Ибраева Дайана пояснительная ЖБК2. Расчёт и конструирование железобетонных конструкций одноэтажного промышленного здания
 Скачать 4.74 Mb.
|
|
2. КОЛОННЫ 2.1. РАСЧЕТ СПЛОШНОЙ КОЛОННЫ РЯДА А 2.1.1. ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ Бетон колонны класса В15 с расчетными характеристиками при коэффициенте условий работы Продольная арматура класса А-III 2.1.2. РАСЧЕТ НАДКРАНОВОЙ ЧАСТИ КОЛОННЫ Размеры прямоугольного сечения для продольной арматуры принимаем тогда рабочая высота сечения Рассматриваем сечение II-II на уровне верха консоли, в котором действуют три комбинации расчетных усилий, приведенные в табл. 1.2. Т.к. в статическом расчете рамы-блока по крайним рядам принималось по две колонны, то для подбора арматуры расчетные усилия уменьшены вдвое (табл. 2.1). Таблица 2.1 Комбинации усилий для надкрановой части колонны
Усилия от всех нагрузок без учета крановых и ветровых (вариант 2 табл. 5.2): Усилия от продолжительно действующих (постоянных) нагрузок: Порядок подбора арматуры покажем для комбинации Расчет в плоскости изгиба. Расчетная длина надкрановой части колонны в плоскости изгиба: при учете крановых нагрузок без учета крановых нагрузок Т.к. минимальная гибкость в плоскости изгиба необходимо учитывать влияние прогиба колонны на ее несущую способность. Устанавливаем значение коэффициента условий работы бетона для чего находим моменты внешних сил относительно центра тяжести растянутой (менее сжатой) арматуры с учетом и без учета крановых и ветровых нагрузок: Здесь знак момента от продольной силы определяется знаком момента М с учетом крановых и ветровых нагрузок. Т.к. то коэффицент условий работы бетона тогда расчетные сопротивления бетона и Случайные эксцентриситеты: Проектный эксцентриситет следовательно, случайный эксцентриситет не учитываем. Находим условную критическую силу и коэффициент увеличения начального эксцентриситета 1. 2. Т.к. моменты имеют разные знаки , а эксцентриситет то принимаем коэффициент 3. Задаемся в первом приближении коэффициентом армирования 4. Условная критическая сила: размеры сечения достаточны. 5. Коэффициент увеличения начального эксцентриситета: 6. Расчетный эксцентриситет продольной силы: Определим требуемую площадь сечения симметричной арматуры по формулам: где При требуемая площадь сечения симметричной арматуры составляет: По конструктивным требованиям, минимальная площадь сечения продольной арматуры при гибкости составляет: Окончательно принимаем в надкрановой части колонны у граней, перпендикулярных плоскости изгиба по A-III ( ). Коэффициент армирования сечения: незначительно отличается от первоначально принятого поэтому корректировку расчета можно не производить. Расчет из плоскости изгиба. За высоту сечения принимаем его размер из плоскости поперечной рамы, т.е. в этом случаеh=b=500 мм. Расчетная длина надкрановой части из плоскости составляет Т.к. гибкость из плоскости меньше гибкости в плоскости изгиба расчет из плоскости изгиба можно не выполнять. В противном случае необходимо выполнить проверку прочности сечения на действие продольной силы N с эксцентриситетом, равным случайному. 2.1.3. РАСЧЕТ ПОДКРАНОВОЙ ЧАСТИ КОЛОННЫ Размеры сечения подкрановой части для продольной арматуры принимаем тогда рабочая высота сечения Комбинации расчетных усилий для сечений III-III и IV-IV приняты из табл. 1.2 и приведены в табл. 2.2 (усилия уменьшены вдвое). Таблица 2.2 Комбинации усилий для подкрановой части колонны
Усилия от всех нагрузок без учета крановых и ветровых (вариант 2 табл. 5.2): Усилия от продолжительно действующих (постоянных) нагрузок: При наличии знакопеременных моментов армирование подкрановой части колонны также принимаем симметричным. Подбор арматуры выполним для комбинации Расчет в плоскости изгиба. Расчетная длина подкрановой части колонны в плоскости изгиба: при учете крановых нагрузок без учета крановых нагрузок Т.к. минимальная гибкость в плоскости изгиба необходимо учитывать влияние прогиба колонны на ее несущую способность. Устанавливаем значение коэффициента условий работы бетона : Здесь знак момента от продольной силы определяется знаком момента М с учетом крановых и ветровых нагрузок. Т.к. то коэффицент условий работы бетона тогда расчетные сопротивления бетона и Случайные эксцентриситеты: Проектный эксцентриситет следовательно, случайный эксцентриситет не учитываем, т.к. колонна является элементом статически неопределимой системы. Находим условную критическую силу и коэффициент 1. 2. Т.к. моменты имеют разные знаки , а эксцентриситет то принимаем коэффициент 3. Задаемся в первом приближении коэффициентом армирования 4. Условная критическая сила: размеры сечения достаточны. 5. Коэффициент увеличения начального эксцентриситета: 6. Расчетный эксцентриситет продольной силы: 7. Вспомогательные коэффициенты: где При требуемая площадь сечения симметричной арматуры составляет: т.е. арматуру принимаем по конструктивному минимуму: Принимаем по A-III ( ) у которых граней подкрановой части колонны. У широких граней предусматриваем по A-III с тем, чтобы расстояния между продольными стержнями не превышали 400 мм. Расчет из плоскости изгиба. Расчетная длина подкрановой части из плоскости изгиба Т.к. гибкость из плоскости меньше минимальной гибкости в плоскости изгиба расчет из плоскости изгиба можно не выполнять. В противном случае необходимо выполнить проверку прочности сечения на действие продольной силы N с эксцентриситетом, равным случайному. Армирование колонны ряда А приведено на рис. 2.1. 2.1.4. РАСЧЕТ КРАНОВОЙ КОНСОЛИ На крановую консоль колонны действует сосредоточенная сила от веса подкрановой балки и вертикального давления кранов: Размеры консоли по рис. 2.2.: Подкрановые балки с шириной опорной площадки 300 мм опираются поперёк консоли, тогда Так как на консоль действуют нагрузки малой суммарной продолжительности, то расчётные сопротивления бетона принимаем с коэффициентом Так как прочность бетонного сечения консоли достаточна и поперечное армирование её выполняется по конструктивным требованиям. При поперечное армирование принимаем в виде горизонтальных хомутов из стержней A-III с шагом 150 мм по высоте консоли. Рис. 2.1. Армирование колонны ряда А Прочность консоли под опорой плитой подкрановой балки на местное сжатие (смятие) определяется по формуле: для чего последовательно определяем: площадь смятия: расчетная площадь смятия: расчётное сопротивление бетона смятию, определяется по формуле: где для бетона класса ниже В25. Проверяем условие прочности: следовательно, смятие бетона консоли не происходит. Рис. 2.2. К расчету крановой консоли Определяем требуемую площадь сечения продольной арматуры консоли: Принимаем А-III ( ). Для надежной анкеровки продольной арматуры она должна быть заведена за грань колонны на длину не менее чем Так как требуемая длина анкеровки то анкеровка продольной арматуры консоли достигается приваркой к ее концам закладной детали, предназначенной для крепления стеновых панелей. 2.1.5. ПРОВЕРКА ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ И ПРОЧНОСТИ КОЛОННЫ В СТАДИЯХ ПОДЪЕМА, ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ И МОНТАЖА В процессе подъема, транспортирования и монтажа характер работы колонны и её расчетные схема принципиально отличаются от таковых в стадии эксплуатации: колонна работает на изгиб по схеме одно- или двух-консольной балки (рис. 2.3.) с высотой поперечного сечения, равной ширине сечения колонны. Кроме того, отпускная прочность бетона может составлять не более 80%. Рис. 2.3. Расчетные схемы колонны: а - при подъеме и перевозке; б – на стадии монтажа Места расположения строповочных отверстий в стволе колонны (рис. 2.3, а) можно установить из расчета по образованию трещин, примерный порядок которого приведен ниже. 1. Предельный момент, воспринимаемый сечением с симметричным армированием при изгибе в надкрановой части: здесь в подкрановой части: здесь площадь сечения продольных стержней у широкой грани колонны. 2. Погонная нагрузка от собственного веса колонны с учетом коэффициента динамичности, равного при подъеме в надкрановой части: в подкрановой части: 3. Момент образования нормальных трещин: в надкрановой части: где для бетона с отпускной прочностью, равной 80% проектной, т.е. для класса В15; в подкрановой части: где 4. Расстояние от торцов колонны до строповочных отверстий: в надкрановой части: в подкрановой части: Принимаем в надкрановой части , а в подкрановой - тогда и а максимальный момент в пролете составит: т.е. при подъеме в наиболее напряженных сечениях колонны трещины не образуются. При транспортировке коэффициент динамичности ; тогда: Расстояние до прокладок из условия отсутствия трещин: в надкрановой части: в подкрановой части: а момент в пролете т.е. при транспортировке колонны трещины в ней не образуются. Изгибающий момент в месте строповки: в середине пролета: Кратковременная ширина раскрытия трещин в месте строповки: кратковременная ширина раскрытия трещин в месте строповки не превышает допустимого значения. 3. ФУНДАМЕНТЫ 3.1. КРАТКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ОТДЕЛЬНЫХ ФУНДАМЕНТОВ ПОД КОЛОННЫ Фундаменты воспринимают нагрузки от колонны и передают их на грунты основания. Проектируют их обычно столбчатыми под каждую колонну и лишь при слабых или резко неоднородных грунтах применяют ленточные. Выполняют фундаменты в сборном и монолитном железобетоне, при этом монолитные фундаменты, как правило, превосходят сборные по своим технико-экономическим показателям. Отдельные фундаменты под сборные колонны состоят из ступенчатой плитной части и подколонника со стаканом либо только из плитной части, в которой и располагается стакан. По характеру воспринимаемых усилий они являются внецентренно нагруженными и проектируются прямоугольными с соотношением сторон m=b/l = 0,6...0,85, располагая длинную сторону в плоскости поперечной рамы. Глубина заложения подошвы фундамента назначается с учетом инженерно-геологических условий площадки, технологических особенностей здания, глубины промерзания для пучинистых грунтов или только конструктивных соображений, Основные размеры фундамента проверяются расчетом, а его полная высота кроме того, зависит от глубины заложения подошвы, требуемой глубины стакана для надежной заделки колонны и анкеровки ее продольной арматуры. Высоту плитной части Н также определяют по расчету, при этом если значительно превышает Н, то устраивают подколонник высотой . Количество ступеней плитной части принимают в зависимости от ее высоты: при Н ≤ 450 мм — одна ступень; при 450 ≤ Н ≤ 900 мм - две ступени; при Н ≥ 900 мм — три ступени; высота ступеней кратна 150 мм. Полную высоту фундамента и размеры в плане подошвы, ступеней и подколонника принимают кратно 300 мм. Минимальная глубина заделки сборных сплошных колонн принимается равной при ≤ 2 и 1,4 при 2 ; двухветвевых — не менее 0,5+0,3 ( — размер большей стороны сечения колонны). Кроме того, длина анкеровки в стакане растянутой продольной арматуры колонны для класса А-III принимается не менее 30d для бетона класса В15 и не менее 25dдля класса В20 и выше (d - наибольший диаметр продольных рабочих стержней колонны), Глубина стакана должна быть на 50 мм больше требуемой глубины заделки колонны, а толщина дна стакана — не менее 200 мм, тогда минимальная конструктивная высота фундамента под сборную колонну Стенки стакана можно не армировать, если их толщина поверху t ≥ 200 мм иt ≥ 0,75 (при ) или t ≥ 0,75 (при или при отсутствии подколонника). Класс бетона для монолитных фундаментов принимают не ниже В12,5, толщину защитного слоя арматуры подошвы – не менее 35 мм при наличии бетонной подготовки под подошвой и не менее 70 мм при ее отсутствии. Фундаменты армируют по подошве сварными или вязаными сетками. Класс арматуры А-II, А-III, диаметр стержней — не менее 10 мм при размере стороны подошвы до 3 м н не менее 12 мм — свыше 3 м; шаг стержней в сетках принимается от 100 до 200 мм. При длине стороны l > 3 м стержни, параллельные этой стороне, через один могут обрываться на 0,1lс каждой стороны. 3.2. КОНСТРУИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ РЯДА А 3.2.1. ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ Глубина заложения подошвы принимается из условия промерзания грунта равной d = 1,95 м. Обрез фундамента на отметке - 0,15 м. Расчетное сопротивление грунта основания R = 300 кПа, средний удельный вес материала фундамента и грунта на нем Бетон фундамента В15 с расчетными характеристиками при Под фундаментом предусматривается бетонная подготовка толщиной 100 мм из бетона класса В3,5. На фундамент в уровне его обреза передается от колонны следующие усилия (табл. 1.2). Комбинация при при Комбинация при при Нагрузка от веса части стены ниже отм. 8,00 м, передающаяся на фундамент через фундаментную балку, приведен в таблице 3.1 Таблица 3.1
Эксцентриситет приложения нагрузки от стены тогда изгибающие моменты от веса стены относительно оси фундамента: при при Расчетная схема усилий для фундамента показана на рис. 3.1. 3.2.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ ПОДОШВЫ ФУНДАМЕНТА И КРАЕВЫХ ДАВЛЕНИЙ Примем соотношением сторон и предварительно установим размер меньшей стороны как для центрально нагруженного фундамента: Размеры большей стороны Принимаем унифицированные размеры тогда площадь подошвы а момент сопротивления Рис 3.1. Расчетная схема усилий для фундамента по оси А. Проверка давлений под подошвой фундамента. Проверяем наибольшее и наименьшее краевые давления и среднее давление под подошвой. Принятые размеры под подошвой должны обеспечивать выполнение следующих условий: Давление на грунт определяется с учетом веса фундамента и грунта на нем по формуле: где усилия на уровне подошвы фундамента от нагрузок с коэффициентом . Замечание к выбору знака момента от поперечной силы Q. При расчете поперечной рамы за положительное принималось направление упругой реакции колонны слева направо. Тогда положительный знак поперечной силы Q соответствует ее направлению справа налево. Следовательно, момент, создаваемый поперечной силой Q относительно подошвы фундамента. при положительном знаке Q действует против часовой стрелки и принимается со знаком «минус». Комбинация Комбинация В обеих комбинациях давление не превышает допускаемых, т.е. принятые размеры подошвы фундамента достаточны. Для расчета фундамента по прочности нужны также величины давления на грунт от нагрузок при коэффициенте но без учета веса фундамента и грунта на нем. Вычислим эти давления по формуле (110), принимая последнее слагаемое равным нулю. Комбинация Комбинация Расчетной оказывается комбинация при которой давления на грунт больше. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||