Разработка вариантов схем компоновки перекрытия и выбор наилучшего решения

Усилия трещинообразования определяются по упрощенной зави­симости как для бетонного сечения

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  

где W_c- момент сопротивления бетонного сечения;

Средняя прочность бетона класса С 25/30 при растяжении f_ctm= 2,4 Н/мм²;

Напряжение в арматуре при образовании трещин

где:z=0.85d;

Относительная деформация арматуры

 

Ширина образования трещины при кратковременном действии нагрузки

При длительно действующей нормативной нагрузке

Относительная деформация арматуры

Ширина образования трещин при длительной нагрузке

Следовательно условие по раскрытию трещин выполняется, т. к. не превышают допустимых.

3.5 Расчет деформаций.

Упрощенный способ определения прогиба основан на сравнении коэффициента жесткости (l_eff/d), который косвенным образом харак­теризует деформативность конструкции, с допустимыми значениями.

Принимаем:

Проверку прогибов производят по условию

где - граничные значения коэффициента жесткости, опреде­ляемые по таблице.

Значение коэффициента δ₁:

-для балок и плит, опертых по контуру, δ = 1 при l_eff ≤7 м, δ₁ = 7,00/l_eff

при l_eff > 7 м;

-для плит, опертых точечно, δ₁= 7,50/l_eff при l_eff = 8,5 м или δ₁ = 1

 при l_eff ≤ 8,5 м.

принимаем δ₁=1

Напряжения в арматуре при f_yk = 400 Н/мм² не должны превышать

250 Н/мм². Если возникают более высокие напряжения, то вводят коэффициент

где A_s,prov- принятая площадь растянутой арматуры; A_s,red- требуемая по расчету площадь растянутой арматуры.

δ₃ = 1

Производим проверку:

      Жесткость сечения ригеля обеспечена.

4. Расчет колонны.

4.1 Нагрузки

Расчет колонны начинают с определения нагрузок, на покрытие и перекрытие. Если над верхним пролет перекрыт балкой или фермой, то нагрузка от покрытия пере­даётся на стену, а колонна нижележащих этажей воспринимает на­грузку только от перекрытий (приложение А, разрез 1-1).

В таблицах 6 и 7 выполнен подсчет нагрузок, действующих на ко­лонну четырехэтажного здания с подвалом при следующих данных: гру­зовая площадь - 36 м², высота этажей - 4,2 м, высота подвала – 2,8 м, перекрытие верхнего этажа, как и всех остальных - балочное, нормативная полезная нагрузка – 14,5 кН/м², в том числе длительного действия – 7 кН/м², город Пинск находится в первом снеговом районе. В котором снеговая нагрузка равна – 1,2 кН/м².

Таблица 6- Нагрузки на колонну, передаваемые с покрытия

Нагрузки	Нагрузки, кПа
	нормативные	Yf	расчетные
Постоянные
1 Два слоя гравия на мастике 2 Гидроизоляционный ковер 3 Цементная стяжка (5 = 0,03 м, у = 22 Н/м3) 4 Плитный утеплитель (5 = 0,1 м, у = 5 Н/м3 ) 5 Пароизоляция 6 Железобетонная плита 7 Железобетонный ригель		1,1 1,2 1,2 1,2 1,2 1,1 1,1	25,74 9,07 31,1 14,4 2,16 118,8 32,34
Итого: Временные 8 Полная снеговая 9 В т. ч. длительная	214,08	1,5 1,5	233,61 64,8 0
Суммарные 10 Полные 11 В т. ч. длительные (п. 1-7, 9)	257,28 214,08		298,41 233,61

Таблица 7 - Нагрузки на колонну, передаваемые с перекрытия

Нагрузки	Нагрузки, кПа
	нормативные	Yf	расчетные
Постоянные 1 Пол и плита 2 Ригель		1,1 1,1	158,4 32,34
Итого: Временные 3 Стационарное оборудование 4 Вес людей и материалов	173,4	1,2 1,2	190,74 151,2 324
Итого: Суммарные 5 Полные 6 В т. ч. длительные (п. 1-3)	396 569,4 299,4		475,2 665,9 341,9

Нагрузка от собственного веса колонны в пределах этажа при предварительно принятых размерах ее сечения 0,4x0,4 м составит: нормативная   0,4×0,4×4,2×25=16.8 кН,

расчетная   0,4×0,4×4,2×25×1,1= 18.48 кН,

в подвале:

нормативная  0,4×0,4×2,8×25=11.2

расчетная   0,4×0,4×2,8×25×1,1=12.32 кН.

Полученные данные позволяют вычислить нагрузки, кН, на ко­лонну каждого этажа (таблица 8).

Таблица 8 Расчетные нагрузки на колонны

Этаж	Полная нагрузка N	В том числе длительная N
4 3 2 1 Подвал	Расчетные нагрузки при γf > 1 266.1+18.48=284.58 284.58+633.64+18.48=936.7 936.7+633.64+18.48=1588.82 1588.82+633.64+18.48=2240.9 2240.9+633.64+12.32=2886.86	213.62 535.58 857.54 1179.5 1501.46
Подвал	Расчетные нагрузки при γf=1 257.28+4*569.4+4*12.32+11.2=2595.4

4.2 Расчетно-конструктивная схема

Колонны первого, а при наличии подвала - подвального этажа, рассматриваются как стойки с жестким защемлением в фундаменте и шарнирно-неподвижным закреплением в уровне междуэтажного перекрытия. Расчетная длина для такой схемы закрепления принимает­ся от обреза фундамента до оси ригеля с коэффициентом 0,7. Колон­ны остальных этажей рассчитываются как стойки с шарнирно-неподвижным опиранием в уровнях перекрытий с расчетной длиной k= Н, где Н- высота этажа.

Стыки колонн устраиваются в каждом этаже или через этаж. Ригели опираются на консоли колонн. Стык ригеля с колонной предусматри­вается жестким. Ввиду того, что жесткость ригеля выше жесткости ко­лонн, влияние изгибающих моментов на несущую способность колонн незначительно. Однако при расчете сжатых элементов всегда должны приниматься во внимание эксцентриситеты от неучтенных факторов, которые суммируются с эксцентриситетом приложения продольной силы. Значение случайных эксцентриситетов принимаются не менее 1/600 расчетной длины