Проектирование основных несущих конструкций 6-этажного промышленного здания без подвала

Поперечное армирование второстепенной балки: а – для крайнего пролета; б – для средних пролетов

6.3.5 Построение огибающей эпюры, эпюры моментов и определение мест обрыва продольных стержней

Огибающая эпюра изгибающих моментов строится для двух схем загружения. В первой схеме полная нагрузка g+p – в нечетных пролетах и условная постоянная нагрузка g+p/4 – в четных пролетах, во второй схеме полная нагрузка  g+p – в четных пролетах и условная постоянная нагрузка g+p/4 – в нечетных пролетах.

Отношение p/g= 18/5,974=3.

Для построения эпюры материалов определим несущую способность балки в расчетных сечениях при оставшихся (необорванных) стержнях. Расчет сведен в таблицу 6.7.

Таблица 6.7 – Расчет несущей способности балки при оставшихся (необорванных) стержнях              

№ п/п	Формулы и обозначения	Крайний пролет	Средний пролет	Первая промежуточная   опора	Средняя промежуточная    опора
1	Площадь оставшейся арматуры, см2	2Ø14 3,08 см2	2Ø12 2,26 см2	2Ø14 3,08 см2	2Ø14 3,08 см2
2	с, мм	27	26	27	27
3	d=h-c, мм	323	324	323	323
4		0,017	0,013	0,214	0,214
5		0,0169	0,0129	0,191	0,191
6	,кН·м	43,58	33,47	39,93	39,93

Места теоретического обрыва стержней определяем аналитически. Для стержней, проходящих над опорами, расстояние от опоры до места теоретического обрыва определяется по следующим формулам:

¾  для первой промежуточной опоры слева:

¾  для первой промежуточной опоры справа:

¾  для второй промежуточной опоры соответственно слева и справа:

M_sup – опорные моменты на соответствующих опорах;  M_Rd  – несущая способность балки в опорных сечениях при оставшихся (необорванных) M_sup – опорные моменты стержнях; M₆, M₉, M₁₁, – отрицательные моменты огибающей эпюры соответственно в точках 6, 9, 11. Все моменты подставляются по абсолютным значениям.

 Для крайнего пролета:

M_sup,l= 0 кН·м; M_sup,r= β·(g+p)·l²=0,0715·(5,974+18)·5,7²=55,69 кН·м;            

M=M_{Rd, 1(2)}=43,58 кН·м;

q=g+p=23,794 кН/м;

b=0,5l+(M_sup,l- M_sup,r)/ql=0,5·5,7+(0-55,69)/(23,974·5,7)=2,44 м;

с=2(M+ M_sup,l)/q=2·(43,58+0)/23,974=3,63м;

x₁=0,92 м;  x₂=3,96 м.

Для среднего пролета:

M_sup,l= 55,69 кН·м; M_sup,r= β·(g+p)·l²=0,0625·(5,974+18)·5,7²=48,32 кН·м;      

M=M_{Rd, 3(2)}=33,47 кН·м;

q=g+p=23,794 кН/м;

b=0,5l+(M_sup,l- M_sup,r)/ql=0,5·5,7+(55,69-48,32)/(23,974·5,7)=2,90  м;

с=2(M+ M_sup,l)/q=2·(33,47+55,69)/23,974=7,44 м;

x₁=1,92 м;  x₂=3,88 м.

Для первой промежуточной опоры слева:

M_sup= β·(g+p)·l²=0,0715·(5,974+18)·5,7²=55,69 кН·м; 

q=g+p=23,794 кН/м;

Нулевая точка для отрицательного опорного момента в первом (крайнем) пролете удалена от первой промежуточной опоры на расстоянии

          

M=M_{Rd, 2(2)}=39,93 кН·м;

Для первой промежуточной опоры справа:

M_sup=55,69 кН·м; 

q=g+p=23,794 кН/м;

M=M_{Rd, 2(2)}=39,93 кН·м;

M₆= β·(g+p)·l²=0,035·(5,974+18)·5,7²=27,26 кН·м;      

Для средней промежуточной опоры слева:

M_sup=48,32  кН·м; 

q=g+p=23,794 кН/м;

M=M_{Rd, 4(2)}=2,65 кН·м;

M₉= β·(g+p)·l²=0,029·(5,974+18)·5,7²=22,59 кН·м;       

Определяем длину анкеровки l_bd  обрываемых в пролете стержней продольной арматуры.

В крайнем пролете  обрывается 2 стержня Ø14 мм класса S500. Требуемая площадь сечения арматуры A_s,red=3,08 см² (2Ø14 мм), принятая площадь сечения арматуры A_s,prov=6,15 см² (4Ø14 мм). По таблице Ж.2 [1] базовая длина анкеровки l_b= 40·14=560 мм. Длина анкеровки обрываемых стержней в соответствии с формулой (3.13):

Минимальная длина анкеровки:

¾  0,6 l_b=0,6·560=336 мм;

¾  20Ø=20·14=280 мм;

¾  h/2=350/2=175 мм.

Окончательно принимаем  l_bd=340 мм.

В среднем пролете  обрывается 2 стержня Ø12 мм класса S500. Требуемая площадь сечения арматуры A_s,red=2,26 см² (2Ø12 мм), принятая площадь сечения арматуры A_s,prov=4,52 см² (4Ø12 мм). По таблице Ж.2 [1] базовая длина анкеровки l_b= 40·12=480 мм. Длина анкеровки обрываемых стержней в соответствии с формулой (3.13):

Минимальная длина анкеровки:

¾  0,6 l_b=0,6·480=288 мм;

¾  20Ø=20·12=240 мм;

¾  h/2=350/2=175 мм.

Окончательно принимаем  l_bd=290 мм.

На первой промежуточной опоре  обрывается 2 стержня Ø12 мм класса S500. Требуемая площадь сечения арматуры A_s,red=3,08 см² (2Ø14 мм), принятая площадь сечения арматуры A_s,prov=5,34 см² (2Ø14 мм и 2Ø12мм). По таблице Ж.2 [1] базовая длина анкеровки l_b= 40·12=480 мм. Длина анкеровки обрываемых стержней в соответствии с формулой (3.13):

Минимальная длина анкеровки:

¾  0,6 l_b=0,6·480=288 мм;

¾  20Ø=20·12=240 мм;

¾  h/2=350/2=175 мм.

Окончательно принимаем  l_bd=290 мм.

На средней  промежуточной опоре  обрывается 2 стержня Ø12 мм класса S500. Требуемая площадь сечения арматуры A_s,red=2,26 см² (2Ø12 мм), принятая площадь сечения арматуры A_s,prov=4,52 см² (4Ø12 мм). По таблице Ж.2 [1] базовая длина анкеровки l_b= 40·12=480 мм.

Минимальная длина анкеровки:

¾  0,6 l_b=0,6·480=288 мм;

¾  20Ø=20·12=240 мм;

¾  h/2=350/2=175 мм.

Окончательно принимаем  l_bd=290 мм.

Огибающие эпюры изгибающих моментов и эпюра материалов второстепенной балки приведены на рисунке 6.7.

Рисунок 6.7 – Огибающие эпюры изгибающих моментов и эпюра материалов второстепенной балки

 

7 Расчет ограждающих несущих стен здания из каменных  конструкций

7.1 Определение усилий

Таблица 1. Сбор нагрузок на несущий простенок

Вид нагрузки	Величина нагрузки, кН/м2			Грузовая площадь, м2	Нагрузка на простенок, кН
	нормативная	коэффициент надежности по нагрузке γf	расчетная
Покрытие:
1 Слой гравия на битумной мастике	0,16	1,35	0,216	Агр=(l1/2+0,5)·l2= =(5,75/2+0,5)·6=20,25
2 Гидроизоляционный ковер	0,1	1,35	0,135
3 Цементно-песчаная стяжка γ=20кН/м3; δ=20мм	20·0,02=0,4	1,35	0,54
4 Утеплитель γ=4кН/м3; δ=150мм	4·0,15=0,6	1,35	0,81
5 Пароизоляция	0,03	1,35	0,04
Итого	1,29		1,741		35,24
6 Плита покрытия	3	1,35	4,05		82,0
7 Ригель (b= 25 см, h=60см)	0,25·0,6·25/6==0,625	1,35	0,84		17,1
8 Снег	1	1,5	1,5		30,38
Итого	5,915		8,131		164,72
Перекрытие:
1 Пол	0,5	1,35	0,675	Агр = 5,75/2·6= =17,25	11,64
2 Плита перекрытия	3,0	1,35	4,05		70
3 Ригель (b= 25 см, h=60см)	0,625	1,35	0,84		14,6
4 Стационарное оборудование (длительно действующая)	3,0	1,5	4,5		207,0
5 Вес людей и материалов (кратковременно действующая)	5,0	1,5	7,5
Итого	12,125		17,565		303,24
Наружные стены:
С.в. стены с учетом штукатурки (0,51+0,022)·18=9,58	9,58	1,35	12,93	Агр=(bпр+bп)·H- -bп·hр= =(3,685+2,4)·3,6—1,5×2,4=8,725	112,81
Вес карнизного участка стены высотой 60 см	9,58	1,35	12,93	Агр=(3,685+2,4)××0,6=3,65	47,21
Вес надоконного участка стены высотой 120 см (∆F)	9,58	1,35	12,93	Агр=(3,685+2,4)××1,2=7,302	94,40
Итого	8,0		12,0

Разрез

Фрагмент фасада

Фрагмент плана

7.2 Определение толщины стены из условий предельной гибкости