Железобетонные конструкции одноэтажного двухпролётного промздания. Одноэтажное промышленное здание

• Название: Одноэтажное промышленное здание
• Анкор: Железобетонные конструкции одноэтажного двухпролётного промздания
• Дата: 01.03.2023
• Размер: 5.4 Mb.
• Имя файла: 18 м, В=6, Н=13,5.doc
• Тип: Литература; #962579
• страница: 5 из 8

Поперечное армирование

Максимальная поперечная сила Q_maх не задана. Поэтому расчёт по наклонной трещине по наиболее опасному наклонному сечению (с максимальной Q) без поперечной арматуры на действие поперечной силы не делаем, ставим её по конструктивным соображениям.

Поперечную арматуру принимаем без расчёта, конструктивно, из условий [16, прил.8, С. 844], [2, п.10.3.12…10.3.14]:

для продольной арматуры d 36 мм по условию сварки минимально допустимый диаметр поперечной арматуры d_w = 10 мм,

не менее 0,25*d = 0,25*36 = 9 мм.

Принят d_w = 10 мм A 240.

Шаг стержней по [3, п.10.3.13]:

- не более 0,75*h = 0,75*60 = 40 см,

- не более 500 мм,

- не более 20*d=20*36 = 720 мм – для предотвращения выпучивания продольной арматуры.

Принят s = 40 см

2.4. Промежуточная распорка

Расчёт по предельным состояниям 1 группы

Расчёт в плоскости изгиба

Распорки внецентренно-сжаты.

Изгибающий момент и продольная сила в одной распорке, если есть поперечная сила в колонне Q:

М_ds = Q*S/ 2 = Q*3,45/2;

N = Q*S/ с = Q*3,45/1 [15, С. 68].

При отсутствии данных по поперечной силе:

М_ds = М = 150 кН*м – принимаем, как на ветвь, по заданию.

Длительно действующие нагрузки на распорку:

изгибающий момент М_ℓ = М/2 = 150 /1,2 = 125 кН*м;

продольное усилие N_ℓ = N/2 = 1530/1,2 = 1275 кН, принята как на ветвь, по заданию.

Эксцентриситет от расчётной нагрузки:

e_о = М /N = 150*(100) / 1530 = 10 см; он должен быть не меньше случайного.

Сечение распорки в плоскости изгиба: b = 60 см; h = h_р = 45 см.

Случайный эксцентриситет из условий [4, п.3.6]:

е_а  h / 30 = 45 / 30 = 1,5 см;

е_а  h₁/600 = 130 / 600 = 0,2 см;

е_а  1 см.

Принимаем для расчёта наибольшее значение: e_о = 10 см = 0,1 м  е_а.

Случайный эксцентриситет можно не учитывать.

Привязка продольного стержня в обоих направлениях одинакова а=а'=4 см.

Рабочая высота сечения в плоскости h_o = h – а = 45 – 4 = 41 см.

Продольную арматуру распорки подбираем как для изгибаемого элемента прямоугольного профиля.

Радиус инерции сечения i= = = 13 см

ℓ₀ = 0,5*ℓ= 0,5*1,3 = 0,65 м = 65 см – расчётная длина распорки, где

ℓ = h₁ = 1,3 м – полная длина распорки равна высоте сечения подкрановой части колонны.

Гибкость в плоскости изгиба:

 = ℓ₀ / i = 65 / 13 = 5 < [] =120 – в пределах допустимой для колонн [2, п.10.2.2].

По [3, п.6.1.8.] при гибкости ℓ₀ / i = 5 < 14 не нужно учитывать влияние на их несущую способность прогибов путем умножения значений е₀ на коэффициент η [3, п.6.1.11].

Тогда расчётный эксцентриситет продольной силы [15, С. 63]:

e = e_o + (h₀ – a´)/ 2 =10 + (41 – 4)/2 = 29 см.

Подбор продольной арматуры производят по [4, п. 3.21, ф-ла 3.22].

Для расчёта площади армирования прямоугольного сечения коэффициент _m по [4, п.3.21, ф-ла 3.22]:

 0,06 < a_R= 0,411, где

a_Rкоэффициент для арматуры А 300 по [4, табл. 3.2];

_b2 =1,1 – коэффициент условий работы бетона [15, С.63] при учёте крановой нагрузки.

Если по расчёту α_т ≥ a_R, требуется увеличить сечение или повысить класс бетона, или установить сжатую арматуру, требуемую площадь сечения определяем по формулам [4, п. 3.22, ф-ла 3.24, 3.25].

Армирование распорок принимаем арматурой класса А 300 – по заданию.

При α_т < a_R сжатая арматура по расчету не требуется, и тогда растянутая арматура определяется по [4, п. 3.21, ф-ла 3.23]:

= 13,2 см²

Площадь сечения можно найти также другим способом, по [15, С. 68]:

А_s = А_s = М / [R_s*(h_o – a)] = 15 см².

Площадь продольной арматуры назначаем по условиям:

не менее расчётной;

из условий минимального армирования ≥ _min *b*h_o = 0,0005*60*41 = 1,2 см²;

из условий максимального армирования ≤ _mах *b*h_o = 0,04*60*41 = 98 см²;

не менее d =14 мм для рабочего продольного армирования сборных колонн по [8, п.3.65], для конструктивного – не менее 12 мм; не более d =40 мм по [8, п.3.11].

Принимаем в распорке пространственный каркас по 3  32 A 300 (класс по заданию) с каждой стороны распорки (с растянутой и сжатой).

Расстояния между продольными стержнями армирования распорки 260 мм ≤ 500 мм. Максимальное расстояние в плоскости изгиба между продольным армированием должно быть не более 500 мм [2, п.10.3.8] для равномерного распределения деформаций, ограничения ширины раскрытия трещин между стержнями.

В сжатой зоне арматура ставится конструктивно, т.к. по расчёту она не требуется. Т.к. эпюра моментов в распорке двузначная, принимаем симметричное армирование, армирование в растянутой А_s и сжатой A_s' зонах принято симметричным (одинаковым): A_s = А_s = 24,13 см² ≥ A_s, больше расчётной и минимальной.

больше расчётного и минимального.

Процент армирования сечения распорки:

 = А_s / (b*h₀) = 24,13*(100)/(60*41) = 1,0% ≥ _min= 0,05 %

 = 1,0 % < _mах= 4 % в пределах допустимых норм.

В случае эксцентриситета продольной силы e ≤ h / 30 и гибкости ℓ₀ / h ≤ 20 расчет по прочности прямоугольных сечений внецентренно сжатых элементов с арматурой, расположенной у противоположных в плоскости изгиба сторон сечения, допускается производить из условия [2, ф-ла 8.16, п.8.1.16] , [3, п.6.2.17, ф-лы 6.26, 6.27]: N ≤ N_uℓt

В данном случае:

e = 29 см > h/30 = 45/30 = 1,5 см,

гибкость  = ℓ₀ / i = 65 / 13 = 5 < 20 – проверку производим.

N_ult - предельное значение продольной силы, которую может воспринять элемент, определяемое по формуле [3, ф-ла 6.27]:

N_uℓt = φ*( R_b*А+ R_sc*A_{s, tot}) = 0,92*[(22*(10^-1)*2700+270*(10^-1)*48,2] = 6662 кН, где А = b* h = 60*45 = 2700 см² – площадь сечения распорки,

A_s,tot - площадь всей продольной арматуры в сечении:

A_s,tot = A_s + А_s = 24,13+24,13 = 48,2 см²

φ = 0,92 - коэффициент, принимаемый при длительном действии нагрузки по [3, табл. 6.2] в зависимости от гибкости элемента ℓ₀ / h = 5; при кратковременном действии нагрузки значения φ определяют по линейному закону, принимая 

φ = 0,92 при ℓ₀ / h < 6.

N= 1530 кН ≤ N_uℓt = 6662 кН.

Прочность сечения по продольному усилию обеспечена.

l₀ - расчетная длина элемента, определяемая как для железобетонных элементов.

В данном случае: e = 29 см > h/30 = 45/30 = 1,5 см

ℓ₀ = 65 см < 20*h = 20*45 = 900 см,

Высота сжатой зоны прямоугольного сечения [4, п.3.18, ф-ла 3.16]:

х = 4,5 см,

расчёт производим без учёта сжатой арматуры, A_s'=0 – т.к. она не нужна по расчёту.

Расчет внецентренно сжатых железобетонных элементов без предварительного напряжения производят из условия [5, п. 7.1.9, ф-ла 8.10]:

N*е ≤ R_b*b*х*(h₀ – 0,5*х)+R_sc*А_s'*(h₀ – а'),

N*е = 1530*29 = 44370 кН*см ≤ 22*(10^-1)*60*4,5*(41 – 0,5*4,5)+

+ 270*(10^-1)*24,13*(41 – 4) = 47124 кН*см

N - действующая продольная сила от внешней нагрузки.

Условие прочности по продольному усилию с эксцентриситетом в каждой ветви соблюдается.

Расчёт из плоскости изгиба

При расчёте из плоскости изгиба (в плоскости, перпендикулярной к плоскости изгиба) за высоту сечения принята его ширина: b = 45 см; h = 60 см;

привязка продольного стержня в обоих направлениях одинакова а=а'=4 см.

Рабочая высота сечения в плоскости h_o = h – а = 60 – 4 = 56 см.

Рабочая длина стержня ℓ_o = 0,5 * h₁= 0,5*1,3 = 0,65 м = 65 см

Момент инерции i'= = =17,3 см.

Гибкость из плоскости изгиба ' = ℓ_o / i' = 65 / 17,3 = 3,8 < [] =120 – в пределах допустимой для колонн [2, п.10.2.2].

' = 3,8 <  = ℓ_o / i = 5, меньше гибкость, чем в плоскости изгиба.

Т.к. гибкость из плоскости момента меньше гибкости в плоскости действия момента, расчёт можно не выполнять, т.к. армирование будет ещё меньше.

Площадь сечения по [15, С. 68]:

А_s = А_s = М / [R_s*(h_o – a)] = 10 см²

Принятого выше армирования достаточно.

Расчёт поперечного армирования

Поперечную арматуру принимаем из условий [16, прил.8, С. 844], [2, п.10.3.12]:

для продольной арматуры d 32 мм по условию сварки минимально допустимый диаметр поперечной арматуры d_w = 8 мм,

не менее 0,25*d = 0,25*32 = 8 мм.

Принят d_w = 8 мм. Класс A 240 по заданию.

Шаг стержней по [2, п.10.3.13]:

- не более 0,75*h = 0,75*45 = 33 см, - не более 500 мм,

- не более 20*d=20*32= 640 мм – для предотвращения выпучивания продольной арматуры. Принимаем из всех условий s = 200 мм.



Рис. 13. Расчётная схема промежуточной распорки

2.5. Консоль колонны

Высота узла принимается всегда h = 0,9 м, ширина равна ширине колонны

b = 0,6 м. В этом узле на покрановую часть идёт опирание подкрановой балки, поэтому необходимо по расчёту запроектировать армирование.

Расчёт по предельным состояниям 1 группы

Расчёт в плоскости изгиба

Усилия в стыке надкрановой и подкрановой частей колонны, приняты как для сечения 1:

М = 150 кН*м, N= 1530 кН, Q = 0 кН.

То же, от длительной части нагрузок:

М_ℓ =125 кН*м, N_ℓ= 1275 кН.

Армирование принимаем арматурой класса А 300 – по заданию.

Привязка рабочих стержней армирования а = 40 мм.

Рабочая высота сечения: h₀ = h – а = 0,9 – 0,04 = 0,86 м.

Устанавливаем значение коэффициента условий работы бетона _b2, для чего находим момент внешних сил относительно центра тяжести растянутой (менее сжатой) арматуры c учётом и без учёта крановой и ветровой:

Для длительно действующей нагрузки момент [15, С. 62]

М_1ℓ = М_ℓ + N_ℓ*(0,5*h – a) = 125 + 1275*(0,5*0,9 – 0,04) = 648 кН*м;

То же, с учётом всех нагрузок:

М_ℓ = М + N*(0,5*h – a) = 150 + 1530*(0,5*0,9 – 0,04) = 777 кН*м;

Т.к. крановые нагрузки учтены в сочетание нагрузок по [4, п.3.3.]

М_1ℓ = 648 кН*м ≤ 0,9*М_ℓ = 0,9*777 = 699 кН*м, то

_b2 =1,1 – коэффициент условий работы бетона [15, С.63] при учёте крановой нагрузки. Если М_1ℓ > 0,9*М_ℓ, то _b2 = 0,9 по [4, п.3.3.].

Продольную арматуру распорки подбираем как для изгибаемого элемента прямоугольного профиля, по [4, п. 3.21, ф-ла 3.22].

Для расчёта площади армирования прямоугольного сечения коэффициент _m по [4, п.3.21, ф-ла 3.22]:

 0,014 < a_R= 0,411, где

a_Rкоэффициент для арматуры А 300 по [4, табл. 3.2].

Если по расчёту α_т ≥ a_R, требуется увеличить сечение или повысить класс бетона, или установить сжатую арматуру, требуемую площадь сечения определяем по формулам [4, п. 3.22, ф-ла 3.24, 3.25].

При α_т < a_R сжатая арматура по расчету не требуется, и тогда растянутая арматура определяется по [4, п. 3.21, ф-ла 3.23]:

= 6,5 см²

Т.к. эпюра моментов в консоли двузначная, принимаем симметричное армирование. Площадь сечения по другой формуле [16, стр.68]:

А_s = А_s = М / [R_s*(h_o – a)] = 6,8 см², что почти равно.

Площадь продольной арматуры назначаем по условиям:

не менее расчётной;

из условий минимального армирования ≥ _min *b*h_o = 0,0005*60*86 = 2,6 см²;

из условий максимального армирования ≤ _mах *b*h_o = 0,04*60*86 = 206 см²;

не менее d =14 мм для рабочего продольного армирования сборных колонн по [8, п.3.65], для конструктивного – не менее 12 мм;

не более d =40 мм по [8, п.3.11].

Принимаем пространственный каркас КП 3 по 3  18 A 300 (класс по заданию) с каждой стороны узла (с растянутой и сжатой). В сжатой зоне арматура ставится конструктивно, т.к. по расчёту не требуется. Армирование в растянутой А_s и сжатой A_s' зонах принято симметричным (одинаковым в сжатой и растянутой зонах): A_s = А_s = 7,63 см² ≥ A_s, больше расчётного и минимального.

Процент армирования сечения консоли:

 = А_s /(b*h₀) = 7,63*(100)/(60*86) = 0,3 % ≥ _min=0,05 %

 = 0,3 % < _mах= 4,0 % в пределах допустимых норм.

При расстоянии между стержнями продольного армирования > 500 мм нужна постановка дополнительной продольной конструктивной арматуры по [3, п.8.3.6]. Это необходимо от выпучивания арматуры и целесообразной работы арматуры в бетоне. Для конструктивной арматуры допускается диаметр продольных стержней Ø 12 по [8, п.3.65].

В данном каркасе 3 стержня расположим на высоте 900 мм. Расстояние между ними 410 мм < 500 мм, не нужно ставить доп. конструктивную арматуру.

Для надёжной анкеровки данной продольной арматуры она должна быть заведена за грань верхней части колонны на длину не менее ℓ_an ≥ 36*d = 36*18 = 640 мм, располагаем продольное армирование по всей длине консоли.



Рис. 14. Расчётная схема консоли
Расчёт поперечного армирования

Поперечную арматуру консоли колонны принимаем из конструктивных условий [16, прил.8, С. 844], [2, п.10.3.12]:

для продольной арматуры консоли d 18 мм по условию сварки минимально допустимый диаметр поперечной арматуры d_w = 8 мм,

не менее 0,25*d = 0,25*18 = 5 мм.

Принят d_w = 8 мм. Класс A 240 по заданию.

Шаг поперечных стержней по [2, п.10.3.13]:

- по конструктивным условиям s < h / 3 = 90 / 3 = 30 см,

- не более 0,75*h = 0,75*90 = 67 см,

- не более 500 мм,

- не более 20*d=20*18= 360 мм – для предотвращения выпучивания продольной арматуры.

Поперечное армирование выполняется по требованиям [4, п.5.18, 5.21]:

не более 600 мм и не более удвоенной ширины грани элемента:

< 2*b = 2*0,30 = 0,6 м, где

b – размер от оси подкрановой балки до края подкрановой части колонны;

не более 300 мм, не более 0,5*h₀ = 0,5*0,86 = 0,43 м.

Принимаем шаг стержней s = 15 см.