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              

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

Разрез

Фрагмент фасада

Фрагмент плана

7.2 Определение толщины стены из условий предельной гибкости