Многоэтажное каркасное здание

_{- предельное напряжение  в арматуре сжатой  зоны сечения,  принимаемое равным 500 МПа}

 

где  _{– табл. 10 [3}]

Сечение 1:

Коэффициент  

Вычисленному значению соответствует значение (табл. 7.1 [2]) 

ε=1-=0,3

 

Необходимая площадь сечения  арматуры

 

Принимаем в качестве продольных стержней 28 и 25 S500 c (в соответствии с табл. 9 [3]).

Сечение 2:

Коэффициент  

Вычисленному значению соответствует значение (табл. 7.1 [2]) 

ε=1-=0,112

 

Необходимая площадь сечения  арматуры

 

Принимаем в качестве продольных стержней 18 и 16 S500 c (в соответствии с табл. 9 [3]).

Сечение 3:

Коэффициент  

Вычисленному значению соответствует значение (табл. 7.1 [2]) 

ε=1-=0,376

 

Необходимая площадь сечения  арматуры

 

Принимаем в качестве продольных стержней 32 и 28 S500 c (в соответствии с табл. 9 [3]).

Результаты расчетов и подбор арматуры в расчетных  сечениях сводим в таблицу 8.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 5. Назначение количества и диаметра стержней

Сечение	Расположение арматуры			αm	η	, см2	, см2	Принятое армирование
1	Нижняя	407,282	0,565	0,255	0,85	19,50	22,14	2Ø28 и 2Ø25
	Верхняя	Принимаем конструктивно					4,02	2Ø16
2	Верхняя	168,141	0,565	0,105	0,944	7,25	9,11	2Ø18и 2Ø16
3	Нижняя	487,521	0,565	0,305	0,812	24,43	28,4	2Ø32 и 2Ø28
	Верхняя	Принимаем конструктивно					4,02	2Ø16
4	Верхняя	168,141	0,565	0,105	0,944	7,25	9,11	2Ø18и 2Ø16
5	Нижняя	407,282	0,565	0,255	0,85	19,50	22,14	2Ø28 и 2Ø25
	Верхняя	Принимаем конструктивно					4,02	2Ø16

2.5. Расчёт поперечной арматуры ригеля

Максимальные  поперечные силы, действующие в приопорных сечениях, найдем из условия равновесия балки (см. рис. 11).

Рисунок 11. Расчетная схема к определению опорных реакций в ригеле.

 

 

 

 

Максимальная поперечная сила возникает на второй опоре.

 

Расчет прочности железобетонных элементов на действие поперечных сил  начинается проверкой условия  где - расчетная поперечная сила от внешних воздействий; - поперечная сила, воспринимаемая железобетонным элементом без поперечного армирования:

 

но не менее

 

 

Здесь  

Принимаем

 

_{- при  отсутствии осевого  усилия (сжимающей  силы).}

Условие не выполняется, расчет поперечной арматуры производим по упрощенному варианту общего метода расчета железобетонных конструкций по прочности при действии изгибающих моментов и поперечных сил.

Расчетное  сечение назначаем  на расстоянии от опоры  (рис. 12).

 

Рисунок 12. Расчетное сечение. 

Рисунок 13. Расчетная схема.

 

 

 

 Определяем  продольные относительные деформации  в растянутой арматуре, предварительно  задавшись углом наклона диагональных  трещин к горизонтали .

 

 

Для выяснения правильности выбора угла определяем касательные напряжения, действующие в рассматриваемом сечении:

 

Отношение 

В соответствии со значением  _и (по табл. 3-1 [2] угол) принят верно, расчет необходимо произвести при значении угла

Среднее значение главных растягивающих деформаций:

 

 

(значение  определяется итерационным путем).

Определим ширину раскрытия  наклонной трещины.

 

здесь    - расстояние между диагональными трещинам, ориентировочно 300 мм.

 

 Главные растягивающие  напряжения:

 

где        d_g – максимальный размер заполнителя, _;

 

Составляющая  поперечной силы, воспринимаемая бетоном:

 

 

Cоставляющая  поперечной силы, которую должна воспринять поперечная арматура  будет равна:

 

 

 Составляющая поперечной силы, воспринимаемая поперечной арматурой, определяется по формуле:

 
_откуда

 

где    _{- угол наклона поперечной арматуры к продольной оси балки,}

- расчетное сопротивление поперечной арматуры.

S – шаг поперечной арматуры. Принимаем исходя из требований п. 11.2.20-24 [1].

Принимаем S=300 мм.

 

 

Принимаемая площадь  поперечного сечения хомутов  должна быть не менее:

 

где   - минимальный коэффициент поперечного армирования сечения, принимается в зависимости от класса поперечной арматуры и класса бетона по табл. 13 [3].

S – шаг поперечной арматуры. Принимаем исходя из требований п. 11.2.20-24 [1].

Принимаем S=300мм.

 

 

 

Поперечную арматуру принимаем 4Ø8 мм класса S 500 (  _{^Армату}ру устанавливаем с шагом 200 мм.

Составляющая поперечной силы, которую может воспринять арматура:

 

Действительная несущая  способность сечения:

 

Vsd должно удовлетворять условию:

 

 

Условие выполняется, следовательно, устанавливаем арматуру 4ø8S500 c шагом 200 мм.

2.6. Построение  эпюры материалов и определение  мест обрыва арматуры ригеля

На огибающей эпюре  построим эпюру , которая характеризует несущую сечений балки по арматуре. Несущая способность сечений балки по арматуре определяется по формуле:

 

где        - уточненное значение рабочей высоты сечения;

 - табличный коэффициент, определяемый:

 

 

Расчеты, необходимые  для построения эпюры материалов, выполнены в табличной форме (табл.9).

Анкеровка арматуры:

Сечение 1

В сечении обрываются стержни Ø28 мм класса S500. Требуемая площадь сечения арматуры _{^{, принятая площадь сечения арматуры (}}2Ø28 и 2Ø25). Базовая длина анкеровки арматурного стержня:

 

 

 

 

 

 

Величины остальных  параметров составляют:

 

 

_.

Окончательно  принимаем

Сечение 2

В сечении обрываются стержни Ø18 мм класса S500. Требуемая площадь сечения арматуры _{^{, принятая площадь сечения арматуры (2}}Ø18 и 2Ø16). Базовая длина анкеровки арматурного стержня:

 

 

 

 

 

 

Величины остальных  параметров составляют:

 

 

_.

Окончательно  принимаем

Сечение 3

В сечении обрываются стержни Ø32 мм класса S500. Требуемая площадь сечения арматуры _{^{, принятая площадь сечения арматуры (2}}Ø32 и 2Ø28). Базовая длина анкеровки арматурного стержня:

 

 

 

 

 

 

Величины остальных  параметров составляют:

 

 

_.

Окончательно  принимаем

 

Таблица 6. Вычисление ординат эпюры материалов для продольной арматуры

Ø и количество стержней	Уточнённая высота сечения,	Фактическая площадь сечения  стержней , см2	Расчётное сопротивление  арматуры , МПа	Относительная высота сжатой зоны		Коэффициент	кН∙м
Сечение 1,5 (нижняя арматура   ,  )
2Ø28 2Ø25	551	22,14	435	0,35	192,614	0,825	437,910
Сечение 1,5 (верхняя арматура   ,  ))
2Ø16	557	4,02	435	0,0628	34,973	0,969	94,383
Сечение 3 (нижняя арматура   ,  )
2Ø32 2Ø28	549	28,4	435	0,45	247,075	0,775	518,969
Сечение 3 (верхняя арматура   ,  )
2Ø16	557	4,02	435	0,0628	34,973	0,969	94,383
Сечение 2,4 (верхняя арматура   ,  )
2Ø18 2Ø16	556	9,11	435	0,143	79,255	0,929	204,691
Расчёт для Ø25(,  )
2Ø25	552,5	9,82	435	0,155	85,432	0,923	217,838
Расчёт для Ø28(,  )
2Ø28	551	12,32	435	0,194	107,182	0,903	266,649

 

3. РАСЧЕТ КОЛОННЫ  ПЕРВОГО ЭТАЖА.

3.1 Определение нагрузок

Для колонны принимаем  класс бетона С25/30.

Расчётные характеристики бетона (табл. 6.1 [1] ).

 

 

Нагрузка от веса плиты  перекрытия и ригеля

В соответствии с п 2.4 и табл. 2.1 - 2 вес панели перекрытия и ригеля

 

Где - погонная нагрузка от полки плиты

 

Принимаем вес кровли рулонной трехслойной , вес утеплителя на покрытии здания . Вес конструкции пола на всех перекрытиях в соответствии с табл. 1 –

Нормативная  снеговая  нагрузка  для  города Барановичи (I  снеговой район) q_k1 = 0,8 кН/м², нормативная временная (полезная) нагрузка на сборное междуэтажное перекрытие  q _k2 = 5,0 кН/м².

Сечение колонн всех этажей здания  в первом приближении назначаем 40´40 см.

Для определения длины  колонны первого этажа H_с1 принимаем расстояние от уровня чистого пола до обреза фундамента h_ф=0,4 м.

Тогда H_с1= H_fl+h_ф = 3,0 + 0,4= 3,4 м.

Типовые колонны многоэтажных зданий имеют разрезку через 2 этажа, следовательно, неообходимо выполнять расчет ствола колонны для 1-го и 2-го этажей.

Подсчет нагрузок на колонну 1-го и 2-го этажа выполняем в виде   табл. 10.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 7. Подсчёт нагрузок на колонну 1 – го этажа

Наименование  и подсчет нагрузок	Величина  нагрузок на колонну
Нагрузка от конструкций  покрытий и перекрытий:	1507,881
Нагрузка от собственного веса колон всех этажей:	97,2
Временная нагрузка на перекрытиях  над 1–6 этажами:	1652,4
Снеговая нагрузка на покрытие:	44,064

 

Принимая в качестве доминирующей временную нагрузку на перекрытие, расчетная продольная сила основной комбинации от действия постоянных и  временных нагрузок будет равна:

– на колонну первого  этажа

Расчетная продольная сила, вызванная действием постоянных нагрузок:

– на колонну первого  этажа

3.2 Расчёт колонны  на прочность

При продольной сжимающей  силе, приложенной со случайным эксцентриситетом (_{) и при гибкости} , расчёт сжатых элементов с симметричным армированием разрешается производить из условий 7.22 [1].

 

где: - коэффициент, учитывающий влияние продольного изгиба и случайных эксцентриситетов.

Заменив величину через условие 7.22 [1]примет вид:

 

Необходимая площадь сечения  колонны без учёта влияния  продольного изгиба и случайных эксцентриситетов, т.е. при и эффективном значении коэффициента продольного армирования для колонны 1-ого этажа   из условия будет равна:

 

Принимаем квадратное сечение  колонны, размером . Тогда .

 

3.3 Расчёт  продольного армирования колонны  первого этажа

Величина случайного эксцентриситета:

 

 

Принимаем .

Расчётная длина колонны 

Условная расчётная длина  колонны

 

здесь:

  - предельное значение ползучести бетона, допускается принимать равным 2.0