«Проектирование многоэтажного промышленного здания с неполным каркасом». ЖБК КП 1. 1. Исходные данные. 3 Компоновка конструктивной схемы 4

• Название: 1. Исходные данные. 3 Компоновка конструктивной схемы 4
• Анкор: «Проектирование многоэтажного промышленного здания с неполным каркасом
• Дата: 30.01.2022
• Размер: 4.37 Mb.
• Имя файла: ЖБК КП 1.doc
• Тип: Документы; #346172
• страница: 10 из 15

6.Расчет и конструирование центрально сжатой колонны с консолями.

6.1.Сбор нагрузок.

6.1.1.Определение продольных сил

Принимаем сечение колонны прямоугольным размерами 400мм х 400мм.

Грузовая площадь от перекрытия и покрытия для одной колонны:

Расчетная длина колонны II-ого и вышележащих этажей равна высоте этажа:

3.6м

Расчетная длина колонны I этажа с учетом жесткого закрепления:

0.7·(3.6+0.6)=2.94м

Грузовая площадь колонны

Грузовая площадь колонны S= 5.4м x 6.5м= 35.1м2

Постоянная нагрузка от покрытия, ригеля и стойки

Gl,покр=35.1·387.3·1+(0.3·0.55)·5.4·2500·1.1·1+0.4·0.4·3.6·2500·1.1·1=17628.48кг
Временная нагрузка покрытия

Qсн=210·35.1·1=7371кг
в том числе длительная
Ql,сн=(210–63)·35.1·1=5159.7кг
Кратковременная

Qsh,сн=63·35.1·1=2211.3кг
Постоянная нагрузка от перекрытия одного этажа, ригеля и стойки

Gl,пер=35.1·422.8·1+(0.3·0.55)·5.4·2500·1.1·1+0.4·0.4·3.6·2500·1.1·1=18874.53кг
Временная нагрузка от перекрытия

Qпер=480·35.1·1=16848кг
в том числе длительная

Ql,пер=336·35.1·1=11793.6кг
Кратковременная

Qsh,пер=144·35.1·1=5054.4кг
Продольная сила в колонне первого этажа от полной нагрузки
Ntot=17628.5+7371+(18874.5+16848)·(3–1)=96444.5кг
Nl=17628.5+5159.7+(18874.5+11793.6)·(3–1)=84124.4кг

6.2.Характеристики прочности бетона и арматуры.

Бетону класса B15 по прочности соответствуют следующие характеристики:

- расчетное сопротивление для осевого сжатия

Rb=8.5Мпа=86.7кг/см2 СП 63.13330.2012 табл. 6.8

расчетное сопротивление для осевого растяжения

Rbt=0.75Мпа=7.65кг/см2 СП 63.13330.2012 табл. 6.8

начальный модуль упругости при сжатии и растяжении

Eb=24460Мпа=244600кг/см2 СП 63.13330.2012 табл. 6.11

Арматура класса A-300 (A-II)

- расчетное сопротивление растяжению

Rs=270Мпа=2700кг/см2 СП 63.13330.2012 табл. 6.14

- модуль упругости

Es=210000Мпа=2100000кг/см2 СП 63.13330.2012 п. 6.2.12

6.3.Расчет колонны первого этажа по предельным состояниям 1группы.

6.3.1.Расчет прочности колонны в стадии эксплуатации.

Расчет по прочности прямоугольных сечений внецентренно сжатых элементов с арматурой, расположенной у противоположных в плоскости изгиба сторон сечения, при эксцентриситете продольной силы е₀ h/30 и гибкости l₀/h 20 допускается производить из условия

N N_ult,

где N_ult - предельное значение продольной силы, которую может воспринять элемент, определяемое по формуле (8.17)[1]



φ - коэффициент, принимаемый при длительном действии нагрузки по таблице 8.1 в зависимости от гибкости элемента; при кратковременном действии нагрузки значения φ определяют по линейному закону, принимая φ = 0,9 при l₀/h = 10 и φ = 0,85 при l₀/h = 20, принимаем равным 0,895

=(96444.5–0.895·86.7·40·40)/(0.895·2700)=-11.47 см2

конструктивные требования

As=As’=(0.002)·40·(40–5)=2.8см2

Применяем арматуру

2ф14A-300 As=2*1.539=3.078см2

Расчет по прочности прямоугольного сечения внецентренно сжатого элемента производится из условия (ф.8.10)[1]



где N - продольная сила от внешней нагрузки;

е - расстояние от точки приложения продольной силы N до центра тяжести сечения растянутой или наименее сжатой (при полностью сжатом сечении элемента) арматуры, равное

=1.33·1.072+(40–5–5)/2=16.43см

- начальный эксцентриситет (п.8.1.7)

2.94/600=0.0049

или

0.4/30=0.01

или

10мм

Принимаем максимальное значение: 0.01333

Здесь η - коэффициент, учитывающий влияние продольного изгиба (прогиба) элемента на его несущую способность и определяемый согласно (п.8.1.15.)

1/(1–(96444.5/1432701.88))=1.07

-условная критическая сила (ф8.15)

(3.14·3.14·12560044970.826/(2.94·100)^2)=1432701.88 кг

Допускается значение D определять по формуле

D = k_bE_bI + k_sE_sI_s,=12560044971

где Е_b, E_s - модули упругости бетона и арматуры соответственно;

I, I_s - моменты инерции площадей сечения бетона и всей продольной арматуры соответственно относительно оси, проходящей через центр тяжести поперечного сечения элемента;

=0.15/(1.87·(0.3+0.0333))=0.24

k_s= 0,7

φ_l - коэффициент, учитывающий влияние длительности действия нагрузки,

_l=1+ (М_1l/М₁)=1+84124.4/96444.5=1.87

но не более 2.

δ_е- относительное значение эксцентриситета продольной силы e₀/h, принимаемое не менее 0,15 и не более 1,5.

= е_о/h =0.0133/0.4=0.03

(40·40^3)/12=213333.33 - момент инерции сечения колонны,

δ_е- относительное значение эксцентриситета продольной силы e₀/h, принимаемое не менее 0,15 и не более 1,5.

0.0133/0.4=0.03 <0.15 принимаем значение коэффициента 0.15

Определим расчетный случай

Определяем высоту сжатой зоны

96444.5/(86.7·40)=27.81 см

=0.8/(1+0.001286/0.0035)=0.59

-относительная деформация растянутой арматуры при напряжениях,

равных Rs

=0,0035относительная деформация сжатого бетона при напряжениях, равных Rb

2700/2100000=0.001286

27.81/40=0.7

т.к 0.69525>0.585 то случай малых экцентриситетов
=

=(96444.5+2700·3.078·((1+0.585)/(1–0.585))–2700·3.078)/(86.7·40+2·2700·3.078/((40–5)·(1–0.585)))=25.99 см

Проверяем условие прочности



=96444.5·16.42576=1584174.21 кг*см
=86.7·40·25.99·(40–5–0.5·25.99)+2700·3.078·(40–5–5)=2232701.71 см

1584174.21<2232701.71 Условие выполняется

Принимаем2ф14A-300 As=2*1.539=3.078см2

назначаем поперечную арматуру класса A-I диаметром 8 мм с шагом 300 мм.