Проектирование несущих конструкций связевого каркаса трехпролетного четырехэтажного здания, длинна которого равна 71 м, ширина – 18 м, а высота этажа – 4 м

расчете плитной конструкции удобно рассматривать полосу шириной 1м.

Покажем расчетное сечение полки – это прямоугольное сечение шириной 1000мм , так же h,h₀,a.

                                                                               а=15мм

h₀=h-a=50-15=35мм

Рисунок 13

4.6Определяем погонную расчетную нагрузку на полку.

q^р(кН/м)= q^р(кН/м²)*1м=15*1=15 кН/м

М^Р= q^p*L₀²/11=15*1.280²/11=2.2кН*М

4.7Расчет подбора арматуры в сетке.

A₀=M^P/(R_B*B*h₀²) => η

А₀=2.2/(0.9*14500*1*0.035²)=0,138 => η=0.925

Площадь сечения арматуры из проволоки класс В_Р-Ι :

R_S = 415мПА

A_S=M^P/ (R_S*η*h₀)

A_S=2.2*10⁶/(415*0.925*35)=164мм²=1.64см²

принимаем Ө5 а_S=19.6мм²=0.196см²

n= A_S/ as=1.64/0.196=8 шт

n-число стержней

s-шаг стержней

s=1000/8=125мм

С1=Ө4Вр- Ι -250/Ө5Вр- Ι -125

С2=Ө4Вр- Ι -250/Ө5Вр- Ι -125

х1=1/4* L₀ =1/4*1280=320мм 

х2=1/4*h=1/4*50=12.5мм

4.8 Расчет прочности наклонных сечений продольных ребер плиты.

 Расчет железобетонных элементов по наклонным сечениям должен производиться для обеспечения прочности на:

·  действие поперечной силы по наклонной полосе между наклонными трещинами (влияние главных сжимающих напряжений);

·  действие поперечной силы по наклонной трещине, вызывающей взаимный сдвиг двух частей изгибаемого момента;

·  на действие изгибающего момента по наклонной трещине, вызывающего взаимный поворот двух частей элемента, разделенных этой трещиной.

Q^p=q^p*L₀/2 [кН]

Q^p=15*1.28/2=9.6 кН

Q^P_MAX <=φ_B4*R_Bt*B*h₀*(1+φ_f)=0.6*0.9*1.05*0.15*0.308*(1+0.12)=29.4 кH

φ_B4- коэффициент принимаем по нормам для тяжелого бетона 0.6

φ_f -коэффициент учитывания влияния свесов наших расчетных сечений B=Вр*2=75*2=150мм

B_f’=B+3h_f’=150+3*50=300мм

h₀=h-a=350-42=308мм

а=28+28/2=42мм

если h<=100мм, аbmax=(ds; 10мм)

если h>100мм, аbmax=(ds; 15мм)

φ_f=(0.75*(B’_f-B)*h_f)/(B*h₀)=0.75*(300-150)*50/(150*308)=0.12

Q^p (9.6)<Q^P_MAX (29.4)

Условие выполняется значит поперечная арматура расчетом не устанавливается, а принимается по конструктивным соображениям, следующим образом:   

S1- шаг поперечной арматуры в при опорной зоне

S2- шаг поперечной арматуры в пролетной зоне

S1мин=(h/2=350/2=175мм или 150мм)=>следовательно S1мин =150мм

S2мин =(3*h/4=3*350/4=262.5мм или 500мм) =>следовательно S2мин =262.5мм

5. Расчет и конструирование колонны.

5.1 Сбор нагрузки на колонну первого этажа.

Сбор нагрузки на 1 м² покрытия.

Наименование нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м2	Коэффициент надежности γf	Расчетная нагрузка, кН/м2
Постоянная:
От состава покрытия	1.2	1.2	1.44
От собственного веса панели перекрытия	hпр* γжб=0,105*25=2.625	1.1	2.8875
Итого пост. от покрытия	pn=3.825		pр=4.3275
Временная на покрытие:
Снеговая (IV район):			Sp = 2.4
длительная			SрL = 1.2
кратковременная			Sрsh =1.2
От перекрытия         постоянная	3.6		4
длительная	VнL = 5.5	1.2	VрL =6.6
кратковременная	Vнsh = 3.5	1.2	Vрsh =4.2

S= S^рL +S^рsh=2.4кН/м²

S^рL =1.2кН/м²

S^рsh =1.2кН/м²

Fгр =l1*l2=6*7.1=42.6м²

p^рc.в.риг =V*γ_жб*1.1=25*1.22*1.1=33.55кН

Vколон=а*а*Нэт=0.4*0.4*4=0.64м³

p^ркол = Vколон * γ_жб *1.1=0.64*25*1.1=17.6 кН

N^рL=( p^рпокр +S^рL)*Fгр+(р^рперек+V^рL)* Fгр*(nэт-1)+nэт*p^рc.в.риг+nэт*p^ркол

N^рL=(4.3275+1.2)*42.6+(4+6.6)*42.6*(4-1)+4*33.55+4*17.6=  235.4715+451.56*(4-1)+134.2+70.4=235.4715+1354.68+134.2+70.4=1794.75кН

N^рmax=N^рL +N^рsh

N^рsh = S^рsh * Fгр+V^рsh* Fгр*(nэт-1)=1.2*42.6+4.2*42.6*(4-1)=51.12+536.76=587.88 кН

N^рmax=1794.75+587.88=2382.63кН

5.3Назначение прочностных характеристик для бетона и арматуры при проектировании колонны.

В20-Rb=11.5мПа

А300-Rsc=270мПа

Колонна многоэтажного общественного здания рассматривается как условно центрально сжатый элемент и расчет сечения её, а так же подбор арматуры выполняется по следующим зависимостям:

N^рmax =[N]min=mφ[(Rb*Ab)=(Nb)+(Rsc*(A_S+A_S’))=(N_S)]

N-усилие воспринимаемое сжатым бетоном

N-усилие воспринимаемое сжатой арматурой в колонне

m-учет сечения ствола колонны =1

Так как колонна имеет размеры сечения более 100X100 учитываем коэффициент устойчивости-φ(коэф. продольного изгиба)

(φ1)= lo / h = 4/ 0.4 = 10=>0.89

(φ2)= N^рL / N^рmax =1794.75/2382.63=0.75=>0.90

Φ=φ1+2*( φ2- φ1)* ∫=0.89+2*(0.90-0.89)*0.235=0.8947

∫- коэффициент армирования элемента

∫= Rsc / Rb *0.01=270/11.5*0.01=0.235

5.4Формула несущих способностей преобразуем к формуле несущей армотуры. 

(A_S+A_S’)= (N^рmax /m*φ* Rsc)-Ab* (Rb *0.9/ Rsc)=(2382.63*1000/1*0.8947*270)-160000*(11.5*0.9/270)=9863-6400=3463мм²

Принимаем 6Ө28 AІІ, но для упрощения схемы армирования принимаем В25-Rb=14.5мПа

(A_S+A_S’)= (N^рmax /m*φ* Rsc)-Ab* (Rb *0.9/ Rsc)=(2382.63*1000/1*0.8947*270)-160000*(14.5*0.9/270)=9863-7680=2183мм²

В итоге получаем 4Ө28 AІІ (2463мм²)

Шаг s поперечных стержней должен быть не более 500мм и не более 20d_S , где d_S – диаметр продольных стержней (в нашем случае d_S=28мм).

 По условиям сварки диаметр поперечных стержней должен быть не менее 0,25d_S (0.25*28мм=7мм) , принимаем поперечные стержни

Ø7мм АІІ. Согласно требованию норм , защитный слой бетона до рабочей арматуры должен составлять не менее 20 мм и не менее d_S  , в нашем случае -28мм.

 

                                                                         Рисунок 15.

4.9 Подбор арматуры для петель в проектируемой панели перекрытия

Петли в панели перекрытия предназначены для подъема панели. Обычно их ставят в количестве 4 штук. Нам необходимо определить диаметр плиты и ее длину.

Для этого определим нагрузку, приходящуюся на одну петлю:

 

Где g – нагрузка от собственной массы плиты; g = 31кН

1,5 – коэффициент динамичности

3 – количество петель, учитываем только 3 петли, так как при подъеме плиты канаты могут перекрутиться и нагрузка от плиты будет восприниматься тремя петлями, а не четырьмя.

N =31 кН *1.5 / 3 =15,5 кН

По таблице: Масса изделия, приходящиеся на одну петлю из стали АI(А240) [2] определяем диаметр арматуры петли.

Принимаем арматуру диаметра 10 мм.

A_S = N/R_s

R_s – расчетное сопротивление арматуры растяжению; R_s = 215МПа.

A_S =15.5 кН / 215 * 10³ кН/м² = 0,000072 м² =72мм²

A_S =72 мм²

Длину петли определим пропорционально длине петли в стандартной