Расчет и конструирование сборного ригеля. Расчет и конструирование колонны

Страницы работы

Фрагмент текста работы

значение с вычисляют по формуле                   с =  =  = 102,7 см < 3,33 h0 = 133 см. При этом Qb= Мb/c=10001880/102,7=97000 Н> Qb.min= 71000 Н. Длина проекции расчетного наклонного сечения c0===102.7 см. Следовательно с0=с=102,7 см<2h0=84 см. Вычисляют Qsw=qsw×c0=960×102,7=98000 H.

Условие прочности Qb+Qsw=97000+98000=195000 H>115000 H.

Проверка прочности по сжатой полосе между наклонными трещинами:

mw=Asw/b×s=0,556/30×15=0,0012

a=Es/Eb=200000/27000=7,5

jw1=1+5×a×mw=1+5×7,5×0,0012=1,045

jb1=1-0,01×Rb=1-0,01×0,9×14,5=0,87

Условие Q=115000H<0,3×jw1×jb1×Rb×b×h0=0,3×0,87×1,045×0,9×14,5×30×42×100=448000 Н.

4.1.5.Конструирование арматуры ригеля.

Ригель армируют двумя сварными каркасами в пролетной части. Часть продольных стержней каркасов обрывают в соответствии с изменением огибающей эпюры моментов и по эпюре арматуры ( материалов ). Обрываемые стержни заводят за место теоретического обрыва на длину заделки W.

Строим эпюру арматуры.

Для арматуры 2Æ20 с As=6,28 см2; m=As/b×h0=6,28/30×42=0,005; x=m×Rs/Rb=0,005×27,96=0,14; z=0,93; M=Rs×As×z×h0=365×6,28×0,93×42×100×10-5=89,5 кН.

Для арматуры 4Æ20 с As=12,56см2; m=As/b×h0=12,56/30×42=0,014; x=m×Rs/Rb=0,014×27,96=0,279; z=0,86; M=Rs×As×z×h0=365×12,56×0,86×42×100×10-5=165,58 кН. Длина анкеровки W4=Q/2qsw+5d=95150/2×960+5×2=60 см=30d=60 см.

Для арматуры 2Æ20 с As=4,02см2; m=As/b×h0=4,02/30×42=0,0032; x=m×Rs/Rb=0,0032×27,96=0,089; z=0,956; M=Rs×As×z×h0=365×4,02×0,956×100×10-5=58,9 кН. Длина анкеровки W4=Q/2qsw+5d=39,65/2×960+5×1,6=29 см.

Сечение 5-5:

В данном сечении арматура 4Æ16 с As=8,04см2; m=As/b×h0=8,04/30×42=0,0064; x=m×Rs/Rb=0,0064×27,96=0,179; z=0,91; M=Rs×As×z×h0=365×8,04×0,91×42×100×10-5=112,6 кН.. 

4.2.Расчет и конструирование колонны.

4.2.1.Расчетная схема и нагрузки.

Расчет и определение внутренних усилий в колонне производим согласно данных таблицы 1 с помощью ЭВМ.

М=31 кНм, N=780 кН;в т.ч. длительная: Ml=14,1 кНм, Nl=354 кН.

4.2.2.Характеристики прочности бетона и арматуры.

Бетон тяжелый класса В20; расчетные сопротивления при сжатии Rb=11,5 МПа: при растяжении Rbt=0,9 МПа; коэффициент условий работы бетона gb2=0,9; модуль упругости Eb=27000 МПа.

Арматура продольная рабочая класса А400, расчетное сопротивление Rs=365 МПа, модуль упругости Es=200000 МПа.

4.2.3.Подбор сечения симметричной арматуры.

Рабочая высота сечения h0=h-a=30-4=26 см, ширина b=30 см.

Эксцентриситет силы е0=М/N=31/780=0,04 м. Данный эксцентриситет принимаем для расчета статически неопределимой системы.

Находим значение моментов в сечении относительно оси, проходящей через центр тяжести наименее сжатой (растянутой) арматуры. При длительной нагрузке М1l=M1+Nl×(h/2-a)=14,1+354×(30/2-4)=53,04 кНм; при полной нагрузке M1=31+780×0,16=116,8 кНм.

Отношение l0/r=300/0,289×30=34>14, где r – радиус ядра сечения.

Выражение для критической продольной силы при прямоугольном сечении с симметричным армированием принимает вид:

Ncr=

Для тяжелого бетона jl=1+M1l/M1=1+53,04/116,8=1,45.Значение d = e0/h = 0,04/0,4= 0,1<dmin= 0,56.Отношение модулей упругости a=Es/Eb=200000/27000=7,4.

Задаемся коэффициентом армирования m=2As/A=0,025 и вычисляем критическую силу:

Ncr== 62569 кН

Вычисляем коэффициент h:

h=1/(1-N/Ncr)=1/(1-355/62569)=1,013

Значение е равно е=е0×h+h/2=0,04×1.012+0,15=0,1905 м.

Определяем граничную относительную высоту сжатой зоны:

xR=0,77/(1+365/500×(1-0,77/1,1))=0,6

Вычисляем:

<xR=0,6

Т.к. x<xR следовательно определяем площадь арматуры по формуле:

Арматуру принимаем по минимальному коэффициенту армирования:

As=mA/2=(0,025×900)/2=11,25 см2

Принято 2Æ28 А400 с Аs=12,32 см2.

4.2.4.Расчет консоли колонны.

Вертикальная нагрузка от ригеля передается на колонну через консоль.

Ширину консоли принимают равной ширине колонн, а вылет определяют из условия обеспечения прочности ее под концом ригеля.

где Q=0.5qp*lp=0.5*68.3*6.55=223.7kH – нагрузка ,передаваемая от ригеля на консоль;

b-ширина ригеля=300мм;

c=зазор между торцом ригеля и колонной(С=50мм)

Принимаем lcon=200мм=20см, что кратно 50мм(обычно lcon=200…300)

Расстояние от грани колонны до точки приложения силы Q равно

сon-

Полезную высоту консоли находят по формуле:

=

Высоту консоли у грани колонн  принимают кратно 50мм. Принимаем h1=200мм. Верхнюю продольную арматуру подбирают на восприятие изгибающего момента, увеличенного на 25%.

Принимаем  2Æ18А300 с АS=402мм2.

Поперечное армирование коротких консолей выполняют горизонтально хомутами. Шаг хомутов принимают не более h/4=125мм и не более 150мм. Принимаем SW=120мм.

Вычисляем коэффициент армирования.

 

Расчет фундаментов.

Сечение колонны 30x30 см. Усилия колонны у заделки в фундаменте:

N = 695,85 кН.

М = 7,877 кН*м.

l0 = М/N = 41/780 = 0,05

Расчет фундаментов на продавливание.

Определяем вес фундамента и грунта на его уступах с учетом g f=1,1 – для железобетона и g f=1,15 для насыпного грунта:

Определяем значения нагрузки на уровне подошвы фундамента:

Максимальное значение контактного давления:

Рассмотрим два случая образования пирамиды продавливания:

1.  Продавливание от нижней грани колонны. В этом случае наименьшей гранью пирамиды продавливания будет трапеция bcde.

Так как b-bс=1,8-0,3=1,5>2*0,25=0,5;

bр=0,3+0,25=0,55м

Условие продавливания:

 выполняется.

Прочность на продавливание от колонны обеспечена.

2.  Продавливание от второй ступени фундамента. В этом случае:

Так как b-bс=1,8-0,3=1,5>2*0,25=0,5;

bр=0,9+0,25=1,15м

Условие продавливания:

 выполняется.

Прочность на продавливание от колонны обеспечена.

Определение осадки фундамента.

Вычисляем ординаты эпюры природного давления и вспомогательной эпюры  0,2szg, необходимой  для определенной глубины расположения нижней границы сжимаемой толщи грунта:

-на поверхности земли (отметка природного рельефа NL):

szg=;0,2szgF=194,6

-на уровне подошв  фундамента:            

szgF=;0,2szg,F=164,6

-на контакте 2 и 3 слоев:

szg,(2-3)= ;0,2szg,(2-3)=126,4

-на контакте 3 и 4 слоев с учетом взвешивающего действия воды  

szg,(3-4)=;0,2szg,(3-4)=116,2

-то же без учета взвешивающего действия воды:

szg,(3-4)= ;0,2szg,(3-4)=112,6

-на границе 4и 5 слоев:                                                       

szg,(4-5)=;0,2szg,(4-5)=93,2

-на нижней границе разреза:                                                                  

szg,(5)=;0,2szg,(5)=25,1

Полученные значения ординат эпюры природного давления  szg и вспомогательной эпюры 0,2szg вынесены на расчетной схеме

Похожие материалы

Информация о работе