Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания (трехэтажного производственного здания)

расчетное сопротивление арматуры хомута на растяжение = 170 МПа.

 Н / пог.м.

Проверка условия прочности:

Q_sw + Q_b > Q_max

Q_sw – доля поперечной силы, которую могут воспринять хомуты.

Q_sw – q_sw * C_o, где

С_о – длина наклонной трещины.

 м.

С_о min → Со = 0.85 м, 2ho = 1.06→ 0.85 м

Q_sw = 160151.5 * 0.85 = 136128.8 H.

Q_b – доля поперечной силы, которую может воспринять бетон на корни трещины.

 Н.

По условию прочности:

136128.8 + 135085.8 > 251389

271214,6 > 251389

В средней части первого пролета принимаем при диаметре поперечных стержней  мм  мм, что не превышает  мм и  мм.

Первая промежуточная опора  справа:

·  проверка необходимости установки хомутов по расчётам:

Qb,min – поперечная сила, которая может воспринять бетон без хомутов если Qb,min ≥ Qmax, то наклонная трещина не образуется, хомуты по расчёту не нужны если Qb,min ≤ Qmax, то наклонная трещина образуется, хомуты по расчёту нужны

Qb,min = 0,6(1 + φf)*Rbt*γb2*b*ho

φf – коэффициент учитывающий положительное влияние полок плиты на несущую способность рёбер по поперечной силе (в данном разделе принимаем = 0).

Qb,min = 0,6(1 + 0)*1,05*10⁶*0,9*0,3*0,53 = 90153 Н, Qmax = 230564,76 Н

Qb,min ≤ Qmax – необходима установка хомутов.

·  назначение шага на хомутов:

Шаг  lоп = lр/4 = 5,60/4=1,4 м

Sконструкт – по конструктивным соображениям = f(h)

если h ≤ 0.45 м → min 0.5h, не более 15см если h ≥ 0.45 м → min 0.33h, не более 50см т.к. h = 0,6 → min 0.75h, не более 50см → 0,3; Sконструкт = 0,3 м

Smax – максимально допустимый шаг хомутов, при котором наклонная трещина пересечёт хотя бы один ряд хомутов.

Smax = (1,5*(1 + φf)*Rbt*γb2*b*h²0)/ Qmax = (1,5*(1 + 0)*1,05*10⁶*0,9*0,3*0,53²)/ 230564,76 =0,57 м

Округляем до числа, кратного 2,5: Sопт = 0,3 м

Проверка достаточности принятого шага хомутов:

Усилие в хомутах условно распределяется на единицу длины балки.

A_sw – площадь хомутов в одном поперечном сечении плиты

n_sw = 3; d_sw = 8 мм.

R_sw – расчетное сопротивление арматуры хомута на растяжение = 170 МПа.

 Н / пог.м.

Проверка условия прочности:

Q_sw + Q_b > Q_max

Q_sw – доля поперечной силы, которую могут воспринять хомуты.

Q_sw – q_sw * C_o, где

С_о – длина наклонной трещины.

 м.

С_о min → Со = 1.36 м, 2ho = 1.06→ 1.06 м

Q_sw = 85567 * 1.06 = 90701 H.

Q_b – доля поперечной силы, которую может воспринять бетон на корни трещины.

 Н.

По условию прочности:

90701 + 150255 >230564,76

240956 > 230564,76

В средней части первого пролета принимаем при диаметре поперечных стержней  мм  мм, что не превышает  мм и  мм.

4.  ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОЛОННЫ

4.1. Исходные данные

Требуется рассчитать промежуточную колонну трехэтажного производственного здания с жесткой конструктивной схемой и сеткой колонн  м.

Назначаем для изготовления колонны бетон класса В20, подвергнутого тепловой обработке при атмосферном давлении (=11,5 МПа, =0,9 МПа, =24000 МПа, =0,9); продольная арматура стали класса A-III (355 МПа, =МПа).

4.2. Сбор нагрузок, расчетная схема определения усилий

Нагрузка на колону собирается с грузовой площади .

Постоянная нагрузка на колону:

- от перекрытия одного этажа с учетом коэффициента

 Н, где  – см. табл. 1;

- от собственной массы ригеля

 Н, где  Н/м – см. п. 3.2;

- от собственной массы колонны (сечение 0,3х0,3 м,  м, )

 Н.

Итого:

 Н.

Временная нагрузка на колонну от перекрытия одного этажа с коэффициентом

 Н, где  и  - соответственно расчетные длительная и кратковременная временные нагрузки на 1 междуэтажного перекрытия, значения которых взяты из табл.1 настоящего расчета.

Расчетные схемы для звеньев колонны приведены на рис.5.

Расчетная длинна колонны:

 м, где  м – расстояние от уровня пола второго этажа до оси ригеля перекрытия над первым этажом;

 м – см. рис. 5;

звено колонны второго этажа

 м.

Вычисляем продольные сжимающие усилия в колонне в расчетных сечениях, находящихся немного выше верха перекрытия над нижележащим этажом и на уровне обреза фундамента.

Полная величина продольного усилия:

в сечении 3-3 (см. рис. 9,а)

 кН;

в сечениях 2-2 и 1-1 соответственно:

 кН;

 кН;

Определяем продольное сжимающие усилие в расчетном сечении 4-4:

 кН, где  кН – постоянная нагрузка,

 кН – временная нагрузка.

Изгибающий момент  в сечении 4-4 можно определить приближенно не из всей рамы, а ее части, образующей «крест» из элементов, сходящихся в узле, к которому примыкает расчетное сечение (рис. 10).

Определяем расчетный изгибающий момент в сечении 4-4 из предположения, что временная нагрузка  кН/м (п. 3.2 настоящего расчета) расположена только в крайнем пролете ригеля:

.

Погонные моменты инерции колонн сечением 300х300 мм:

-первого этажа

;

-второго этажа

 ;

Вычисляем

 кН∙м.

4.3.Подбор сечения бетона и арматуры

Уточняем размеры поперечного сечения колонны:

, откуда при квадратном поперечном сечении

 мм

Принимаем окончательно размеры сечения колонны для всех этажей