,32
|
|
|
|
|
|
Итого
|
|
|
|
2
|
Временная нагрузка Длительная (пониженное) Кратковременная
(полное)
|
0,3
|
1,2
|
0,38
|
|
|
1,5
|
1,2
|
1,8
|
|
Итого:
|
|
|
|
|
Всего:
|
|
|
|
.3 Статический расчёт плиты
Максимальные значения момента по приведённым данным справочника./3/
2.4
Расчет сечения на прочность, определение диаметра и шага рабочей арматуры
Положения
расчёта
-сопротивление бетона растяжению не учитывается;
-сжимающие
напряжения в бетоне равны и равномерно распределены по сжатой зоне;
растягивающие
напряжения в арматуре равны ;
.4.1
Назначаем расстояние а =20мм согласно п.5.5/1/
.4.2
Принимаем расчетные характеристики материала ø 5ВрI
Рабочая
высота сечения
.4.3
Определяем граничную относительную высоту сжатой зоны.
ω=α-0.008Rb = 0.85-0,008*14,5=0,734
ζR=
2.4.4
Условия равновесия сил
,
(п.3.18/4/)
,
(п.3.15/4/);
.4.5
Расчет растянутой арматуры, при условии =0,045(0,030)≤=0,45(сжатая арматура не требуется по расчету)
,
(п.3.18/4/),
где =0,975(0,985) коэффициент определяемый по табл.
(табл.20/4/) в зависимости от .
.4.6
Назначение продольного армирования
В
пролете принимаем 9
ø 4ВрI Аs=1,13см2.
шаг стержней 200 мм.
На
опоре принимаем 6 ø
4ВрI Аs=0,754см2.
шаг стержней 200 мм.
2.4.7
Определение процента армирования.
.4.8
Проверка прочности сечения.
Мсеч=RsAs(h0-0.5x)=360*106*1,13*10-4(0.06-0.5*0.00312)=2377
Нм
Мсеч=RsAs(h0-0.5x)=360*106*0,754*10-4(0.06-0.5*0,00208)=1600
Нм
Примечание:
выражение в скобках для опорного изгибаемого момента
3.
Расчет и конструирование второстепенной балки
Второстепенная
балка считается загруженной равномерно распределённой нагрузкой, сечение
тавровое, с одной стороны опирается на стену, а с другой на главную балку.
3.1 Выбор расчетной схемы
Расчетная схема второстепенной балки представляет собой многопролетную
неразрезную балку, загруженную равномерно распределенной нагрузкой (постоянной
и временной). Крайними шарнирными опорами являются поперечные (продольные)
стены, промежуточными опорами - главные балки. Неразрезность обеспечивается
размещением рабочей арматуры над промежуточными опорами.
,
где
- ширина ребра главной балки, - глубина операния второстепенной балки на стену, - привязка разбивочной оси к внутренней грани стены.
3.2 Сбор нагрузок
постоянные нагрузки
кратковременные
нагрузки (полная), равномерно распределенные в пролете:
кН/м,
где
- полная временная нагрузка на перекрытие; =1,2 коэффициент надежности по нагрузке (п.3.7/2/).
временно
длительные нагрузки (пониженные), равномерно распределенные в пролете:
кН/м,
-
пониженное значение полной кратковременной нагрузки (табл.3/2/).
3.3 Статический расчет
, где
изгибающие
моменты, поперечные силы и опорные реакции от различных нагрузок(п.8.1.7/7 /)
где
коэффициент при определении пролетных моментов и
опорных, поперечных сил, опорных реакций (прил.8/7/)
,
,
где
-
максимальный изгибающий момент в пролете для балки с шарнирным операнием по
концам;/7/
-
изгибающий момент на расстоянии от опоры
для балок с шарнирным операнием; -
распределенная нагрузка в соответствующем пролете при - ом загружении/7/
3.3.1 Выравнивание изгибающих моментов
В
неразрезных равнопролетных балках выравнивание изгибающих моментов выполнено
так, чтобы создать равномоментную систему, в которой . При этом расчет производиться с учетом возникновения
пластических шарниров.
3.4 Расчет нормального сечения, арматуры продольной
Определяем габариты таврового сечения.
h =
b=0.5h=400*0.5=200мм
Находим ширину свесов bf1′
bf1′≤L/6=2100/6=350мм
bf1′≤6hf’=6*50=300мм
Принимаем ширину свесов bf1′=300ммъ
.4.1 Назначаем расстояние, а =30мм согласно п.5.5/1/
.4.2 Принимаем расчетные характеристики материала А-III
Рабочая
высота сечения
.4.3
Определяем граничную относительную высоту сжатой зоны.
ω=α-0.008Rb = 0.85-0,008*14,5*0,9=0.734
ζR=
.4.4
Определение граничного момента
МГР=Мсеч=Rb*γ*bf’*hf’(h0-0.5hf’)=14.5*106*0,9*0,3*0.05(0.37-0.5*0.05)=675,3кНм
.4.5
Определение положения границы сжатой зоны
М=137,6кНм<Мгр=675,3кН
- граница сжатой зоны бетона проходит в полке, дальнейший расчет сечения
производим как для прямоугольного.
.4.6
Условия равновесия сил
,
(п.3.18/4/)
,
(п.3.15/4/);
3.4.7
Расчет растянутой арматуры, при условии=0,38(0,44)
≤=0,4(сжатая арматура не требуется по расчету)
,
(п.3.18/4/),
где
=0,745(0,670)
коэффициент определяемый по табл. (табл.20/4/) в зависимости от .
3.4.8 Назначение продольного армирования
Принимаем 7ø 16А-III Аs=14,07см2. (7ø
18А-III Аs=17,8см2)
.4.9 Определение процента армирования
.4.10
Проверка прочности сечения
Вывод:
Прочность обеспечена, арматура подобрана, верно.
Примечание:
выражение в скобках изгибаемого момента на опоре.
3.5
Назначение поперечного армирования по конструктивным требованиям
dsω ≥0,25d1; принимаем ø 5ВрI, с площадью сечения Аsω=0.196 см2; Распределительный стержень d2 ≥ dsω +2мм; принимаем 2ø 8 АI.
По требованию п. 5.27[1]. Шаг в приопорной части S1=h/2=400/2=200
принимаем 200мм.
Шаг в пролётной части S2=3/4 h= 600мм Принимаем 500мм.
здание нагрузка
конструкция перекрытие балка
4. Расчет и конструирование главной балки
4.1 Сбор нагрузок на главную балку
Геометрические
размеры сечения
h =
b=0.5h=700*0.5=350мм
Находим ширину свесов bf1′
bf1′≤L/6=6910/6=1152мм
bf1′≤6hf’=6*80=480мм
Принимаем
ширину свесов bf1′=
480мм
.постоянные
нагрузки: - собственный вес конструкций (главные балки,
колонны, стены), который равномерно распределен по длине элементов каркаса
-
нагрузка, переданная на каркас от опорных реакций второстепенных балок от
действия постоянной нагрузки
, кН,
где
- распределенная постоянная нагрузка на второстепенной
балке, кН/м; - длина второстепенной балки (шаг каркасов);
.временные
нагрузки:
- полная
кратковременная нагрузка (полезная нагрузка) передается на каркас через опорные
реакции второстепенных балок.
кН,
где
- временная нагрузка на второстепенной балке , кН/м;
кН,
где
- временно длительная нагрузка на второстепенной
балке, кН/м;
4.2 Выбор расчётной схемы
Главная балка представляет из себя 5-ти пролетную неразрезную балку,
загруженную распределённой нагрузкой от собственного веса, и сосредоточенными
силами от второстепенной балки
Опорные реакции, изгибающие моменты и значения поперечной силы определяем
в табличной форме и строим огибающую эпюру моментов.
1.
2.
3.
.
Наложение
эпюр
Усилие
в сечении трехпролетного ригеля
№
|
Нагрузка
|
Усилия, кН м; кН
|
Пролет 1Пролет 2Пролет 3
|
|
|
|
|
|
|
|
Сечения
|
Сечения
|
Сечения
|
|
|
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
1
|
2
|
3
|
4
|
1
|
2
|
3
|
4
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
13
|
14
|
15
|
16
|
1
|
Постоянная
|
1337,1226,2373,5373,593,793,7373,5373,5226,2337,1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
153,2265,1206,5206,5265,1153,2
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2
|
Полная кратковременная
|
1307,4196,6336,4336,484,484,4336,4336,4196,6307,4
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,9
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1132228,1180180228,1132
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,9
|
Условная 1
|
1101,565,7-46,7-46,7-46,7-46,7-46,7-46,765,7101,5
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,9
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
143,550,2121252,043,5
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,9
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4
|
Условная 2
|
1-15,5-31,3-46,7-46,770,370,3-46,7-46,7-31,3-15,5
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,9
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16,76,738,45-38,456,76,7
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,9
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5
|
Условная 3
|
1-15,5-15,562,562,523,697
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,9
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
134,66661,431,316,616,6
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,9
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6
|
Условная 4
|
115,515,562,562,523,697
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,9
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
111,111,52,22,25743,5
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,9
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
.3 Расчёт нормального сечения, арматуры продольной
.3.1 Назначаем расстояние а =30мм согласно п.5.5/1/
.3.2
Принимаем расчетные характеристики материала А-III
Рабочая
высота сечения
.3.3
Определяем граничную относительную высоту сжатой зоны.
ω=α-0.008Rb = 0.85-0.116=0.734
ζR=
.3.4
Определение граничного момента
МГР=Мсеч=Rb*bf’*hf’(h0-0.5 hf’)=14.5*106*0,48*0.08(0.37-0.5*0.05)=2951кН
.3.5
Определение положения границы сжатой зоны
М=185,8кНм<Мгр=2951кН
- граница сжатой зоны бетона проходит в полке, дальнейший расчет сечения
производим как для прямоугольного.
.3.5
Условия равновесия сил
,
(п.3.18/4/)
,
(п.3.15/4/);
4.3.6
Расчет растянутой арматуры, при условии=0,146(0,162)
≤=0,4(сжатая арматура не требуется по расчету)
,
(п.3.18/4/),где
=0,92(0,91) коэффициент определяемый по табл. (табл.20/4/)
в зависимости от .
.3.7 Назначение продольного армирования.
Принимаем 2ø 25А-III Аs=9,82см2.
(2ø 28А-III Аs=12,32см2)
.3.8 Определение процента армирования
.3.9
Проверка прочности сечения
Вывод:
Прочность обеспечена, арматура подобрана верно.
Примечание:
выражение в скобках изгибаемого момента на опоре
.4 Расчет по наклонному сечению
.4.1 Назначение поперечного армирования по конструктивным требованиям
dsω ≥0,25d1; принимаем ø 8 АIII, с площадью сечения Аsω=1,01 см2; В качестве
распределительного стержня выступает рабочая арматура ø
25 АIII. Аsω=4,909 см2
4.4.2 Назначение шага поперечной арматуры
По
требованию п. 5.27[1]. Шаг в приопорной части принимаем
250мм.
Шаг
в пролётной части S2=3/4 h=525мм.
Принимаем 550мм.
.4.3
Выписка расчётных характеристик
φВ2=2; φВ3=0,6; φВ4 =1,5;
т. 21 [4].
Rbt=1,05
мПа т 8 [4]; γb2=0.9 - коэффициент условий
работы.
Es=2*1011Па;
Еb=30*103Па
=285*106мПа
.4.4 Прочность бетонного элемента без поперечной арматуры на действие
поперечной силы обеспечивается при условии
,
длина
проекции наклонного сечения на продольную ось элемента;
где
- длина проекции опасной наклонной трещины на
продольную ось элемента принимается (п.3.31/1/):
- ;
- , при ;
Определяется величина
,
где
для тяжелого бетона, коэффициент учитывает вид
бетона; коэффициент учитывает влияние сжатых полок
при
этом принимается не более ; - коэффициент учитывает влияние продольных сил, при отсутствии продольных сил и предварительного
напряжения;
Условие
выполняется, поперечную арматуру устанавливаем конструктивно.
Принимаем окончательно распределительную арматуру 1ø
25 АIII; хомуты 2ø
8 АIII, шаг в приопорной части - 250мм, в
пролётной - 550мм.
.5 Конструирование армирования
.5.1 Эпюра материалов
Определение фактического изгибающего момента относительно сжатой зоны ,
который воспринимается стержнями принятой арматуры
где
- плечо внутренней пары, ≈0,85 характеристика высоты сжатой зоны бетона.
Определяется
длина заделки обрываемых стержней за сечение теоретического обрыва.
где
- коэффициенты характеризующие напряженное состояние
бетона, поверхность арматуры (табл.37/1/); =200,
250 мм- минимальная длина анкеровки (табл.37/1/); - диаметр арматуры, мм.
Принимаем
Обрыв
стержней за сечением, где они не требуются по расчету производится, также при
выполнении условия:
,
- усилие
в хомутах на единицу длины элемента в пределах наклонного сечения
,
(ур.81/1/),
,
где
- поперечное усилие в местах теоретического обрыва
арматуры, кН; - усилие в хомутах на единицу длины элемента в
пределах наклонного сечения .
Принимаем
.5.2 Армирование сечения ригеля
Ригели армируют двумя сварными каркасами в пролете. В опорной части
ригеля устанавливается два каркаса, которые располагаются между каркасами
пролета.
.5.3 Армирование ригеля в местах опирания второстепенных балок
При сопряжении второстепенных балок с ригелем их верхний уровень
совпадает. Конструктивно высота второстепенной балки меньше высоты ригеля.
Опорные реакции со второстепенных балок передаются за счет сопротивления отрыву
нижней части сечения ригеля.
,
-
расстояние от центра тяжести сжатой зоны опорного сечения второстепенной балки
до центра тяжести нижней продольной арматуры; -
длина зоны отрыва
Прочность
на отрыв обеспечивается при условии
,
(ур.110/1/)
где
- максимальное поперечное усилие со второстепенной
балки;
,- рабочей поперечной арматуры сетки
,- распределительной арматуры, ширина сетки , длина зависит от высоты , ширины ригеля и
линии сгиба.
- сумма
усилий, воспринимаемых хомутами, устанавливаемыми дополнительно по длине зоны
отрыва со стороны примыкания второстепенной балки.
,
прочность на отрыв обеспечивается
В
местах примыкания второстепенных балок устанавливаются -образная сетки. В местах пересечения с ребрами
второстепенных балок арматура сеток вырезается по месту.
5. Расчёт колонны
.1 Исходные данные
- сечение
колонны, ; A=bh=0.4*0.4=0.16м2.
ρ =bhγ=0.4*0.4*25=4кН/м;
Н
= 3,5м - высота этажа
Принимаем
бетон класса В25. Класс рабочей арматуры - АIII;
- расстояние
от растянутой грани сечения до центра растянутой арматуры, -рабочая высота сечения
- Расчетные характеристики материалов
.2
Определение расчётной схемы и расчётной длины
;
.3
Определение случайного эксцентриситета
принимаем
наибольшее значение 0,013м.
5.4
Условия прочности внецентренно сжатого элемента
, где
-площадь
сжатой зоны
где
- коэффициент армирования
-
коэффициент соотношения жесткостей;
-
коэффициент учитывающий влияние длительности действия нагрузки принимается:
,
(п.3.6/1/);
.6
Определение граничной высоты сжатой зоны по ур.25/1/
где - характеристика сжатой зоны бетона (ур.26/1/), - для тяжелого бетона;
Определяется
коэффициент относительной величины продольной силы:
5.7 Определяется требуемое количество симметричной арматуры в
зависимости от условия (п.3.62/4/):
при
, случай больших эксцентриситетов
,
где
, ,
-
расчетный эксцентриситет , при
симметричном сечении.
.8 Назначение продольного армирования
Принимаем d= 4
ø 16 АIII; Аs=8,04см2. .
Назначение поперечного армирования dsω=0.25d=0.25*16=4. Принимаем хомуты из ø
4 ВрI.Шаг поперечного армирования
принимаем из условия п. 5.59 S≤20d=20*16=320мм;Принимаем 300мм.
;
при <;
5.7
Проверка прочности
При
значении условие прочности:
,
(ур.36/1/)
Из
условия равновесия сил
, (ур.37/1/)
определяется
высота сжатой зоны бетона:
,
1.
СНиП 2.03.01-84. Бетонные и железобетонные конструкции/Госстрой СССР. - М.:
ЦИТП Госстроя СССР, 1985. - 79 с.
. СНиП
2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия/Госстрой России. - М.: ГУП ЦПП, 2001. - 44
с.
. СНиП
П-22-81. Каменные и армокаменные конструкции. М.: Стройиздат, 1983. - 40 с.
. Пособие
по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких
бетонов без предварительного напряжения арматуры (к СНиП 2.03.01 -
84)/ЦНИИпромзданий Госстроя СССР, НИИЖБ Госстроя СССР - М.: ЦИТП Госстроя СССР,
1986. - 192 с.
. Байков
В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции: Общий курс. Учебник для вузов.
5-е изд., перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1991. - 767 с.
. Мандриков
А.П. Примеры расчета железобетонных конструкций. Учеб. пособие. 2-е изд.,
перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1989. - 506 с.
. Справочник
проектировщика промышленных, жилых и общественных зданий и сооружений.
Расчетно-теоретический. В 2-х кн. Кн. 1. Под ред. А.А.Уманского. Изд. 2-е
перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1972.- 600 с.
. ГОСТ
23.503 - 80. Конструкции бетонные и железобетонные. Рабочие чертежи. М.: Изд-во
стандартов, 1981. - 18 с.
. ГОСТ
21.501-93. Правила выполнения архитектурно-строительных рабочих чертежей.
(Программа стройконсультант).
. ГОСТ
21.101-97. Основные требования к проектной и рабочей документации (Программа
стройконсультант).
. Справочник
по проектированию элементов железобетонных конструкций. Лопато А.Э. Киев, Вища
школа, 1978. - 256 с.