4. Конструирование арматуры ригеля

Находим несущую способность ригеля с двойной арматурой

- при армировании полной арматурой

Граничная относительная высота сжатой зоны

ξ_R =0,531

Относительное плечо пары сил

ζ =1-0,5·ξ_R

ζ=1-0,5·0,531=0,734

M _{2 Ø 25+2 Ø 28} = =

=355·2214·0,734·500+355·308·(0,5·0,531- )·500=299,69 кН·м.

- после обрыва части арматуры

M _{2 Ø 28} = =

=355·1232·0,734·500+355·308· (0,5·0,531- )·500=171,7 кН·м.

Находим место теоретического обрыва арматуры

q = M _{2 Ø 28}

183,45·x-31,90·x² =171,7

31,90·x²-183,45·x+171,7=0

D=(-183,45)²-4·31,90·171,7=11745

x= ;

x₁= =4,57 м.

x₂= =1,18 м.

Поперечное усилие в месте теоретического обрыва арматуры

Q = Q _max- q · x₂=183,45-63,81·1,18=108,15кН.

Длина анкеровки арматуры

W= + 5·d_s ≥ 20·d_s

W= +5·25=635,7 мм. >500 мм.

Принимаем длину анкеровки арматуры W=640мм.

Расчет и конструирование колонны

В связевых каркасах горизонтальные нагрузки передаются на диафрагмы жесткости, поэтому колонны воспринимают только вертикальные нагрузки. Если соседние пролеты и нагрузки одинаковы, то допускается приложение вертикальных сил N на колонну учитывать только со случайным экснентриситетом e₀. Значение e₀ принимается большим из трех величин:

h /30, l₀/600 и 10 мм (где h - высота сечения колонны, l₀ - расчетная длина). Поскольку случайный эксцентриситет может быть и справа, и слева от оси, армирование колонны принимается симметричным: A_s = A_sў. Для элементов прямоугольного сечения при расчетной длине l₀ < 20h расчет на внецентренное сжатие со случайным эксцентриситетом допускается заменять расчетом на центральное сжатие; при этом напряжения в бетоне принимают равными R_b , а в арматуре - R_sc .

Для расчета выбираем самый нагруженный участок - среднюю колонну первого этажа.

5. Сбор нагрузок

Нагрузка на 1м² междуэтажного перекрытия:

g = 4,129 кН/м².

υ = 7,08 кН/м².

Нагрузка на 1м² покрытия:

Постоянные:

q_пок = 5 кН/м².

Временная снеговая:

полная снеговая υ_sn = 3,2 кН/м².(г. Сыктывкар относится к V району по снеговой нагрузке)

Расчетная погонная нагрузка от собственного веса ригеля при плотности железобетона ρ=2500 кг/м³:

q _r=[ h·(в+2·с) - 2·с·h _П] · ρ·γ _f =[0,55· (0,22+2·0,125) - 2·0,125·0,23] ·25·1,1=

= 5,528 кН/м.

Грузовая площадь колонны:

А_гp =

Постоянная нагрузка от перекрытия одного этажа с учетом коэффициента: _п = 1

N_g= g·А_гp ·_п = 4,129·32,5·1 =134,19 кН.

Нагрузка от веса ригеля:

N_r = q_r· (l_r - h_с)·_п = 5,528 ·( 6,3-0,4)·1=32,62 кН.

Нагрузка от веса колонны одного этажа при сечении колонны h_схв_с=0,4х0,4м

N_с = h_с· в_с · Н_э·ρ ·_f ·_п ·= 0,4·0,4·4,2·25·1,1·1=18,48кН.,

где Н_э- высота этажа.

Постоянная нагрузка на колонну от одного этажа:

N₁= N_g+ N_r + N_с =134,19+32,62+18,48=185,29 кН.

Постоянная нагрузка от верхнего этажа:

N_пок= g_п · _f ·_п ·А_гp + N_r + N_с = 5·1,1·1·32,5+32,62+18,48=229,85 кН.

Полезная нагрузка с одного этажа:

N_υ= υ ·А_гp·_п= 7,08·32,5· 1= 230,1 кН.

Снеговая нагрузка на покрытие:

N_sn= υ_sn·А_гp·_п= 3,2·32,5·1= 104 кН.

Полная нагрузка на колонну первого этажа трехэтажного здания:

N=N₁·2+ N_пок+ N_υ·2+N_sn=185,29 ·2+229,85 +230,1·2+104= 1164,63 кН.

Проверка возможности расчета колонны как центрально сжатой. Расчетная длина колонны при µ =1; а=0,15, где а- расстояние от верхнего уступа фундамента до отметки пола первого этажа.

В колонне возникает случайный эксцентриситет е_а= 1 см и = h/30, гибкость колонны при расчетной длине L₀= µ ·Н_э+а=1·4,2+0,15=4,35м. составляет

l₀ /h =4,35/0,4 = 10,9 < 20.

Допускается рассчитать колонну как центрально сжатую.

Площадь сечения колонны:

А_с= h_схв_с=0,4·0,4=0,16м².

Гибкость колонны квадратного сечения:

.

Коэффициент продольного изгиба при длительном действии нагрузок принимаем по таблице φ = 0,888.

l0/h	6	10	15	20
φ	0,92	0,9	0,83	0,7