Расчет монолитной балки и колонны

      h₀ = h – a=500-32=468 мм.

      

      Дальнейшие  результаты аналогичны ранее полученным. 

      2.2 Расчет прочности балки по наклонным сечениям

      Рабочая распределительная арматура на приопорных участках балки длинной 1420 мм. армируется хомутами - арматура Ø8 А-I c шагом 150мм;

      Центральная часть хомутами – арматура Ø8 А-I c шагом 350мм;

      Монтажная арматура принимаем: 2 Ø10 А-II.

      2.3 Расчет на действие поперечной силы по наклонной полосе между наклонными трещинами.

      2.3.1Проверяем соблюдение условия:

               (5)

      

      

      Где Q – поперечная сила от внешней расчетной нагрузки:

      

       - коэффициент, учитывающий влияние  хомутов, нормальных к продольной  оси элемента на прочность  бетона.

       , согласно условий принимаем  =1,3

      

      

      Где - коэффициент поперечного армирования элемента;

      s – шаг хомутов, s = 150 мм;

      b – ширина сечения элемента, b = 250;

      Asw – площадь хомутов в поперечном сечении конструкции.

      A_sw=n^.A_sw1=28 ^. 1000=28000 мм²

      n- количество хомутов в сечении, n = 28.

      A_sw1 – площадь поперечного сечения одного хомута= 1000 мм²

       - коэффициент, зависящий от  прочности бетона

      

       - коэффициент принимаемый в  зависимости от вида бетона. Для тяжелого 0,01.

      Исходя  из нагрузок действующих на монолитную балку, и выполнения условия (5) принятая арматура удовлетворяет условиям прочности. 
 
 
 

      3. Расчет колонны

     3.1 Начальные данные: По заданию требуется рассчитать крайнюю колонну. Вследствие одностороннего приложения нагрузок, колонну рассчитываем с несимметричным армированием.

     Принимаем:

• сечение колонны размерами b = 400 мм, h = 400 мм;
• защитный слой a = a' = 32 мм;
• бетон тяжелый класса B25 (R_b = 13 МПа при g_b2 = 0,9; E_b = 2,7 · 10⁴); арматура класса A-III (R_s = R_sc = 365 МПа);
• продольная сила N = 213,35 кН;
• эксцентриситет продольной силы относительно центра тяжести бетонного сечения е₀ = 275 мм;
• расчетная длина l₀ = 3,4 м.

 

      3.2 Расчетная схема колоны

      

     3.3 Определяем площади сечения арматуры S и S’.

  3.3.1 Расчет:

    h₀ = 400 – 32 = 368 мм. Так как 4 < l₀/h = 3,4/0,4=8,5 < 10, расчет производим с учетом прогиба элемента согласно п. 3.54 [4].

  Предположим, что m, удельная площадь армирования, m£ 0,025, значение N_cr определим по упрощенной формуле

     (6)

  Где –  Ncr – критическая нагрузка на колонну кН ;

  А – площадь  сечения мм²;

  Eb – модуль упругости бетона, МПа. 
 

  3.3.2 Коэффициент h вычислим по формуле :

       (7)

  3.3.3 Значение e с учетом прогиба элемента равно:

    мм.   (8) 

  3.3.4 Требуемую площадь сечения арматуры S’ и S определим по формулам 121 и 122 [4] :

          (9)

     Где: A^’_s- площадь арматуры в сжатой зоне, мм2;

     Rsc – расчетное сопротивление арматуры, МПа. 

     Конструктивно принимаем вспомогательную арматуру 2 Ø 12 А-III A^’_s = 230 мм²   

       (10)

  Где As – площадь поперечного сечения рабочей продольной арматуры, мм²;

  R_s – расчетное сопротивление арматуры, МПа; 

     Поскольку 0,017 < 0,025, значения А_s и A^’_s не уточняем.

  Принимаем = 230 мм² (2 Æ 12) A-III, А_s = 2470 мм² (4 Æ 28 ) A-III.[7] 

3.3.5 Назначаем d и S постановки поперечных стержней

      d_sw≥ 0,25 d_s;

      d_sw= 0,25· 28 = 8 мм.

      принимаем поперечную, арматуру  ø 8 мм  A-I,

      Согласно  [1] принимаем поперечное армирование вязаными хомутами.

      S ≤ 15ds;

      S ≤ 15 ∙ 28 = 420 мм, принимаем S = 400 мм. 
 
 
 
 

3.3.6 Конструируем сечение колонны

3.3.7 Конструирование колонны 

1. Размеры сечения  колонн следует принимать не менее 250 мм, и они назначаются кратными 50 мм при размерах сторон сечения  до 500 мм кратным 100 мм при размерах стороны  сечения больше 500 мм.
2. Требования к материалам для колонн следующее:

• Бетон обычно принимается класса ≥ В20; для тяжело нагруженных колонн – не менее В30;

• Рабочая арматура принимается классов А- II, А – III, диаметрами от 12 до 40 мм, оптимально 16-25 мм;
• Поперечная арматура назначается из классов А- I, А – III и Вр I, диаметром d_sw ≥0,25; шаг поперечных стержней не более s≤20d_s , где                   d_s – меньший диаметр продольной арматуры.        

3. Правила установки арматуры в колонны и проектирование каркасов:

1. Стержни продольной арматуры располагаются у граней колонны с защитным слоем бетона не менее 20 мм и не менее 15 мм и не менее ее диаметра;
2. Для свободной укладки в формы концы продольной арматуры не должны доходить до грани торца колонны на 10 мм при ее длине до 9 м и на 15 мм при длине до 12м. При этом, если в оголовке колонны предусмотрена закладная деталь для опирания вышележащих конструкции, то продольный стержень арматуры должен не доходить до этой закладной детали не менее чем на 10 мм;
3. При сечении колонны до 400×400 мм можно ставить 4 стержня продольной арматуры, располагая по углам колонны, при больших размерах сечения расстояние между осями продольных стержней не должны превышать 400 мм;
4. плоские арматурные каркасы перед постановкой в опалубку объединяются в пространственные каркасы при помощи соединительных стержней (рис 3.1.,а, 3.2.);

Рис. 3.1. Армирование колонн:

а) сварными каркасами; б) вязанными каркасами; 1- каркасы; 2 – соединительные стержни; 3 – хомуты; а_b – защитный слой бетона продольной арматуры

Рис. 3.2. Постановка поперечных стержней в  каркасах:

а) объемный каркас; б) плоский каркас; d_s – диаметр продольных стержней арматуры; d_sw – диаметр поперечных стержней; S – шаг поперечных стержней

5. Испытывая сжатие при работе в стадии эксплуатации, сборные железобетонные колонны при транспортировании и монтаже работают на изгиб. Это учитывается расчетами на монтажные и транспортные нагрузки, при выполнении которых к колоннам прикладывается нагрузка от ее собственного веса с учетом коэффициентов динамичности.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4. Список использованной литературы

1. Бондаренко В. М., Бакиров Р. О., Назаренко В. Г., Римшин В. И., Железобетонные и каменные конструкции, Учебное издание. – М.: Издательство «Высшая школа», 2004. – 876 с.
2. Заикин А. И., Проектирование железобетонных конструкций многоэтажных пролетных зданий: Учебное пособие. М.: АСВ, 2003. – 200 с.
3. Кумпяк О. Г., Железобетонные конструкции, Часть 1.: Учебное издание.- М.: Издательство АСВ, 2003. – 280 с.
4. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительно напряженной арматуры. (к СНиП 2.03.01-84)
5. СНиП 2.03.01-84 « Бетонные и железобетонные конструкции»
6. СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия»
7. Сортамент арматуры.