Определение усилий в элементах монолитной рамы. Расчет колонны монолитной рамы. Расчет неразрезной балки монолитной рамы

3. РАСЧЕТНО-КОНСТРУКТИВНЫЙ РАЗДЕЛ

3.1 Определение усилий в элементах монолитной рамы

Рис.  3.1  Схема монолитной рамы

Таблица 3.1  Координаты узлов рамы

3.1.1 Сбор нагрузок.

Таблица 3.2      Нагрузки на 1м2 покрытия                                        

Город г. Новополоцк находится в IIБ районе по весу снегового покрова.

Поскольку, проектируемое здание предназначено для эксплуатации на территории РБ (по СНиП 2.01.07-85,с учетом изменения №1), полное нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия , следует определять по формуле:

, где Sо =1,2 - нормативное значение веса снегового покрова на 1м2 горизонтальной поверхности земли, µ=0,66 ,т.к. α<27, µ - коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие, α-угол покрытия, град.

Расчетное значение снеговой нагрузки получаем умножением нормативного значения на 1,6:

Линейно-расперделенная нагрузка действующая на чердачный ригель   будет равна половине распределенной нагрузки умноженной на ширину кровли равной l=2800 мм.

Таблица 3.3      Нагрузки на 1м чердачного ригеля                                      

Таблица 3.5           Нагрузки на 1м2 чердачного перекрытия

Линейно-расперделенная нагрузка действующая на чердачный ригель   будет равна половине распределенной нагрузки умноженной на длину плиты перекрытия равной l=4900 мм.

Таблица 3.6      Нагрузки на 1м чердачного ригеля    от чердачного перекрытия                         

Таблица 3.7    Нагрузки на 1м2  типового перекрытия                                            

Таблица 3.8      Нагрузки на 1м ригеля            от перекрытия                                 

При расчете нагрузок на подошву колонны следует учитывать собственный вес.

Статический расчёт каркаса здания и определение расчётных усилий были произведены в программе Raduga.

3.1.2 Статический расчет рамы.

Рис.  3.2   Расчётная схема монолитной рамы здания (постоянная нагрузка).

Рис.  3.3   расчётная схема монолитной рамы здания (постоянная+временная нагрузка).

Рис.  3.4   нумерация узлов и стержней

Рис.  3.5   Эпюра изгибающих моментов(постоянная нагрузка)

Рис.  3.6   Эпюра продольных сил (постоянная нагрузка)

Рис.  3.7   Эпюра поперечных  сил (постоянная нагрузка)

Рис.  3.8   Эпюра изгибающих моментов (постоянная+временная нагрузка)

Рис.  3.9   Эпюра продольных сил (постоянная+временная нагрузка)

Рис.  3.10   Эпюра поперечных  сил (постоянная + временная нагрузка)

По эпюрам внутренних усилий можно сказать, что наиболее неблагоприятной является комбинация нагрузок постоянная + снеговая, поэтому расчетные внутренние усилия в табличной форме получаем только для этого сочетания нагрузок.    

3.2  Расчет колонны монолитной рамы

Были получены следующие результаты (для колонны подвала):

- нагрузка от собственного веса колонны:

- при комбинации нагрузкок максимальное продольное усилие

N_мах = 457,04+52,8=509,88 кН, и соответствующий изгибающий момент                    M = 0,187 кНм.

- при постоянных (длительных)  нагрузках N_l = 417,12+52,8=469,92 кН, и соответствующий изгибающий момент M_l = 0,182 кНм.

3.2.1  Характеристики прочности бетона и арматуры.

Определим по /17/ и приложению характеристики прочности бетона с учетом заданной влажности окружающей среды для класса эксплуатации ХС3.

Бетон тяжелый, естественного твердения, класса С25/30:

g_с = 1,5; f_cd= f_cd /g_с = 25/1,5= 16,67 МПа; f_cdt = 3,3/1,5= 2,2 МПа; E_s = 20000 МПа.

Арматура периодического профиля класса S400, нормативное сопротивление f_yd= 400 МПа., расчётное  сопротивление f_yd= 365 МПа. Согласно табл.6.5 /16/.

3.2.2 Подбор сечений симметричной арматуры.

A_S1 = A_S2

Рабочая высота сечения d = h – c = 40 – 4 = 36см, ширина b = 40см.

Эксцентриситет силы: е_о = M/N = 18,7/509,88=0,04см.

Случайный эксцентриситет: е_о = h/30 = 40/30 = 1,34см, или еo = l_col/600 = 330/600 = 0,55 см, но не менее 1см.

Так как эксцентриситет силы е_о = 0,04 см меньше случайного эксцентриситета е_о =1,34 см,  принимаем  для расчёта статически неопределимой системы е_о =1,34 см.

Найдем значение моментов в сечении относительно оси, проходящей через центр тяжести растянутой арматуры с учётом случайного эксцентриситета