Проектирование трехэтажного промышленного здания (высота этажа – 5 м, район строительства – г. Вологда)

Страницы работы

Фрагмент текста работы

Скрытые стыки можно осуществить с подрезкой торца ригеля и опиранием его на железобетонную или металлическую консоль колонны высотой, не превышающей высоту подрезки. Такие стыки применяют для общественных зданий. Стыки с подрезкой ригеля проектируются для восприятия небольших нагрузок. Они также обладают меньшей жесткостью по сравнению со стыками без подрезки ригеля.


2. Плита перекрытия

Плиты опираются свободно одним концом на ригель, другим – на ригель или стену. Расчетный пролет принимаем равным расстоянию между центрами опорных площадок – 6м. Нагрузки, складывающиеся из постоянных и временных, в том числе из кратковременно и длительно действующих, сведем в таблицу 1.

Таблица 1 Нагрузки на плиту перекрытия

Нагрузки, кПа

Нормат.

γf

Расчёт.

Постоянные

1

Пол

0,50

1,2

0,60

2

Плита перекрытия

3,00

1,1

3,30

Итого

3,50

3,90

Временные

3

Стационарное оборудование

2,00

1,2

2,40

4

Вес людей и материалов

5,00

1,2

6,00

Итого

7,00

8,40

Суммарные

5

Полные

10,50

12,30

6

В т.ч. длительные

5,50

6,30

3. Расчет ригеля

3.1. Нагрузки

Таблица 2 Подбор сечения ригеля

Наименование

Формула

Расчёт

1

Расчетная призменная прочность бетона для В20, МПа

Rb=

11,5

2

Полная суммарная нагрузка, кПа

gп=

12,30

3

Длина ригеля, м

Lр=

5,8

4

Полная нагрузка на ригель, кПа

g=Lрgп

71,34

5

Расчетный изгибающий момент для свободно опертой балки наибольшего из пролетов без учета нагрузки от ее собственного веса, кНм2

М=(Lр2g)/8

299,98

6

Рабочая высота, м

ho=1,85(M/Rb)1/2

0,549

7

Высота сечения, м

h=ho+0,05

0,599

8

Ширина сечения, м

b=ho/2,4

0,229

9

Принимаем, м

ho

0,60

10

b

0,25


Таблица 3 Нагрузки, действующие на ригель

Нагрузки

Нормат.

γf

Расчёт.

Постоянные

1

Пол

2,90

1,2

3,48

2

Плита перекрытия

17,40

1,1

19,14

3

Ригель 25х60 см

3,75

1,1

4,13

Итого

24,05

26,75

Временные

3

Стационарное оборудование

11,60

1,2

13,92

4

Вес людей и материалов

29,00

1,2

34,80

Итого

40,60

48,72

Суммарные

5

Полные

64,65

75,47

6

В т.ч. длительные

35,65

40,67

Таблица 4 Подбор коэффициента φb2

Наименование

Формула

Расчёт

1

Отношение, суммарной длительной нагрузки к суммарной полной

ql/q

0,539

2

Коэффициент

φb2=0,9/(ql/q)

1,67

3

Допустимое значение коэффициента

φb2

1,1

4

Принято

φb2

1,1

3.2. Подбор продольной арматуры и расчет несущей способности ригеля.

Арматура подбирается для всех пролетов и опор по максимальным пролетным и опорным изгибающим моментам с учетом их перераспределения и симметрии конструкции. Опорная арматура в связи с выравниванием моментов может быть одинаковой для всех опор.

h=

0,60

м

b=

0,25

м

Класс бетона

В25

φb2=

1,1

Rb=1,1*11,5

12,65

МПа

Арматура класса

А-II

Rsc=Rs=

280

МПа


Таблица 5

Формулы и обозначения

Пролеты

Опоры

1

2

В

С

+

+

-

-

-

Подбор арматуры

1.1.

М, кНм

197

145

59

197

172

1.2.

ho

0,55

0,55

0,55

0,55

1.3.

Во=М/Rbbho2

0,206

0,152

0,206

0,180

1.4.

ξ=1-(1-2Во)1/2

0,233

0,165

0,233

0,200

1.5.

Аs=Rbbξho/Rs,см

14,48

10,26

14,48

12,41

Сечение

Состав

количество

2

2

2

2

2

диаметр, мм

22

18

22

22

20

количество

2

2

2

2

диаметр, мм

22

18

22

20

площадь

7,60

5,09

7,60

7,60

6,28

площадь

7,60

5,09

7,60

6,28

Площадь

15,20

10,17

7,60

15,20

12,56

Расчет несущей способности при необорванных стержнях

2.1.

Аs,см2

15,20

10,17

7,60

15,20

12,56

2.2.

Аs',см2

7,60

2.3.

а=ΣАisai/As, см

5,65

5,05

3,30

3,30

3,00

2.4.

ho=h-a,м

0,544

0,550

0,567

0,567

0,570

2.5.

a' ,м

0,0033

2.6.

ξ=(RsAs-RscAs')/Rbbho

0,248

0,041

0,119

0,237

0,195

2.7.

2а'/ho

0,012

2.8.

Во=ξ(1 - 2ξ)

0,217

0,112

0,209

0,176

2.9.1.

М=BoRbbho2+ RscAs'(ho-a'),кНм

202,6

113,5

212,6

180,9

2.9.1.

М=RsAs'(ho-a'),кНм

155,6

Выполняется  М<Мрасчет

ДА

ДА

ДА

ДА

ДА

При двух оборваных стержнях

2.10.

Аs,см2

7,60

5,09

7,60

6,28

2.11.

Аs',см2

2.12.

а, см

3,30

2,90

3,30

3,00

2.13.

ho=h-a,м

0,567

0,571

0,567

0,570

2.14.

ξ=(RsAs-RscAs')/Rbbho

0,119

0,079

0,119

0,098

2.15.

Во=ξ(1-2ξ)

0,112

0,076

0,112

0,093

2.16.1.

М=BoRbbho2+ RscAs'(ho-a'),кНм

113,5

78,1

113,5

95,3

2.16.2.

М=RsAs'(ho-a'),кНм


3.3. Подбор поперечной арматуры

При расчете поперечной арматуры обычно задаются диаметром поперечных стержней, который из условия сварки связан с диаметром продольных стержней (при одностороннем расположении стержней – 0,25 диаметра продольного стержня, при двустороннем расположении – 0,5).

При назначенном диаметре поперечных стержней отыскивается их шаг в для крайних и средних четвертей каждого пролета ригеля

qsw,max – максимальное значение поперечной силы, воспринимаемой поперечными стержнями на единицу длинны элемента.

Исходными данными для расчета служат значения поперечных сил в опорных сечениях и максимальные в средних четвертях пролета.

Принимаем шаг хомутов, который должен быть не более максимального Smax = φb4Rbtbho2/Q.

Соблюдение этого условия предотвращает разрушение по наклонному сечению, проходящему между соседними плоскостями хомутов, по которому вся поперечная сила воспринимается только бетоном.

Прочность поперечного сечения по наклонной полосе между наклонными трещинами зависит от интенсивности поперечного армирования, размеров сечения и прочности бетона на сжатие.

1 пролета ho=

0,54

м

2 пролета ho=

0,55

м

2ho=

1,09

м

2ho=

1,10

м

b=

0,25

м

Класс бетона

В25

Es=

2,10E+05

Rb=1,1*11,5=

12,65

МПа

Eb=

2,40E+04

Rbt=1,1*1,05=

1,155

МПа

φb2=

2

Арматура класса

А-I

φb3=

0,6

Rsw=

225

МПа

φb4=

1,5

Число ветвей

2

φnf=  

0


Таблица 6 Подбор поперечной арматуры вригеле и расчет его несущей способности по поперечной силе

Формула или обозначение

Четверти I пролета

Четверти II пролета

Левая

Правая

Средние

Левая

Правая

Средние

Обоснование необходимости расчета

1.1.

Q,кН

189

253

224

219

1.2.

Q(3L/4)=(3Qпр-Qл)/4

142,5

108,25

1.3.

φb3Rbtbho, кН

94,2

94,2

94,2

94,2

94,2

94,2

1.4.

Q<>φb3Rbtbho

Подбор поперечной арматуры 

2.1.

φb2Rbtbho2, кН

170,6

174,7

2.2.

gsw=Q2/(4φb2Rbtbho2), кН/м

52,35

93,81

29,76

71,81

68,64

16,77

2.3.

Со=(φb2Rbtbho2/qsw)1/2

1,81

1,35

2,39

1,56

1,60

3,23

2.4.

Co<>2ho

2.5.

qsw=0,5Q/2ho ,кН/м

86,94

116,38

65,55

101,82

99,55

49,20

2.6.

qsw=φb3Rbtb/2  ,кН/м

86,6

86,6

86,6

86,6

86,6

86,6

2.7.

dsw ,мм

12

12

12

10

10

10

2.8.

Asw=2πdsw2 /4 ,см2

2,26

2,26

2,26

1,57

1,57

1,57

2.9.

S=RswAsw/qsw, max

0,585

0,437

0,587

0,347

0,355

0,408

2.10.

Smaxb4Rbtbho/Q , м

0,677

0,506

0,898

0,585

0,598

1,210

2.11.

S<h/3 и S<500  мм

0,200

0,200

0,200

0,200

S<0,75h

0,450

0,450

2.12.

Принято  S, мм

200

200

450

200

200

450

Проверка прочности

3.1.

qsw=RswAsw/S,кН/м

254,3

254,3

113,0

176,6

176,6

78,5

3.2.

Соb2Rbtbho2/qsw

0,819

0,819

1,228

0,995

0,995

1,492

3.3.

Co<>2ho

3.4.1.

Qwb = 2(φb2Rbtbhoqsw)1/2 ,кН

417

417

351

351

3.4.2.

Qwb= 2hoqswb2Rbtbho2/Co ,кН

262

203

3.5.

Q<>Qwb

Проверка достаточности бетонного сечения 

4.1.

φb1=1-0,01Rb

0,874

0,874

4.2.

μsw100=(Asw/bs)*100

0,45

0,45

0,20

0,31

0,31

0,14

4.3.

α= Es/Eb

8,75

8,75

4.4.

φw1=1+ 5αμsw

1,20

1,20

1,09

1,14

1,14

1,06

4.5.

Qc=0,3Rbbhoφb1φw1

540

540

490

518

518

484

4.6.

Q<>Qc


3.4.Обрыв продольных стержней

Различают теоретическое и практическое места обрыва стержней. Теоретическое находиться в сечении где обрываемый стержень не нужен по эпюре моментов. Для этого используют результаты расчетов несущей способности при двух оборванных стержнях. Расстояние от теоретического обрыва до практического определяется по формуле

Таблица 7 Расчет обрыва продольных стержней

Формула или обозначение

Арматура первого пролета

Арматура второго пролета

Пролетная

Опорная

Пролетная

Опорная

Слева

Справа

I гр

II гр

Слева

Справа

Слева

Справа

1

М, кНм

113,5

113,5

-113,5

0

78,1

78,1

-113,5

-95,3

2

Загружение

1

1

2

2

2

3

1

1

3

q=g, кН/м

26,75

26,75

26,75

26,75

4

Msup,l, кНм

1,0

0,0

172,0

172,0

5

Msup,r, кНм

172,0

172,0

172,0

172,0

6

q=g+p ,кН/м

75,47

75,47

75,47

75,47

7

Msup,l, кНм

0

0

172,0

197,0

8

Msup,r, кНм

172,0

172,0

172,0

165,0

9

b=0,5l+(Msup,l - Msup,r)/ql ,м

2,51

2,51

1,80

1,79

2,90

2,97

2,90

2,90

10

C=2(M+Msup,l)/q ,м2

3,01

3,01

-8,41

0,00

6,63

7,29

4,38

5,73

11

X1:2=b+(b2-C)1/2

0,70

4,32

5,21

3,58

1,57

4,22

4,91

4,54

12

Q1:2=0,5q(1-2X1:2)+(Msup,l - Msup,r)/l,кН

136,62

-136,62

-91,26

-47,91

100,72

-93,89

-53,72

-43,76

13

Сечение Asw : состав

арматура класса

А-I

А-I

А-I

А-I

А-I

А-I

А-I

А-I

диаметр, мм

12

12

12

12

10

10

10

10

площадь, см2

2,26

2,26

2,26

2,26

2,26

2,26

2,26

2,26

14

S, м

0,45

0,45

0,2

0,2

0,45

0,45

0,2

0,2

15

qsw = RsAsw/S ,кН/м

140,7

140,7

316,5

316,5

140,7

140,7

316,5

316,5

16

d, мм

22

22

22

20

18

18

20

20

17

W >Q1:2/2qsw + 5d ,м

0,596

0,596

0,254

0,176

0,448

0,424

0,185

0,169

18

W>20d ,м

0,44

0,44

0,44

0,4

0,36

0,36

0,4

0,4

19

440

440

250

170

360

360

180

160


3.5. Расчет деформаций

Прогиб определяем в первом пролете при невыгодном загружении. Поэтому прежде всего вычисляются изгибающие моменты от нормативных нагрузок для оплрного и пролетного сечений.Для расчета необходимо вычисление величины  Wpl – момента сопротивления сечения с учетом пластических деформаций. Эта величина подсчитывается для пролетного и опорного сечений.

Таблица 8 Пролетный и опорный моменты в первом пролете от полных и длительных нагрузок при невыгодном для пролета загружении

Загружение

Сечение

индекс

схема

Пролетное

Опорное

М, кН

М, кН

1

Полные нагрузки

310

qn=

24,1

0,080

202,67

0,100

149,19

320

pn=

40,6

0,101

0,050

2

Длительные

310

qnl=

24,1

0,080

104,14

0,100

100,42

320

pnl=

11,6

0,101

0,050


b=

0,25

м

В пролете hо=

0,544

м

Es=

2,10E+05

МПа

На опоре ho=

0,567

м

Eb=

2,40E+04

МПа

Rb,ser=

18,5

Мпа

Rbt,ser=

1,6

Мпа

α=

Es/Eb

8,75

Арматура опорная As=

15,20

см2

b=

0,9

Пролетная As=

15,20

см2

Таблица 9 Расчет кривизн в опорном  и пролетном сечениях ригеля

Похожие материалы

Информация о работе