Проектирование и расчет несущих конструкций железобетонного каркаса одноэтажного промышленного здания (стр. 4 из 5)
Расчет продольной арматуры подколонника.
Расчет продольной арматуры подколонника. Толщину защитного слоя бетона принимаем не менее 50 мм, берем расстояние от наружной грани стакана до центра тяжести сечения арматуры a=a’=50мм.
Расчетный эксцентриситет продольной силы относительно арматуры As.
; 
- момент на уровне низа подколонника.
Расчетный эксцентриситет относительно арматуры подколонника:
Требуемая площадь сечения симметричной арматуры:
; 
; 
; 
то есть по расчету продольная арматура не требуется, но по конструктивным требованиям при As<0 ее количество должно быть не менее 0.05% площади поперечного сечения подколонника.
Принимаем по 5Ø14 А-III (Аs= А’s=769мм2) у граней подколонника, перпендикулярных плоскости изгиба. У смежных граней параллельных плоскости изгиба, с шагом не более 400 мм, т.е. по 3Ø14 A-III (Аs= 462 мм2).
Подбор поперечной арматуры подколонника.
При выполнении условия
, 
- поперечная арматура подколонника ставится конструктивно. Примем поперечную арматуру подколонника в виде горизонтальных сеток С-2 из стержней Ø 8 A-III с шагом 150 мм. Количество сеток 8 шт.
Расчет на смятие для стакана.
Расчет выполняется из условия
, где 
- так как нагрузка почти равномерно распределенная; 
- площадь смятия; 
- расчетная площадь смятия; 
Расчетное сопротивление смятию бетона:
, где 
для бетона класса ниже В25. 
Значит смятие бетона под колонной на дне стакана не произойдет, следовательно сетка под днищем стакана не требуется.
6. Конструирование и расчет КЖС-18
Бетон класса B30 с характеристиками Rb=17 МПа, Rbt=1.2 МПа, арматура класса А-IV, Rs=510 МПа, Rsc=400 МПа, Es=1.9x105 МПа, Eв=260x103 МПа.
Сбор нагрузок
| Элементы конструкции | Нормативная нагрузкакН/м2 | Коэф. Надежностиγf | Расчетная нагрузкакН/м2 |
| Защитный слой из гравия на мастике, δ=20мм | 0,4 | 1,3 | 0,52 |
| Водоизоляционный ковер (три слоя рубероида на мастике) | 0,15 | 1,3 | 0,18 |
| Цементно-песчаная стяжка δ=20мм | 0,4 | 1,3 | 0,52 |
| Минераловатный плитный утеплитель (γ=3,7 кН/м3; δ=100мм) | 0,37 | 1,3 | 0,48 |
| Пароизоляция – два слоя пергамина на мастике | 0,1 | 1,3 | 0,12 |
| КЖС | 1,82 | 1,1 | 2.00 |
| Итого | 3,24 | - | 3.82 |
| Снеговая | 1 | 1.8 | 1.8 |
| ВСЕГО | 4.24 | 5.62 |
Размеры поперечного сечения панели-оболочки принимаем согласно рекомендациям: толщину оболочки 30 мм, толщину стены диафрагмы 40-50 мми нижнего утолщения 100х100 мм, высоту опорной части панели 150 мм.
С учетом коэффициента надежности принимаем нагрузку:
- нормативная (при γf=1) – 4.24 кН/м2;
- расчетная (при γf>1) – 5.62 кН/м2;
Расчетный изгибающий момент в середине пролета панели:
Расчетная поперечная сила:
Расчетные усилия от нормативных нагрузок:
Расчет толщины оболочки
Проверяем толщину оболочки в середине пролета:
- коэффициент условий работ тонкой оболочки – 0.75 
Принимаем 3 см
Расчет арматуры в торце плиты
Определяем расчетное усилие Nt в торцевой арматуре:
Принимаем большее из двух значений.
g – расчетная нагрузка от веса панели на 1 м2; bs – расстояние между осями рабочей арматуры диафрагм; 2000 – сопротивление отрыву при съема панели с формы.
Принимаем Nt=76 кН
Площадь сечения торцевой арматуры As,tкласса A-IIIcRs=360 МПа (при d>10 мм):
Принимаем 2Ø12 A-III; As=2.26 см2.
Расчет диафрагм на действие поперечной силы.
Значение Q=150 кН. С учетом влияния изгибающего момента рассмотрим сечение, расположенное на расстоянии 1 м от оси опоры. В этом сечении ho=26.7 см; z0=24.4 см; tgφ=0.19; толщина диафрагм b’=10 см; Rbt=1.2 МПа.
Усилие в сечении:
Определяем часть поперечной силы, воспринимаемой диафрагмами:
,где φ – угол наклона оси оболочки; при этом должно соблюдаться условие:
Условие
Условие соблюдается.
Следовательно, поперечная арматура по расчету не требуется, устанавливаем ее по конструктивным соображениям: Ø6 A-III с шагом 150 мм.
В вертикальных ребрах жесткости диафрагм через 1.5-1.6 м ставим подвески из арматур Ø10 A-III.
Расчет анкеров.
Площадь рабочей поверхности анкера рабочей арматуры каждой диафрагмы определяется из условий:
,где М1 – изгибающий момент на всю ширину панели в сечении, расположенном на расстоянии 1.5 м от рабочей поверхности анкера; z1 – расстояние по вертикали от оси рабочей арматуры диафрагмы до оси оболочки в этом же сечении.
Площадь поверхности анкера по формуле:
Принимаем анкер с упорной плитой шириной 180 мм и высотой 140 м.
Расчет панели по деформациям (прогибам)
Определяем прогиб панели в середине пролета с учетом длительного действия нагрузки при коэффициенте надежности γf=1 по формуле:
,где q1 – кратковременно действующая часть нагрузки; φb2 – коэффициент, учитывающий влияние длительной ползучести бетона; q2 – длительно действующая часть нагрузки; q3 – эквивалентная по моменту в середине пролета равномерно распределенная нагрузка от сил предварительного натяжения.
,где Р0 – равнодействующая усилий в напрягаемой арматуре до обжатия бетона;
σlos = σ6+ σ8+ σ9 – потери напряжений в арматуре.
σ’los – потери напряжений до уровня сжатой зоны бетона.
Расчет панели по образованию трещин
Рассмотрим сечение в середине пролета панели. Момент сопротивления для растянутой грани сечения:
Расстояние zy от центра тяжести сечения до верхней ядровой точки с учетом коэффициента 0.8 определяем по формуле:
