Практическая работа №3 «Расчет железобетонных колонн многоэтажных каркасных зданий» Вариант № 6. Рабочая тетрадь колонна. Практическая работа 3 Расчет железобетонных колонн многоэтажных каркасных зданий
 Скачать 253.26 Kb.
|
|
Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение Саратовской области «Саратовский архитектурно-строительный колледж» Практическая работа №3 «Расчет железобетонных колонн многоэтажных каркасных зданий» Вариант № 6 Выполнил студент: Принял преподаватель: группы 31 кс Огольцова Е.Г. Катышова А.С. Саратов 2021 3. Расчет и конструирование колонны 3.1 Исходные данные В зданиях со связевым каркасом колонны воспринимают в основном вертикальные нагрузки, приложенные со случайным эксцентриситетом (ео=еа). Сетка колонн в здании 6 × 7,2 м, высота этажа Нэ= 2,8 м, количество этажей 5. Здание возводится в IV климатическом районе по весу снегового покрова. Полезная (временная) нагрузка на междуэтажное перекрытие 1,5 кН/м2, в том числе длительная 0,3 кН/м2. Колонна по высоте членится на два яруса. Стык колонн располагается на высоте 0,65м от уровня пола. Расчету подлежит колонна нижнего яруса сечением 300×300мм. Расчетная длина колонны во втором и последующем этажах равна высоте этажа lef=Hэ= 2,8 м, а для первого этажа с учетом некоторого защемления в фундаменте: lef=0,7 Н1=0,7 ( 2,8 +0,5)=2,31 м, где 0,5 – расстояние от пола до обреза фундамента. Эксцентриситет должен быть не менее 1/600 lef=1/600·300= 0,6 см, не менее 1/30h=1/30·30=1см и во всех случаях не менее 1см. Принимаем еа=1см. Класс бетона по прочности на сжатие колонн В 25, продольная рабочая арматура класса А II , поперечная - класса А-I. Расчетное сопротивление бетона сжатию Rb= 14,5 МПа, коэффициент условий работы бетона γb2=0,9. Расчетное сопротивление сжатию арматуры класса А- II, Rsc= 280 МПа. Здание относится ко второму классу по назначению γn=0,95. 3.2 Определение расчетных нагрузок и усилий.  Рис.1 Схема загружения колонны Нагрузка на колонну от покрытия и перекрытий собирается с грузовой площади при сетке колонн L1×L2 6 × 7,2. Агр= 6·7,2 = 43,2м2. Таблица 1.1 Нагрузка на колонну от покрытия, кН
Полная расчетная нагрузка на колонну от покрытия Nпок = 339 кН, в том числе длительная Nпок ld= Nпок - Nкр = 296,66 кН. Таблица 1.2 Нагрузка на колонну от перекрытия, кН
Полная нагрузка на колонну от одного перекрытия Nп = 447,26кН, в том числе длительно действующая Nп ld= Nп - Nкр = 250,27 кН. Собственный расчетный вес колонны на один этаж: Во втором – пятом этажах: Gк=bк×hк×Нэ×ρ×γf=0,3×0,3× 2,8 ×25×1,1= 6,93 кН. В первом этаже: Gк=0,3×0,3×( 2,8+0,5 )×25×1,1= 8,17 кН. Таблица 1.3 Расчетная нагрузка на колонну
3.3 Расчет прочности на усилия, возникающие при эксплуатации Расчетное сечение колонны первого этажа принято на уровне низа консоли. Расчетное усилие с учетом коэффициента надежности по назначению γn=0,95: от полной нагрузки N1=0,95×N= 0,95 × 2163,93 =2055,73 кН, от длительной нагрузки Nld, 1=0,95× Nld = 0,95 × 1333,63 = 1266,95 кН. Отношение  Гибкость стержня колонны λ= lef/h= 231 /30 ≈ 7,7 >4, необходим учет прогиба. Задаемся процентом армирования μ%=1%. Коэффициент α= μ·(Rsc / Rb)=0,01·( 280 / 0,9·14,5 )= 0,21. По табл. по интерполяции коэффициенты φb= 0,91 , φr= 0,915 . Коэффициент продольного изгиба по формуле: φ= φb+2(φr - φb)α≤ φr φ= 0,91 +2( 0,915 – 0,91)·0,21 = 0,912 ≤ 0,915. Требуемая площадь сечения продольной рабочей арматуры колонны: N Rb   Аs+Аs′= - A η·φ·Rsc Rsc Аs+Аs′=  = 38,57где η=1 при bк=30см >20см. По сортаменту принимаем 4 Ø 36 А- II , с Аs= 40,72 см2. Процент армирования μ%= 100  %< μ%=3%Фактическая несущая способность сечения при: α= μ·(Rsc / Rb)=0,0252·( 280/ 0,9·14,5 )= 0,87. φ= 0,91+2(0,915-0,91)0,87 = 0,918 >φr, тогда φ= φr= 0,915. Nfc =1×0,915(1,45×0,9×900+40,72×28) = 2117 кН >N1= 2056 кН. Прочность сечения обеспечена. Для расчетного сечения колонны в пределах второго этажа расчетные усилия N2=0,95× 1708,5 = 1623,08 кН, в том числе длительно действующее N2 ld =0,95× 1075,19 = 1021,43кН. При тех же значениях μ=0,01, α= 0,21 и гибкости λ2=360 /30=12 : коэффициенты φb= 0,884, φr= 0,896. φ= 0,884+2(0,896-0,884) × 0,21= 0,889. Требуемое сечение продольной арматуры: Аs+Аs′=  = 23,26см2.В верхнем сечении колонны оставляем 4Ø 28 А- II , с Аs= 24,13 см2. Т.к. колонна принята высотой на два этажа, то в соответствии с расчетом, средние стержни Ø 28 в пределах второго этажа не требуются и могут быть оборваны на уровне верха перекрытия. Колонна армируется сварными пространственными каркасами. Максимальный диаметр продольных стержней d12= 8мм. По условиям технологии сварки принимаем диаметр поперечных стержней d2= 8 мм класса А-I. Шаг поперечных стержней в сварных каркасах сжатых элементов должен быть не более 20 d1=20 ·28 = 480 мм и не более 500 мм. Принимаем S = 300 мм. 3.4 Расчет консоли колонны  Рис.2 Схема консоли В соответствии с номенклатурой консоль колонны принята прямоугольной, размером lк× hк=150×150мм. Ее арматура представляет собой две двутавровые балочки составного сечения, поясами которых являются стержни, а стенки выполнены из листовой стали. Т.к. стенки не сквозные и у грани колонны они обрываются, в работе сечения они не участвуют, и изгибающий момент в сечении будет восприниматься только продольными стержнями – полками. Действующий на консоль изгибающий момент с достаточной точностью может быть определен как для коротких железобетонных консолей по формуле: М=1,25·Q·С, где С=lоп/2+С1=12/2+2=8 – плечо силы Q. При этом нагрузка на ригель собирается с грузовой площади, приходящейся на 1м длины ригеля. При шаге колонн 7,2 м. Агр=1· 7,2 =7,2 м2. Таблица 1.4 Нагрузки на 1м ригеля.
Величина опорного давления ригеля на консоль:  ,где l=L-bк-0,2= 7,2-0,3-0,2= 6,7м. Изгибающий момент консоли: М=1,25·Q·С=1,25·278,95 ·8 = 2789,5 кН·см. Требуемая площадь сечения стержней класса А- II консоли определяется из условия: М= Rs·Аs·Z Плечо внутренней пары сил Z= bкон-hз.с.-σпл-d=150-25-10-20 =95 мм.  Принимаем 3 Ø 22 А-II , с Аs=11,40 см2. Толщину листа стенки принимаем конструктивно 6 мм. Балочки консоли соединяются между собой по верху закладными пластинами консолей, по низу – коротыша. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||