Проектування несучих залізобетонних конструкцій

Для розрахунку консолі колони визначаємо максимальну  розрахункову реакцію, використавши при  цьому епюри перерізуючих сил:

         Q=0,5(38517,5+180000)8,6=939625,25H

Мінімальний виліт  консолі назначають із умови змінення під ригелем:  L_on= =939625,25/(30*1700)=18,42см  

Де в_р-ширина опорної частини ригеля

 Виліт консолі  з урахуванням зазору між торцем  ригеля та гранню колони       

L_вк=18,42+5=23,42см

Остаточний розмір (кратний 5см)

L_вк=25см   L_on=20cм

  Відстань  від грані колони до сили Q

А=L_вк-

=25- =15,8

   У коротких консолей (L_вк=0,9h₀) кут j  стиснутої грані з горизонталлю не повинен перевищувати 45°. Висота консолі в перерізі біля грані колони   h=(0,7¸0,8)h_р, біля вільного краю   (де h_p-висота ригеля)

h=0,8·90=64»65см  при j=45°

h_k=72см>0,9·62=56см, то консоль коротка

 Перевіряємо  висоту перерізу короткої консолі   на опорному перерізі за двома  умовами: 

Q£

= =2932911 H;

Q£2,5·R_вt·в_к·h₀=

=180000  H;

Оскільки   Q=180000< 2932911, умова виконується.

Загинальний момент консолі біля грані колони

М=Q·а=939625,25·15,8=14846078,95 Н·см

    Площу перерізу повздовжньої арматури консолі підбирають за згинальним моментом біля грані консолі збільшеним на 25%

А_s=

= =7,846 см.

n=0,9    7Æ12     A_sфак=7,92>A_s=7,84 см.

    Короткi консолi висотою перерiзу h>2,5a (тобто 75см) рекомендується армувати горизонтальними хомутами та видiгнутими стержнями. Крок хомутiв приймають не бiльше 1/15 L_от (де L_от – довжина вiдгину). Сумарне значення вiдгинутої арматури повинне бути не меньше А sin c=0,002 в_кh0=0,002·50·72=7,2 см

Приймаємо вiдгин 2Æ22.

A_sфак=7,6 см >A sin c=7,2см

A_sфак=7,6 см >A_s=7,2см

    Умова  d_вг=22<25 мм виконується. Довжина вiдгiнiв L_вг=(h_k-2a)sina-(45-2·3)·sin64° = = 39,6 де а=3 см – вiдстань до центра ваги арматури вiд гранi перерiзу.

tga= =2              a=64°

Умова d_вг=9мм<1/15   Дщ=25.3/15=16.2 мм, також виконується.

Горiзонтальнi хомути приймаємо d=8см. Крок хомутiв S=15см. 

5. Розрахунок фундаменту. 

  Зусилля,  що дiє в перерiзi колони на  рiвнi обрiзу фундаменту:

;

Розмiр перерiзу колони а_к×в_к=50×50 см

Глибина закладання фундаменту d=1,5 м. Грунти-суглинки з умовним розрахунковим опiром  грунту R₀=0,2 мПа; клас бетону В30, при g_вs=1,0

Площа пiдошви  фундаменту в першому приближеннi

A_ф=

=296948 см².,

Де R₀ - умовний розрахунковий опiр грунту (за побудовою); g_m-середня питома вага матерiалу фундамента та грунту на його уступах (дозволяється приймати рiвною 19,8 кН/м); N₂ – розрахункові зусилля вiд колони. Ширина та довжина пiдошви квадратного фундаменту . Округляємо розмiри сторiн до значення кратних 10 в_ф=а_ф=500 см; А_ф=30,25 м².

Розрахунковий  опiр грунту

Ro=Ro1+K1(вф-во)/во(d+do)/2do=20[1+0.05(5,5-1)/1](1.5+2)/2*2  =20*1.2*3.5/4=21,44Па, де в₀=1 м , d₀=2 м, К₁=0,05, для пилуватих пiскiв, суглiнкiв та глини.

Розрахункове  напруження =16,71 < 21Па

σ₀ - реактивне напруження в грунтi, вiд розрахункового навантаження.

Мiнiмальна робоча висота фундаменту

=90,4см

Захисний шар  бетону-70мм, А=80мм.

Н=Н₀+а=101,9+8=109,9=110 см              Н=130

    Перевiрку достатностi прийнятої  висоти нижньої приступки h₁=40cм, при

h₀=40-8=32см

£1,5·90·500·37

220740£2497500

Висота  нижньої приступки достатня. Тиск пiд пiдошвою фундаменту (за першою групою  граничного стану)

G₁=5684825,175/302500=18,79Па

Згинальнi моменти  перерiзу фундаменту

М₁=1/24G₁(а_ф-а_г)(2в_ф+в_г)=1/24·18,79(550-370)²(2·550+370) =37626120Н·см

М₂=1/24G₁(а_ф-а₁)(2в_ф+в₁)=1/24·18,79 (550-190)²(2·550+190) = 132075360 Н·см

М₃=1/24G₁(а_ф-а_к)(2в_ф+в_к)=1/24·18,79 (550-50)²(2·550+50) = 227125000 Н·см

Плечи внутрiшнiх  пар зусиль за перерiзoм:

Z₁=0,9h₀=0,9·122=109,8см

Z₂=0,9(90-8)=73,8см

Z₃=0,9(40-8)=28,8см

Необхiдна площа  перерiзу робочої арматури на всю  ширину фундаменту

А_s1=

=9,38м

А_s2=

=46,21см

A_s3=

=216,06см

  Приймаємо  крок стержнiв 200мм    28Æ10

Фактична площа  перерiзу

А_фs=219см² 

6. Розрахунок попередньо-напруженої  двухсхилої балки  покриття.

  Розрахунковий  пролiт балки по осях опор

L₀=17,96-2·0,09=17,78м

Навантаження  вiд власноi ваги балки плити покриття та покрiвлi приймають равномiрну  розподiлену. Навантаження на один метр балки  gn-вiд власноi ваги 9,1т

Gn=

=4,97кН/м

Табл.7.1. Визначення навантаження на1м покриття балки покриття

У власну вагу покрiвлi увiйшли трьохшаровий рубероїдний  килим, утеплювач. Визначаємо розрахунковий  максимальний згинальний момент та перерiзуючу силу.

М=

=1191,4 кН /м

Q=

=268 кН

Приймаємо а=5 см; тодi h=154-5=149 см

Визначаємо положення  нижньої межi стиснутої зони при  А’_s = 0 i з умови           М≤R_в·γ_в2·в’_¦·h’_¦(h₀-0,5·h’_¦)=1700·0,9·40(16+ )(149-0,5·18,5)=158224,95 кНм>1191,4 кНм

Отже  нижня межа стиснутої зони находиться в межах верхньої полицi, а перерiз  розраховують як прямокутний при  в=в’_¦

    Коли невiдоме G_sр(напруження в напруженiй арматурi за винятком втрат), допускається значення x_r та А_r визначити при

де w=0,85-0,008          Rв=0,85-0,008·1700=0,714

G_si=R_s+400-G_s-DG_sр=1200+400-0,6·1200-0=880 Мпа DG_sр=0-для арматури класу ВІІ при будь яких способах попереднього напруження;G_se=5000Мпа-для елементiв iз важкого бетону при γ_в2<1

Обчислю’мо  коеф-т a_м i по ньому, за допомогою таблиць визначають x або n:

a_м =

=0,0876

x=0,09     n= 0,993

Оскiльки x=0,09<x_r=0,413, до розрахункового опiру на растягування напруженої арматури вводять коефіцієнт умов роботи.

γ_sв=h-(h-1)(2·

-1)£ h=1,15-(1,15-1)(2· -1)=1,23>1,15

де h = 1,15-максимальне значення коефіцієнта для арматури класу ВІІ. Тодi A_sp=

= 6,08

Приймаємо в нижнiй зонi 35Æ5  ВII  А_sр=6,48 см нижнi ненапруженi стержнi зварних каркасiв 2Æ10  АІІІ   А_s=1.57 см.    

      Розрахунок  похилих перерізів на дію поперечної сили починаємо з перевірки прийнятого перерізу по умові: