Р асчет железобетонной колонны среднего ряда

Нагрузка приложена со случайным эксцентриситетом.

Расчёт производим на основании СНиП 52 -01 – 2003 ^* “Бетонные и ЖБ конструкции”. Основные положения.

СП 52 – 101 – 2003 «Свод Правил» “Бетонные и ЖБК без предварительного напряжения арматуры”

Исходные данные:

1. h b = 40 40 (см) – сечение колонны

2. Ng_n= 501,8´0,95 = 476,71 кН – полная расчетная продольная сжимающая сила

3. N_Lg_n = 382,6´0,95 = 363,47 кН – расчетная длительная сила

4. Н_ЭТ = 3,0 м, количество этажей n=2

5. Класс бетона В25

6. Класс сталей А400(А-ІІІ)

7. Коэффициент γ_b2 = 0,9

Расчетные данные:

1. R_b= 14,5 МПа = 1,45 кН/см² , R_b = R_b^Таб γ_b2 =1,45 0,9 = 1,305 кН/см²

2. R_S= 355 МПа = 35,5 кН/см²

3. R_S,С =355 МПа = 35,4й А40011-12 ,0 кН/см²

Решение

Подбор сечения продольной арматуры:

Определяем отношение

λ = = = 7< 20 так как гибкость колонны λ = < 20, то расчет можно производить как центрально-сжатой колонны гражданского здания.

Определяем случайный эксцентриситет:

1) е_а = см

2) е_а = см,

3) е_а≥1,33см

принимаем е_а = 1,33

Если L₀ ≤ 20 h = 300<20 40 = 800

и колонна симметрично армирована, то основное расчетное уравнение имеет вид

, откуда находим необходимое сечение арматуры:

, где: m = 1, так как h = 40 >20 см

К оэффициент определяется по следующей формуле:

, где:

принимается по таблице

= -1,932 см² – следовательно

принимаем арматуру лишь конструктивно

4Ø16 мм класса А – 400 с 8,04 см²

Процент армирования сечения будет составлять:

, что гораздо больше минимального процента армирования равного 0,4% Табл. 38 СНиП. Коэффициент армирования

Для проверки несущей способности вновь определяем

Проверяем условие:

Вывод: несущая способность колонны обеспечена

Расчет поперечных стержней:

Колонна армируется пространственным каркасом. Наибольший диаметр продольных стержней Ø 16 мм. По условию технологии сварки диаметр поперечных стержней 6 – 8 мм. Шаг поперечных стержней сжатых элементов должен быть: = 20d = 20 ×16 = 320 мм, S<500 мм и не более меньшей стороны сечения колонны: S = h = 300 мм. Принимаем шаг поперечных стержней S = 300 мм.

Р асчет колонны на усилие, возникающее при транспортировке

Колонну перевозят плашмя, по этому в расчет принимаем 2 стержня. 2Ø16 А400(А-III) с А_S = 4.02 см²

4Ø16 А400(А-ІІІ) с А_S = 8,04 см², R_S,C= 27,0 кН/см²; R_S = R_SC = 270 МПа = 27.0 кН/см²

Несущая способность сечения определяется как для балки с двойной симметричной арматурой:

М _СЕЧ = R_S,C· А_S (h₀ – α) = 35,5 · 4,02 · (26 – 4) =31,4 кН∙м

h_o = 30 − 4 = 26 см – рабочая высота колонны при работе на изгиб.

где α – расстояние от центра где тяжести арматуры до крайнего слоя (принимается 4 см).

В соответствии с приведенной расчетной схемой, усилия, возникающие при транспортировке, определяются следующим образом:

, где k = 1,6 – коэффициент динамичности при транспортировке.

γ = 25 кН/см² – удельный вес бетона

 кН/м

Р асчет колонны на усилие, возникающее при подъеме и монтаже

, где k = 1,4 коэффициент динамичности при подъеме и монтаже

γ = 25 кН/см³ – удельный вес бетона

 кН/м

В ычерчиваем расчетную схему:

Пролетный момент можно определить по формуле:

М_ПР = М_ОБ – 0,5 · М_ОП = 7,11 – 0,5 · 1,74 = 6,24 < 31,4 кНм

Вывод: прочность при подъеме и монтаже обеспечена. Следовательно, принимаем колонну 1 КНД 3. 33 – 2.

(колонна на один этаж, нижняя, двух консольная, сечением 300×300мм с высотой этажа Н_эт =3,3м c несущей способностью 2)

С АПР СК (система автоматизированного проектирования строительных конструкций)

Расчет стальной балки

Исходные данные: Сталь С275; R_y=270мПа=27кН/см²

L₁=5м - пролет балки междуэтажного перекрытия;

L₂=5м - шаг балок;

М=165.5кНм=16550 кНсм - максимальный изгибающий момент

1. Определяем расчетные характеристики. Назначаем расчетную схему.

Расчетная схема Схема рабочей площадки

q=55,5кН/м

L₁=5м

f

Эп. М

L₁=6м

Эп. Q

Сталь А 400 R_y=355мПа=35,5кН/см²;_с=0.8.

Здание 2 уровня ответственности; Коэффициент по назначению _n=0.95

2. Определяем нагрузки на 1 п.м. балки

Нагрузки на 1м² перекрытия приняты по табл. №2

Р=9,74кН/м² – расчетная нагрузка

Р_n=8,4кН/м² – нормативная нагрузка

L₀ =L₁=600см – пролет балки.

L₂=600см – шаг балок

Нагрузки на 1п. мбалки приняты по табл. №4

Расчетная равномерно распределенная нагрузка на 1 п.м. балки

q= Р L₂_n=9,7460.95= 58,440.95=55,52кН/м

Нормативная равномерно распределенная нагрузка на 1 п.м. балки

q_n= Р_nL₂_n=8,460.95= 50,40.95=47,88кН/м

Собственный вес балок ориентировочно принимают q_{n соб.}=0,50 кН/м;

q_nⁿ_n=0,50,95 = 0,47 кН/м;

Коэффициент надежности по нагрузке _f= 1,05

q_соб.= q_{n соб.}_f_n=0,50  1,05  0.95 = 0.50кН/м

q= 55,52 +0.50 = 56,02кН/м. q_n= 47,88 +0,50 =48,381 кН/м =0,48кН/см

Максимальный изгибающий момент с учетом собственного веса балки

3 .Определяем номер двутавра и требуемый момент сопротивления

По сортаменту . Принимаем № 45W_x=1231см³; I_x=27696см⁴

Определяем и проверяем несущую способность:

σ= ≤27*0,8=20,66кН/см²

Прочность можно не проверять, так как ослабления отсутствуют и W_n= W_X^ТР

4. Проверяем жесткость балки по II группе предельных состояний:

- главная балка

Вывод: Жесткость балки обеспечена. Хотя имеется некоторый запас прочности, сечение не может быть уменьшено, так как балка имеет относительный прогиб близкий к предельному. Более экономичное сечение, но и более трудоемкое в изготовлении будет в виде сварного двутавра. Окончательно принимаем двутавр № 45 Проверки местной устойчивости стенки и полки балки не производим, так как балка запроектирована из прокатного двутавра.

Р асчет железобетонной балки

Подбор оптимальных размеров балки “hxb” и требуемое количество продольной рабочей растянутой арматуры “As” для прямоугольных сечений с одиночной арматурой.

Исходные данные:

Класс бетона, класс арматуры и расчетный изгибающий момент

М (кНм) =249,8 кН*см.

Требуется подобрать размеры сечения элемента “hxb”

и требуемое количество рабочей продольной арматуры “As”.

Решение.

1.Определяем исходные данные для расчета по таблицам СниП:

По таблице , принимая класс бетона В25 определяем расчетное сопротивление бетона с коэффициентом γ_b2=0,9

R_b=γ_b2*R_b=0,9*14,5=13,05мПа=1,305 кН/см² .

По таблице по классу арматуры определяем расчетное сопротивление.Rs =355мПа=355,5 кН/см².

Устанавливают граничные условия ξ_Rи α_R.ξ_R=0,650 и α_R=0,451.

Задаемся шириной сечения элемента “b” и ориентировочной величиной “ξ”.

Принимаем “b”=20 см.

Величину “ξ” для балок рекомендуется принимать в пределах: ξ=0,3-0,4

Принимаем ξ=0,35

2.По принятому значению ξ,используя формулы или таблицы ,определяемα_м

α_м=ξ(1-0,5*ξ)=0,35(1-0,5*0,35)=0,289

3.Определяем требуемую рабочую высоту сечения h₀

h₀₁=√М/R_bbα_м=√249,8/1,305*20*0,289=43,41 см

4.Определяем полную высоту элемента h₁ =h₀₁+а=43,41+4=47,41 см

5.Унифицируем сечение h=60 см;b=20 см

Размеры сечения элемента hxb 50х20 см.

П ринятая высота сечения должна быть кратна:50 мм для балок с высотой h≤600 мм,100 мм при h>600 мм .

Ширину балок назначают (0,3…0,5)h

Выводы и предложения:

7.Определяем параметр сечения α_м

α_м = =0,305

8.По таблицам или формулам определяем ξ,ζ

ξ =1-√1-2α_м =0,376

Определяем случай расчета :ξ ≤ξ_R0,38 ≤ 0,650

α _≤α_R

9.ζ=1-0,5 ξ=1-0,5*0,38=0,812

10.Определяют требуемую площадь арматуры As

А_S = =15,5 см²

или

А_S = =15,5 см²

По найденному значению As по сортаменту подбираем требуемое количество стержней и размещаем их в сечении элемента.

Выводы по работе: Принимаем по сортаменту арматуру:

Рабочая арматура по расчету: 2Ø32 А 400 с As=16,08 см²

Поперечную и верхнюю сжатую арматуру принимаем конструктивно

d_sw=1/4 d_s=2 Ø 8 A 240 сA_sw=1,01 см² ;

d_s= d_sw+(2-4 мм)=6+2=8 мм ; 2 Ø8 А 240 с As=1,57 см²

Конструируют поперечное сечение балки.

Расчет фундамента стаканного типа под колонну среднего ряда.

1. Определение глубины заложения подошвы фундамента под колонны крайних рядов.

1. Определяем нормативную глубину сезонного промерзания грунта по формуле 2

СНиП 2.02.01 - 83* «Основания зданий и сооружений»

где M_t - безразмерный коэффициент, числено равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму, принимается по

СНиП 23.01- 99 «Строительная климатология» г. Демидов

M_t = 9,4+8,4+4+1,0+5,8 = 28,6

d₀ - величина принимаемая равной для суглинок - 0,23м

тогда:

1.2 Расчетная глубина сезонного промерзания грунта d_f определяется по формуле 3 : d_f = k_h · d_fn

k_h - коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый для отапливаемых зданий по таблице 1 СНиП 2.02.01 - 83*. :

k_h = 0,6

d_f = 0,6  1,23 = 0,738 м

2. Расчет фундамента под колонну среднего ряда.

Глубина заложения внутренних фундаментов отапливаемых зданий назначается независимо от расчетной глубины сезонного промерзания грунтов.

Грунт суглинок: I_L = 0,55 ; e = 0,65

Нагрузки на фундамент приняты из таблицы сбора нагрузок на фундамент.

N_n = 899,6  0.95=854,62 кН - нормативная нагрузка

N_sеr=N_n _f=1052 кН–расчетная нагрузка для расчета по второй группе предельных состояний

N = 1052 0.95=995,3 кН кН - полная расчетная нагрузка