Проектирование многоэтажного каркасного здания из сборных железобетонных конструкций

     Н/м кН/м 

2. Статический расчет плиты перекрытия

 

Расчетная схема плиты перекрытия

    Плиту рассчитывают по балочной схеме с  шарнирным опиранием на ригеля. Расчетная длина плиты принимается равной расстоянию между центрами площадок опирания и равняется мм.

Расчетный момент и поперечная сила равны соответственно

  кН*м 

  кН 

3. Расчет  прочности плиты  по нормальным сечениям.

Подбор  продольной арматуры 

    Целью расчета является подбор арматуры в  плите из условия обеспечения  ее прочности по нормальным сечениям.

    В расчете поперечное сечение пустотной  плиты перекрытия приводим к эквивалентному двутавровому сечению. Заменяем площадь  круглых пустот прямоугольниками той  же площади и того же момента инерции. Вычисляем:

     см, где - диаметр пустот

      см

    Приведенная толщина ребер  см; расчетная ширина сжатой полки см.

    Рабочая высота сечения  мм 

    По [5, табл. 3.1] находим x (x - относительная высота сжатой зоны бетона), .

    Определяем  высоту сжатой зоны бетона x см.

    Т.к. , следовательно граница сжатой зоны находится в пределах полки.

    Определим характер разрушения, для чего найдем граничную относительную высоту сжатой зоны бетона x.

    x, где

     - упругопластичная характеристика  сжатой зоны бетона

     

    - напряжение в арматуре, МПа

      МПа

     - предельное напряжение  в арматуре сжатой  зоны, МПа

      МПа (при кратковременной  нагрузке) и  МПа (при длительной). Принимаем значение МПа.

    x  

    Т.к. xx, следовательно, разрушение будет происходить по растянутой зоне.

    Определим требуемую площадь продольной арматуры .

    , где

      – коэффициент  условий работы, учитывающий  сопротивление напрягаемой арматуры выше условного предела текучести. Определяется согласно формуле

    xx

     - коэффициент,  зависящий от класса арматуры. Для АIV принимается равным 1,2 [2, п.3.13]

     

    Т.к. , следовательно принимаем

      см²

    По [5, прил.6] по рассчитанной площади  принимаем: арматуру диаметром мм при числе стержней , площадь поперечного сечения см². Масса 1 погонного метра равняется 1,998 кг. 

    

4. Расчет  прочности плиты  по наклонным сечениям.

Подбор  поперечной арматуры 

    Целью расчета является нахождение шага поперечных стержней и их диаметров из условия обеспечения прочности.

      

    При высоте сечения мм: 

      [2, п. 5.27]

    При мм, мм.

    Диаметр задают из условия технологии точечной электросварки так, чтобы отношение диаметра поперечного стержня к диаметру продольного стержня составляло и удовлетворяло условию прочности. Принимаем поперечную арматуру класса AIV диаметром мм. 

    Площадь поперечного сечения одного стержня равна:

      мм²

    Определим усилия в поперечной арматуре , приходящиеся на единицу длины элемента:

    , где

      – расчетное сопротивление  поперечной арматуры  растяжению. Принимается по [2, табл. 22].

     кН/м 

    Определим поперечную силу, которую в состоянии  воспринять бетон [2, п. 3.31]:

1. Определим момент , воспринимаемый бетоном наклонной трещиной.

, где

- коэффициент, учитывающий  влияние вида бетона. Для тяжелого бетона ;

  – коэффициент, учитывающий влияние сжатых полок. Определяется по формуле (при этом не более 0,5):

, при этом  принимается не более

- коэффициент, учитывающий  влияние продольных  сил. Определяется по формуле (но не более 0,5):

, где

 –  усилие обжатия, Н. Определяется  по формуле:

 

  кН.

 

 

  кН*м 

2. Определим проекцию наиболее опасного наклонного сечения .

  при 

- условие выполняется.

  м

Значение  должно удовлетворять условию

      условие не выполняется, следовательно  принимаем м.

    Поперечное  усилие, воспринимаемое бетоном сжатой зоны над наклонным сечением, определяется по формуле:

      кН

    Определим проекцию расчетного наклонного сечения

      м.

      должно быть не  более  и не более и не менее , если  

    ; - условие выполняется

    ; - условие выполняется

     

     

     - условие выполняется

    Т.к. условие соблюдается, то прочность  наклонного сечения обеспечена. 
 
 
 
 
 
 

4. Конструирование средней колонны  первого этажа

 

1. Сбор  нагрузок на колонну. Усилия в колонне

 

    При определении усилий в колонне  необходимо выделить усилия, возникающие от действия постоянной и временной нагрузки. К временным нагрузкам на покрытие относят снеговую нагрузку для г.Красноярск III снегового района строительства [3, прил.5]. В зависимости от снегового района часть этой нагрузки учитывают как длительно действующую. Постоянную нагрузку от покрытия определяют в соответствии с конструкцией кровли. Для определения полной нагрузки составим таблицу по следующей форме: 

    Таблица 1.5

    Нагрузки  на покрытие

 

    Определим усилие в колонне первого этажа  от полной расчетной нагрузки:

    , где

     - грузовая площадь,  с которой собирают  нагрузки, м².

     - количество  этажей зданий, м

      – высота этажа, м

     - полная нагрузка  от покрытия, кН/м²

      кН 

    Определим усилие в колонне первого этажа  от постоянной и длительно действующей  нагрузки:

    , где

      – длительно действующая  на перекрытие  временная нагрузка, кН/м²

      – сумма постоянной  и длительно действующей  снеговой нагрузок  на покрытие, кН/м²

      кН 

2. Расчет  прочности колонны

 

Расчетная схема

 

      мм

    Принимаем мм

      мм

      мм

      мм

      мм, где

     - расстояние между  центрами тяжести  арматурных стержней

    , где

     – модуль упругости арматуры, МПа. Принимается по [2, табл.29]

      – модуль упругости  бетона, МПа.

     

      - коэффициент, учитывающий длительность воздействий нагрузки

      мм

    , где

     - расчетная длина  колонн. При жестком  соединении ригелей  с колоннами принимают равной высоте этажа.

    Определяем  минимальный коэффициент армирования . Устанавливается в зависимости от гибкости. При , [5, п. 4.1].

      мм²

    Момент  инерции :

      мм⁴ 

    Величину  случайного эксцентриситета следует  принимать большему из следующих  значений:

     [2, п. 1.21]