Проектирование и расчет сборных железобетонных конструкций четырехэтажного каркасного здания, длинна которого равна 40,6 м, ширина – 16,8 м, а высота этажа – 3,6 м, страница 10

 - коэффициент, учитывающий влияние сжатых полок в тавровом сечении:

 ;

где n=10 – количество продольных ребер поперечного сечения плиты;

 ;

 - коэффициент, учитывающий влияние продольных сжимающих сил.

Rbt=1.05 МПа – расчетное сопротивление бетона растяжению [     ].

Mb=2*(1+0.35+0)*1.05(100)*0.9*48.71*19.52=4 725 882=47.3кН*м

Примем допущение, что

  , отсюда

      

Возможны два расчетных случая:

1) с=с0

2) с=/=с0

Примем случай, когда трещина начинается у границы опоры, т. е. с=с0 2*h0

1.62м>2*0.195м=0.39м

То принимаем  с=с0=2*h0=39см

Тогда поперечное усилие, воспринимаемое бетоном Qb=Mb/(c=2*h0

 

Qmax=58.55 кН<Qb=121.28кН, значит, бетон самостоятельно выдерживает внешние нагрузки, поперечная арматура не требуется. Поперечную арматуру устанавливают по конструктивным требованиям [ п. 5.27. СНиП ].

На приопорных участках 1/4lпл=5580/4=1395мм поперечную арматуру располагают с шагом:      S1hпл/2

                                           S1150мм

hпл/2=220мм/2=110мм – возьмем стандартный шаг S1=100мм. Диаметр поперечной арматуры принимаем из условия свариваемости:

dsw=(1/3:1/4)ds

1/3ds=16мм/3=5.3мм

Принимаем стандартный диаметр dsw=6мм для поперечной арматуры АI(A240).

7. Расчет и конструирование колонны.

Исходные данные: высота этажа – 3.6м; количество этажей 4; сетка колонн – 6 х 6м;сечение колонны – 5.6 х 5.8; бетон тяжелый класса В20 (Rb=11.5МПа с учетом γb2=0.9); арматура класса А–II (Rs=Rsc=275МПа); расчетная длина колонны равна высоте этажа =3.6м.

Сбор нагрузок.

Грузовая площадь колонны Ариг.=5.8*5.6=32.48м2.

Расчет нагрузка от перекрытия одного этажа:

N1=q*Aгр.пл.=11.95кН/м2*32.48 м2=388.14кН,

в том числе постоянная и длительная:

N1dl=qdl*Aгр.пл.=9.35*кН/м2*32.48м2=303.69кН,

Расчет нагрузка от покрытия одного этажа:

N2=q*Aгр.пл.=6.42кН/м2*32.48 м2=208.52кН,

в том числе постоянная и длительная:

N2dl=qdl*Aгр.пл.=5.52*кН/м2*32.48м2=179.29кН,

Расчетная нагрузка от собственного веса ригеля:

 N3=Vриг.2**=0.705м3*25кН/м3*1.1=19.39кН.

Расчетная нагрузка от собственного веса колонн:

N4=Vк**=0.3375м3*25кН/м3*1.1=9.28кН.

Суммарная продольная сила в колонне с учетом коэффициента надежности по назначению:

N=((n-1)N1+N2+nN3+nN4)*=

=(3*388.14 кН+208.52кН+4*19.39кН+4*9.28кН)*0.95=1487.6кН.

Суммарная продольная сила от постоянной и длительной нагрузок:

Ndl=((n-1)N1dl+N2dl+nN3+nN4)*=

=(3*303.69кН+179.29кН+4*19.39кН+4*9.28кН=1205.05кН.

Расчет прочности нормального сечения колонны.

Условие прочности:

где – Акол – площадь сечения колонны;

Rsc – расчетное сопротивление арматуры сжатию;

 - коэффициент, учитывающий гибкость колонны и длительность действия нагрузок (коэффициент продольного изгиба);

r  и b – подбираются с учетом двух отношений параметров колонны:

    и  

где -  -

 - длина колонны;

 - высота сечения колонны;

где -  - коэффициент армирования (оптимальное значение 1-3%);

Производим подбор r  и b.

b=0.86  и   r =0.884;

 =0.86 + 2(0.884-0.86)*=0.86+0.048

Определяем =  =>

, если условие выполняется, то  - подобрано правильно, иначе пересчитываем , меняя коэффициент армирования, но если  >0.03 - повышаем прочность бетона или увеличиваем сечение колонны.

Возьмем =0.01 тогда, =275/11.5*0.01=23.9*0.01=0.239         =0.871

=

 =>       0.027-0.01>0.002 условие не выполняется.

Возьмем =0.02 тогда, =275/11.5*0.02=23.9*0.02=0.478        

=0.86+0.048*0.478=0.883

=

 =>       0.0263-(=0.02)=0.0063>0.002 условие не выполняется.

Возьмем =0.03 тогда, =275/11.5*0.03=23.9*0.03=0.717        

=0.86+0.048*0.717=0.8944

=

 =>       0.02542-(=0.03)=-0.0558<0.002 условие выполняется, принимаем =2463мм­­2 общее число арматурных стержней равно 4 диаметром 28 мм.

Проверка условия прочности:

1487.6кН<1532кН условие выполняется.

ЛИТЕРАТУРА

1.  Мандриков А.П. «Примеры расчета железобетонных конструкций»,М.,1990.

2.  Байков В. М., Сигалов Э.А. «Железобетонные конструкции», общий курс; М.,1990.

3.  Руководство по конструированию бетонных железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного напряжения),1987.

4.  СНиП №2. 03.01-84. Бетонные и железобетонные конструкции

5.  Сборник железобетонные конструкции многоэтажного каркасного здания. Методические указания- Новосибирск, 1999г.