2.5 Расчет верхней полки на местный изгиб

При расчете полки условно рассматриваем полка шириной в 1 метр и высотой равной толщине полки при пролете равным расстоянию в свету между поперечными ребрами. Армирование полки осуществляется сварными рулонными сетками, а расчет производят, как и прямоугольного сечения с одиночной арматурой.

Подсчет нагрузок на 1м² сводим в таблицу 2

Таблица 2 – Нормативная и расчетная нагрузка

Виды нагрузок	Нормативное значение нагрузки кН/м2	Коэффициент, надежности по нагрузкам	Расчетное значение нагрузки кН/м2
Постоянная Керамическая плитка ρ=220 кг/м3, δ=20мм. Цементно-песчаный раствор ρ=1800 кг/м3, δ=15мм. Железобетонная плита. ρ=2500 кг/м3, δ=220мм.	2200 х 10 х 0,02=0,44 1800 х 10 х 0,015=0,27 25 х 0,0385 = 0,963	1,35 1,35 1,35	0,594 0,3645 1,013
Всего	1,46	-	1,972
Временная	5,1	1,5	7,65
Итого	6,56	-	9,622

Расчетный пролет данной полки

Рабочая высота

Изгибающий момент от расчетных нагрузок составляет

Определяем α_m

α_m=

По вычисленному α_m=0,022 устанавливаем, что деформационное состояния сечения соответствует области 1а, что означает достижение растянутой арматуры предельных деформаций,

при α_m=0,022; η=0,976

Площадь арматуры

A_st=

Принимаем сварную рулонную сетку из арматуры класса S500 4 5мм шаг стержней в продольном направлении 300мм, в поперечном 200мм, принимаем площадь A_st = 0,320

2.6 Расчет плиты на монтажные нагрузки

Плита имеет 4 монтажные петли распложенные на расстоянии 0,35м от края плиты, из арматуры класса S240 с учетом коэффициента динамичности, нагрузка от собственного веса составит:

Этот момент воспринимается верхней монтажной арматурой принимает

z = 0,9 , находим требуемую площадь арматуры

A_st=

При подъеме плиты ее вес может быть передан на 3 петли, тогда усилие на одну петлю составит

N_d =

Площадь сечения петли составит

A_st=

Принимаем петли 4 10мм из арматуры S240

3. Расчет колонны фундамента под колонну

3.1 Расчет колонны

Нагрузка на колонну складывается из постоянной от собственной массы конструкции, массы покрытия, перекрытия и переменной нагрузки. Для подсчета нагрузки от покрытия задаемся конструкцией кровли, приняв:

Рисунок 4 – Схема слоем перекрытия

Рисунок 5 – Схема слоев покрытия

Для заданного района Полоцка. Снеговой район 3, снеговая нагрузка 1,6 кПа.

Подсчет нагрузки на 1м² перекрытия сводим в таблицу 3

Таблица 3 – Нормативная и расчетная нагрузка

Виды нагрузок	Нормативное значение нагрузки кН/м2	Коэффициент, надежности по нагрузкам	Расчетное значение нагрузки кН/м2
Постоянная 1. Керамическая плитка ρ=220 кг/м3, δ=20мм. 2. Цементно-песчаный раствор ρ=1800 кг/м3, δ=15мм. 3. Железобетонная плита. ρ=2500 кг/м3, δ=220мм. 4. Ригель железобетонный	2200 х 10 х 0,02=0,44 1800 х 10 х 0,015=0,27 25 х 0,0385 = 3,51 12,625	1,35 1,35 1,35 1,35	0,594*30,07= 17,86 0,3645*30,07= 10,96 4,73*30,07= 142,49 17,044
Всего	1,46	-	188,35
Временная	5,1	1,5	7,65*30,07=230,03
Итого	6,56	-	418,38

Таблица 4 – Нормативная и расчетная нагрузка

Виды нагрузок	Нормативное значение нагрузки кН/м2	Коэффициент, надежности по нагрузкам	Расчетное значение нагрузки кН/м2
Постоянная 1. Керамическая плитка ρ=220 кг/м3, δ=20мм. 2. Цементно-песчаный раствор ρ=1800 кг/м3, δ=15мм. 3. Железобетонная плита. ρ=2500 кг/м3, δ=220мм. 4. Ригель железобетонный	2200 х 10 х 0,02=0,44 1800 х 10 х 0,015=0,27 25 х 0,140 = 3,51 12,625	1,35 1,35 1,35 1,35	0,594*30,07= 17,86 0,3645*30,07= 10,96 4,73*30,07= 142,49 17,044
Всего	1,46	-	188,35
Снеговая	1,6	1,5	2,4*30,07=72,17
Итого	6,56	-	260,52

Расчетная нагрузка от перекрытия и покрытия ведется с учетом грузовой площади

Схема грузовой площади

Нагрузка на 1 м² составит:

Постоянная от перекрытия 418,38 кН/м²

Постоянная от покрытия 230,03 кН/м²

Переменная от перекрытия 260,52 кН/м²

Переменная от перекрытия 72,17 кН/м²

Собственный вес колонны в пределах 1-го этажа

кН

Собственный вес колоны последующих этажей

кН

Определяем усилие колонны первого этажа от постоянных нагрузок

От переменных нагрузок

Составляем расчетное сочетание усилий

Наиболее не выгодное является первое сочетание нагрузок

Практически постоянную часть усилия от переменной нагрузки определяем путем умножения полного значения переменной нагрузки на коэффициент сочетания, который зависит от назначения здания и определяется по СНБ 5.03.01-02

Определяем часть продольной силы при фактически постоянном сочетании нагрузок для 1-ой комбинации

полное усилие в колонне 1-го этажа.

=2087.09 кН усилие при практически постоянным сочетании нагрузок в колонне 1-го этажа

Расчетную длину колоны определяем по формуле:

l0 =  x lcol ; l0 = 1 x 3800 = 3800 мм или 3,8 м.

где  =1,0 коэффициент зависящий от характеристик закрепления контуров колонны

lcol – геометрическая длина колонны равное расстоянию между внутренними горизонтальными гранями элементов покрытия

Случайный эксцентриситет составит :

принимаем 20 мм

Определим гибкость колонны и необходимость учета влияния продольного изгиба

Определяем эффективную расчетную длину

Определяем гибкость по ширине сечения колонны

Соотношение случайного эксцентриситета к высоте сечения вычисленным h =13,60, соответствует коэффициент учитывающий влияние гибкости  = 0,855.

Согласно СНБ 5.03.01-02 “Бетонные и железобетонные конструкции” пункт 6.1.2.2 стр.20 принимаем для колонны следующие материалы

Бетон тяжелый класса С12/15

- нормативное сопротивление бетона осевому сжатия f_ck = 12 МПа.

_{- частный коэффициент безопасности по бетону c = 1,5}

_{- расчетное сопротивление сжатия}

_{- модуль деформации бетона Ecm = 35 x 103 x 0,9 = 31,5 МПа.}

_{Арматура напрягаемая класса S500}

_{- нормативное сопротивление арматуры fyd = 435 МПа.}

_{Каркасы свариваются с поперечной арматурой класса S240 МПа,}

_{- нормативное сопротивление арматуры fyk = 240 МПа.}

_{- расчетное сопротивление ненапрягаемой арматуры fyd = fyk /s = 240 / 1,1 = 218 МПа.}

_{- расчетное сопротивление поперечной арматуры fywd = 157 МПа.}

_{Расчёт колонны производится из условия NSd  NRd}

_{NRd =  x (α x fcd x Ac + Astot x fyd)}

_{Astot – полная площадь продольной арматуры в сечении, тогда}

 - исходя из отношения эксцентриситета к высоте из условия гибкости (0,88)

α = 1

Ac – площадь поперечного сечения бетона без арматуры

Ac = 0,4 х 0,4 = 0,16 м2 .

_{По сортаменту арматурной стали принимаем 6 стержней, диаметром 32, S500, площадью}

см²

Процент продольного армирования колонны

0,10 % <  (0,14 %) < 0,25 %

Тогда

NRd = 0,855 х (1 х 8 х 106 х 0,16 + 4,825 х 10-3 х 435 х 106) = 0,88 х (1280000 + 2098875) = 0,855 х 3378875 = 2888,94 кН.

Т.к. NSd = 2780,81 кН < NRd = 2888,94 кН

Условие соблюдается принимаем стержни при диаметре продольной арматуры 35 мм из технологических условий сварки 6 класса S240, шаг 300 мм, что удовлетворяет условиям не более чем 400мм и не более чем двадцать  рабочей арматуры.

3.2 Расчет консоли колонны

Вначале собираем агрузку от перекрытия

Pпер = qпер х l ; Pпер = 13,35 х 5,60 = 74,76 кН,

Нагрузка от собственного веса ригеля

Pригеля = Аригеля х  х f ; Pригеля = (0,4 x 0,25 ) x 25 x 1,35 = 3,375 кН,

Полная расчетная нагрузка на консоль составит :

Pd = Pпер + Pригеля ; Pd = 74,76 + 3,375 = 78,13 кН.

Расчетный пролет ригеля

leff = 1 – 2 x 200 – 2 x 20 – 130 ; leff = 5400 – 2 х 200 – 2 х 20 - 130 = 4830 мм.

Поперечная сила

Длина площади опирания

lsup = lc – 2 ; lsup = 15 – 2 = 13 см.

Расстояние от точки приложения VSd до опорного сечения консоли

Момент, возникающий в консоли от ригеля

M_Sd = 1,25 x V_Sd x a ; M_Sd = 1,25 х 188,70 х 0,085 = 20,05 кНм.

Рабочая высота

d = 150 – 30 = 120 мм.

Принимаем 2 (4)  14 (12) (A_St = 402 (452) мм²)