Многоэтажное производственное здание (стр. 5 из 6)

h₀ =h- a = 50 - 4,68 = 45,32 см

a_m = M_в / (R_b*g_b2* b_f’* h₀²) = 109,277*10⁵ / (8,5*100*0,9*25*45,32²) = 0,278. По a_m =0,278 x=0,3339 n= 1 - x / 2 = 0.831

Так как As = 11,025 см² > As^тр = 10,36 см²Þ дополнительная арматура не нужна. Разница в площадях равна ( (11,025 - 10,36) /10,36) * 100% = 6,4%

Рис. 11 Сечение второстепенной балки на опоре В слева.

Рис. 12. Сечение второстепенной балки на опоре В справа.

Опора С:

Площадь арматуры на опоре С получается из:

2 Æ 12 - монтажная арматура As = 2,26 см²

один отгиб из второго пролёта, т.е.1 Æ 18 As = 2,545 см²

один отгиб из третьего пролёта, т.е.1 Æ 18 As = 2,545 см²

Общая площадь арматуры равна As = 2,26 + 2,545 + 2,545 = 7,35 см²

По расчёту необходимо на опоре В As^тр = 8,25 см²

Так как As = 8,25 < As^тр = 7,35 см², необходимо дополнительно устанавливать арматуру на опоре С. Дополнительно устанавливаем 1 Æ 16 As = 2,011 см². Общая площадь арматуры равна

As = 2,26 + 2,545 + 2,545 + 2,011 = 9,361 см²

Необходима установка арматуры в три ряда. Произведём расстановку арматуры.

Рис. 13. Сечение второстепенной балки на опоре С справа.

Так как значение h₀ изменяется, то необходимо пересчитать требуемую площадь арматуры.

а = (2,26 * 3,5 + 2,545 * 3,8 + 2,011 * 7,5 + 2,545 * 11) / (2,26 + 2,545 + 2,011 + 2,545) = 6,48 см

h₀ =h- a = 50 - 6,48 = 43,52 см

a_m = M_в / (R_b*g_b2* b_f’* h₀²) = 93,749*10⁵ / (8,5*100*0,9*25*43,52²) = 0,259 По a_m =0,259 x=0,306 n= 1 - x / 2 = 0.847

Так как As = 9,361 см² > As^тр = 9,06 см²Þ дополнительная арматура не нужна

Разница в площадях равна ( (9,361 - 9,06) /9,06) * 100% = 3,32

1.3.7. Построение эпюры материалов

Прочность балки должна быть обеспечена по всей ее длине, однако не следует забывать и экономическую сторону проектирования. Площади сечения арматуры найдены по усилиям в наиболее загруженных сечениях и, естественно, что по мере уменьшения изгибающих моментов по длине балки часть стержней обрывают или переводя! в другую зону. Определяются места обрывов и уточняются места отгибов стержней при помощи построения эпюры материалов.

Эпюра материалов представляет собой графическое изображение значений моментов, которые могут быть восприняты балкой в любом сечении.

Сопоставляя эпюру материалов с огибающей эпюрой моментов, можно проверить прочность балки на изгиб во всех сечениях по её длине.

В любом сечении балки момент внешних сия не должен быть больше того момента, который может быть воспринят бетоном и арматурой в этом сечении, т. с. эпюра материалов должна везде перекрывать эпюру моментов. Чем ближе на всём протяжении балки эпюра материалов подходит к огибающей эпюре моментов, тем рациональнее и экономичнее запроектирована балка.

К началу построения эпюры материалов балка должна быть заармирована.

Несущая способность того или иного сечения балки меняется в зависимости от соответствующего изменения площади сечения арматуры, полезной высоты сечения и плеча внутренней пары сил.

Подсчет ординат эпюры материалов осуществляется для арматуры, уложенной по низу балки и воспринимающей положительные моменты, и для стержней, уложенных по верху балки и воспринимающих отрицательные моменты.

Определение ординат эпюры материалов приведено в таблице 6.

Определим ординаты эпюры материалов в дополнительных характерных сечениях.

Рис. 14. Сечение второстепенной балки на опоре В слева.

Так как значение h₀ изменяется, то

а = (3,39 * 3,5 + 2,505 *8) / (3,39 + 2,505) = 5,41 см

h₀ =h- a = 50 - 5,41 = 44,59 см

Рис. 15 Сечение второстепенной балки на опоре В справа.

Так как значение h₀ изменяется, то

а = (3,39 * 3,5 + 5.09 *3.8) / (3,39 + 5.09) = 3.68 см

h₀ =h- a = 50 - 5.09 = 46.32 см

Рис.16. Сечение второстепенной балки на опоре С слева.

Так как значение h₀ изменяется, то

а = (2,26 * 3,5 + 2,011 *7,5 + 2,505 *11) / (2,26 + 2,011 + 2,505) = 7,46 см

h₀ =h- a = 50 - 7,46 = 42,54 см

Так как значение h₀ изменяется, то

а = (2,26 * 3,5 + 2,011 *7,5 + 2,505 *3,8) / (2,26 + 2,011 + 2,505) = 4,80 см

h₀ =h- a = 50 - 4,80 = 45,20 см

Рис.17. Сечение второстепенной балки на опоре С справа.

Для обеспечения прочности наклонных сечений на действие изгибающего момента в элементах постоянной высоты продольные растянутые стержни, обрываемые в пролете, должны заводится за точку теоретического обрыва на величину w, определим по формуле:

w= (Q- R_sw * A_sinc * sinw) / q_sw^¢

или по формуле w = Q^¢ / q_sw^¢+ 5 d > 20d

q_sw^¢= (R_s *A_sw / S) + 5 d

d- диаметр обрываемого стержня

Q^¢- поперечная сила в точке теоретического разрыва

A_sw - площадь хомутов

S- шаг хомутов

Для стержня обрываемого в первом пролете:

Q¢= 95.47 кHd = 18 мм AIIR_s = 280 МПа

q_sw^¢= (280* 100*0.57/10) = 1596 Н/см

w= 95470/1596+5 * 1,8 = 68,8 cм

w≥ 20d= 20 * 1,8 = 36 см

Принимаем w = 70 см

Для стержней, обрываемых во втором пролете слева:

Q¢= 34,56 кHd=18 мм AIIR_s = 280 МПа

q_sw^¢= (280* 100 *0.57/35) = 456 Н/см

w = 34560/456+5 * 1,8 = 84,8 см

w≥ 20d= 20 * 1,8 = 36 см

Принимаем w = 88 см

3. Для стержня, обрываемого во втором пролете справа:

Q¢= 45,55 кHd= 18 мм AIIR_s = 280 МПа

q_sw^¢= (280* 100 *0.57/35) = 456

w = 45550/456+5*1,8 = 108,9 см

w≥20d=20*1,8=36 см

Принимаем w = 110 см2.

2. Расчёт и конструирование монолитной железобетонной колонны

Под действием вертикальной нагрузки на здание от покрытия и перекрытий в колоннах возникают продольные силы и изгибающие моменты от неравномерного распределения полезной нагрузки.

В учебных целях допускается расчёт колонны производить, как центрально сжатый элемент квадратного сечения с симметричной арматурой со случайным эксцентриситетом.

2.1 Сбор нагрузок на колонну.

Нагрузки на колонну складываются из постоянной (от собственной массы колонны, конструкций покрытия и перекрытий) и временной (снеговой и полезной) нагрузки. Нагрузка на колонну передаётся с грузовой площади.

А = (6.3/2+6.3/2) * (7.2/2+7.2/2) = 6.3 * 7.2 = 45.36 м²

Рис. 18. Схема грузовой площади колонны.

Сбор нагрузок приведен в таблице 7

Таблица 7

Определим нагрузку от собственного веса колонны. Принимаем сечение колонны в = h = 0,5

Нагрузка равна N_к = 0,4 * 0,4* Н_эт* g_f* g_n* r *g = 0,5 * 0,5 * 4,8 * 1,1 * 0,95 * 2500 * 10 *4 = 125400 H,

где Н_{эт -} высота этажа, м

Длительная нагрузка

Кратковременная нагрузка

Определим нагрузку действующую на колонну первого этажа

2.2 Расчёт сечения колонны.

Рассчитаем колонну как центрально сжатый элемент квадратного сечения с симметричной арматурой со случайным эксцентриситетом. Это допускается для колонны прямоугольного сечения с симметричной арматурой класса АI, II, III при

< 20*h и случайным эксцентриситетом < h/30. Исходные данные: Бетон класса В15, Rb = 8.5 МПа, арматура A-III, Rsc = 365 МПа

N_кол^I = 2558,686 кН

Определим предварительные размеры колонны

A_тр = N_кол^I /j (R_b+ mR_sc)

m - коэффициент армирования колонны.