Сделай Сам Свою Работу на 5

Расчетно-конструктивная схема





Колонны первого этажа рассматриваются как стойки с жестким защемлением в фундаменте и шарнирно-неподвижным закреплением в уровне междуэтажного перекрытия. Расчётная длина для такой схемы закрепления принимается от обреза фундамента до оси ригеля с коэффициентом 0,7. Колонны остальных этажей рассчитываются как стойки с шарнирно-неподвижным опиранием в уровнях перекрытий с расчётной длиной = Н, где Н - высота этажа.

Стыки колонн устраиваются в каждом этаже или через этаж. Ригели опираются на консоли колонн. Стык ригеля с колонной предусматривается жестким. Ввиду того, что жесткость ригеля выше жесткости колонн, влияние изгибающих элементов на несущую способность колонн незначительно. Однако при расчёте сжатых элементов всегда должен приниматься во внимание случайный эксцентриситет , эксцентриситет от неучтённых факторов, который суммируется с эксцентриситетом приложения продольной силы. Величину случайного эксцентриситета принимают как большую из следующих значений: 1/30 высота сечения элемента, 1/600 расчётной длины, 20 мм для сборных колонн.

Для сокращения типоразмеров сборных элементов целесообразно назначать сечение колонн постоянным на всех этажах, варьируя классом бетона и коэффициентом армирования, принимая его в пределах ρ = 0,02…0,03. Класс бетона назначается не ниже С 12/15, а для сильно нагруженных – не ниже С 20/25.



Расчёт колонны

Здание трёхэтажное с подвалом, высота этажа 6,0 м; высота подвала 3,2 м; нормативная переменная нагрузка 14кН/м2, в том числе длительно действующая 5,5кН/м2; грузовая площадь 36 .Подсчет нагрузок, действующих на колонну от покрытия и перекрытия сведём в таблицы 4.1 и 4.2.

Таблица 4.1- Нагрузки на колонну, передаваемые с покрытия

Вид нагрузки Величина нагрузки, кН
нормативная Коэффициент надежности по нагрузке γf расчетная
Постоянные
1.Слой гравия на битумной мастике 0,16∙54=8,64 1,35 11,664
2.Гидроизоляционный ковер 0,1∙54=5,4 1,35 7,29
3.Цементно-песчаная стяжка g = 20 ; d = 0,02 м 0,02∙54∙20= =21,6 1,35 29,16
4.Утеплитель g = 4 ; d = 0,15 м 0,15∙4∙54= =32,4 1,35 43,74
5.Пароизоляция 0,03∙54=1,62 1,35 2,187
6.Плита покрытия 3∙54=162 1,35 218,7
7.Ригель ( ) 3,75∙9=33,75 1,35 45,56
Итого =265,4   =358,3
Временные
8.Полная снеговая =0,7∙54= =37,8 1,5 =56,7

 



Таблица 4.2 - Нагрузки на колонну, передаваемые с перекрытия

Вид нагрузки Величина нагрузки, кН
нормативная Коэффициент надежности по нагрузке γf расчетная
Постоянные
1.Пол 0,5∙54=27 1,35 36,45
2.Плита 3∙54=162 1,35 218,7
3.Ригель 3,75∙9=33,75 1,35 45,56
Итого =222,75   = =300,7
Временные
8.Стационарное оборудование =5,5∙54= =297 1,5 =445,5
9.Вес людей и материалов 8,5∙54=459 1,5 688,5
Итого =756   =1134

 

Нагрузка от собственного веса колонны в пределах этажа при предварительно принятых размерах её сечения 0,4×0,4 м и объёмном весе железобетона составит:

нормативная ;

расчётная ;

в подвале соответственно 12 и 14кН;

По полученным данным вычисляем нагрузки на колонны каждого этажа.

Расчётные нагрузки при g >1:

3-й этаж

2-й этаж

1-й этаж

Подвал

Расчётная нагрузка при g =1:

В том числе длительно действующая

3-й этаж

2-й этаж

1-й этаж

Подвал

 

Определение площади поперечного сечения и продольного армирования центрально сжатых колонн.

Расчёт колонны 1-го этажа:

=3364,6 , .

Принимаем бетон класса С , , арматура класса , , , тогда

.

Принимаем квадратное сечение колонны размером 40 см, тогда

Величина случайного эксцентриситета: , , .

Принимаем .

Определяем .

Условная расчётная длина колонны

Гибкость колонны

Относительная величина случайного эксцентриситета:

По и , интерполируя, определяем



Принимаем 4Æ25 мм,

Процент армирования

По конструктивным требованиям , поэтому оставляем принятое армирование.

 

Расчёт колонны 2-го этажа:

=1897,5 ,

Принимаем бетон класса С , , арматура класса , , , тогда:

.

Принимаем квадратное сечение колонны размером 40 , тогда .

, , .

Принимаем .

.

По и , интерполируя, определяем

Принимаем 4Æ25 мм,

Процент армирования

По конструктивным требованиям , поэтому оставляем принятое армирование.

 

Расчёт колонны 3-го этажа:

=447,4 , .

Принимаем бетон класса С , , арматура класса , , , тогда:

.

Принимаем квадратное сечение колонны размером 40 , тогда .

, , .

Принимаем .

.

По и , интерполируя, определяем

Принимаем 4Æ10мм,

Процент армирования

По конструктивным требованиям , поэтому оставляем принятое армирование.

 

Расчёт колонны подвала:

= , .

Принимаем бетон класса С , , арматура класса , , , тогда:

.

Принимаем квадратное сечение колонны размером 40 , тогда .

, , .

Принимаем .

.

По и , интерполируя, определяем

Принимаем 4Æ10мм,

 
 

 


Конструирование колонны

Продольные стержни в поперечном сечении колонны размещают как можно ближе к поверхности элемента с соблюдением минимальной толщины защитного слоя, которая по требованиям норм должна быть не менее диаметра стержней арматуры и не менее 20 мм.

Колонны сечением 40×40см можно армировать четырьмя продольными стержнями, что соответствует наибольшему допустимому расстоянию между стержнями рабочей арматуры. При расстоянии между рабочими стержнями более 400 мм следует предусматривать промежуточные стержни по периметру сечения колонны.

Поперечные стержни (хомуты) в колонне ставят без расчёта, но с соблюдением требований норм. Расстояние между ними должно быть при сварных каркасах не более 20Øs, при вязаных –15Øs, но не более 500 мм. Расстояние между хомутами округляют до размеров, кратных 50 мм. Диаметр хомутов Øsw сварных каркасов должен назначаться из условий сварки. Диаметр хомутов Øsw вязаных каркасов должен быть не менее 5 мм и не менее 0,25 Øs.

Плоские сварные каркасы объединяют в пространственные с помощью поперечных стержней, привариваемых к угловым продольным стержням плоских каркасов.

 

Расчёт консоли колонны

Для опирания ригелей балочных перекрытий в колоннах предусматривают короткие консоли, скошенные под углом =45˚. Ширина консоли назначается равной ширине колонны, а вылет - исходя из удобства размещения закладных деталей для крепления ригеля и необходимой длины сварных швов.

Вылет консоли должен быть не менее 1/3 высоты опорного сечения и не более 0,9 рабочей высоты консоли d.

Минимально допустимая длина площади опирания ригеля из условия прочности бетона на смятие:

где - поперечная сила ригеля на опоре; - ширина поперечного сечения ригеля.

Если расстояние от торца сборного ригеля до грани колонны , тогда требуемый вылет консоли:

Если принять , то требуемая рабочая высота консоли у грани колонны из условия прочности наклонного сечения по сжатой полосе может быть определена по формуле:

Где - ширина консоли.

Тогда полная высота консоли у её основания

, где с – расстояние от верха консоли до центра тяжести продольной арматуры Аs.

Нижняя грань консоли у её основания наклонена под углом 45˚, поэтому высоту свободного конца консоли определяем по формуле:

Сечение продольной арматуры As консоли подбирают по увеличенному на 25% изгибающему моменту в опорном сечении:

Определяем:

затем

 

Принимаем 2 стержня Æ 14 мм,

Стержни располагают у двух боковых граней консоли и приваривают к закладным деталям консоли.

Концы продольной арматуры растянутой зоны односторонней консоли заводят за грань колонны и доводят до противоположной грани колонны.

Поперечные стержни устанавливают у двух боковых граней консоли с шагом не более hc /4 и не более 150 мм.

Площадь сечения отогнутой арматуры определяют по эффективному коэффициенту поперечного армирования

принимаем 2 стержня Æ 16 мм,

Отогнутую арматуру устанавливают у двух боковых граней консоли.

Если hc <2,5а, то консоли рекомендуется армировать наклонными хомутами, которые так же, как и горизонтальные, ставят с шагом не более hc /4 и не более 150 мм.

 

 

 

Рисунок 9 – Схема консолей колонны.

 

Расчет стыка колонн

При выполнении стыка с ванной сваркой в торцах стыкуемых колонн в местах расположения продольных стержней устраивают подрезки. Продольные стержни выступают в виде выпусков, свариваемых в специальных съёмных формах. Расчёт стыка производится для двух стадий готовности здания: возведения и эксплуатации.

В стадии возведения незамоноличенный стык считается шарнирным и рассчитывается на монтажные нагрузки. В стадии эксплуатации он считается как жестким с косвенным армированием и рассчитывается на полные нагрузки.

 

Рисунок 10- Стык колонн с ванной сваркой выпусков арматуры.

 

При расчёте стыка до замоноличивания усилие от нагрузки воспринимается бетоном выпуска колонны, усиленным сетчатым армированием (NRd,1) и арматурными выпусками, соединёнными ванной сваркой (NRd,2):

,

Размеры сечения подрезки можно принять равным ¼ размера стороны поперечного сечения колонны:

b1 = bc / 4 = 0,4 / 4 = 0,1 м;

h1 = hc / 4 = 0,4 / 4 = 0,1 м;

Расстояние от грани сечения колонны до оси сеток косвенного армирования с1=20 мм, а в пределах подрезки с2=10 мм.

Тогда площадь части сечения колонны, ограниченная осями крайних стержней сетки косвенного армирования:

Aeff = (bc - 2с1)(hc - 2с1) – 4(b1 - с1+ с2)(h1 - с1+с2) = (0,4 – 2 0,02)(0,4 - 2 0,02) – 4(0,1 -0,02+0,01)( 0,1 -0,02+0,01) = 0,097 м2.

Обычно размеры центрирующей прокладки и толщину распределительных листов назначают такими, чтобы толщина листа была больше 1/3 расстояния от края листа до центрирующей прокладки. Тогда за площадь Ac0 принимается площадь распределительного листа: Ac0 = bchc – 4b1h1 = 0,4∙0,4 - 4∙0,1∙0,1 =0,12 м2=1200 см2.

Площадь распределения Ac1 принимаем равной площади Aeff. Расчётное сопротивление бетона смятию:

где ;

и для тяжелого бетона.

Приведённое расчётное сопротивление смятию:

где, , где , - коэффициент армирования, соответственно число стержней, площадь поперечного сечения, длина стержня сетки в одном направлении; то же в другом направлении; расстояние между сетками; расчётное сопротивление арматуры сеток; коэффициент, учитывающий влияние косвенного армирования в зоне местного сжатия.

.

При вычислении усилия определяем гибкость выпусков арматуры:

где расчётная длина выпусков арматуры, равная длине выпусков;

радиус инерции арматурного стержня =ø/4=25/4=6,25 мм.

По гибкости и классу арматуры определяем коэффициент продольного изгиба арматуры.

Проверка выполняется, следовательно, расчёты выполнены верно.

 

 

5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТОВ

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.