются по таблицам 3.5, 3.6 пособия к СП 52–101–2003.

По требуемой площади принимаем арматуру 4Æ16 А400: .

Проверка несущей способности:

Несущая способность обеспечена.

.

Арматуру хомутов назначаем конструктивно Æ8 А400, исходя из условий свариваемости. Шаг хомутов принимаем 350 мм.

6.3           Расчет оголовка колонны

По конструктивным требованиям количество сеток должно быть не менее 4. Зададимся арматурой для сеток: Æ6 А400.

Шаг сеток – S=100 мм ().

Размер ячейки – 60х60 ().

Определяем коэффициент косвенного армирования:

- количество стержней;

 – площадь поперечного сечения одного стержня;

 – конструктивная длина одного стержня;

- площадь бетона между крайними стержнями сетки.

- площадь смятия (принимается по площади пластинки ).

Расчетное сопротивление бетона сжатию при местном действии нагрузки:

Приведенное расчетное сопротивление бетона сжатию с учетом косвенной арматуры в зоне местного сжатия:

Проверяем оголовок на смятие:

Условие выполняется.

6.4           Расчет консоли колонны

;

;

,

где ;

;

Требуемая площадь арматуры в верхней части консоли:

Принимаем: 2Æ18 А400 (). Принимаем пластину из стали С245 толщиной 14 мм.

Арматуру внизу сечения принимаем конструктивно: 2Æ18 А400.

Усилие в пластине:

; ;

Проверка: ;

.

Условие выполняется.

6.5           Расчет колонны на стадии изготовления, транспортирования и монтажа

Проверка прочности верхней зоны колонны

Проверяется сечение I–I у мест установки подкладок (рис. 23), где в верхней зоне возникает растяжение от собственного веса колонны.

Нагрузка от собственного веса принимается с коэффициентом динамичности , равным 1,4 при монтаже и 1,6 при транспортировке. Прочность бетона при расчете принимается равной передаточной . При этой прочности соответственно определяются расчетные сопротивления бетона и .

Определяем усилия, действующие на стадии изготовления.

Момент от собственного веса в зоне подкладок:

,

где  – собственный вес колонны, кгс/м;

 – расстояние от торца до подкладок, принимаем 1000 мм.

Момент от собственного веса в середине пролета:

,

Далее по максимальному моменту  вычисляем относительный момент  и коэффициент :

.

Расчетное сопротивление бетона принимаем:

.

Рассчитывается требуемое количество арматуры в верхней зоне:

,

Сравниваем требуемое значение с принятым:

Прочность верхней зоны обеспечена, так как принятая площадь верхней арматуры более требуемой по расчету.

Проверка трещиностойкости на стадии транспортировки

Проверяем выполнение условия отсутствия трещин по формуле:

.

Рассчитываем пластический момент сопротивления по формуле:

.

Определяем из условия набора прочности бетона 70%:

Проверяем условие: .

Условие не выполнено, следовательно ставим еще одну опору (рис. 24).

Условие выполнено, следовательно трещины не образуются.

Список используемой литературы

1.    СНиП 2.03.01–84*. Бетонные и железобетонные конструкции. /Госстрой России, 2000.

2.    СНиП 2.01.07–85*. Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования. /Госстрой России, 2003.

3.    СНиП 2.03.11–85*. Защита строительных конструкций от коррозии. – М.: Стройиздат, 1988.

4.    Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного натяжения арматуры. – М.: Стройиздат, 1989.

5.    Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов. – М.: Стройиздат, 1988. Части. 1,2.

6.    ГОСТ 21.101–97. Основные требования к проектной и рабочей документации.

7.    ГОСТ 21.501–93. Правила выполнения архитектурно–строительных чертежей.

8.    Методические указания к курсовому и дипломному проектированию. Проектирование железобетонных многопустотных плит перекрытий. ПермГТУ, 2002.

9.    СНиП 52–01–2003. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. – М.: ФГУП ЦПП, 2004. –24 с.

10.       Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции. – М.: Стройиздат, 1991.

Страницы: 1, 2, 3