книги из ГПНТБ / Ашрабов, А. Б
.pdfWT = [(1 - 0,51) ( - i + Щ + 0,076 (1 -
-- 0,06)] -25-502 = 22 500 см3.
Расстояние |
между |
трещинами |
|
|
n-u-v, |
||||
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A, = ^ — |
2 - |
|
^ f 0 — , - 2 = 9 , 0 ; |
||||||
1 |
/ |
^ i " |
|
|
6,03-42,3-/ ,9 |
|
' ' |
||
|
|
|
|
|
d |
1,6 |
л . |
|
|
|
|
« = S a = T = - t - = 0 , 4 ; |
|
||||||
|
|
/ т = 9-7,9-0,4-0,7 = 20 сл . |
|
||||||
Ширина |
раскрытия |
|
трещин |
|
|
|
|||
a T i = Фа ^ ^ = 0,72-^5-20 = 0,12 мм. |
|||||||||
Определяем Й 1 2 : |
|
|
|
|
|
|
|
||
фа = 0,54; |
г, = 41,8 см; |
Млл |
= 3375 «Гл ; |
||||||
°а = |
MRn |
|
337500 |
, о о г |
»-/ |
2 |
|||
= б д а а = 1 3 9 5 |
Л / 7 С Л ; |
||||||||
|
|
«13 = 0 , 5 4 ^ - 2 0 = 0,07. |
|
||||||
Определяем |
а т з : |
|
|
|
|
|
|
|
|
4»а = |
0,75; а т з = 0,75 2"^-6 -20 = 0,10 |
жл . |
|||||||
Полная ширина раскрытия трещин
ат = д т 1 — а т 2 + атз = 0,12 — 0,07 + 0,10 = =0,15жж < 0,3 мм,
т. е. не превышает нормативных значений ширины раскрытия трещин.
Глава V
РАСЧЕТ ПРОЧНОСТИ ЦЕНТРАЛЬНО-СЖАТЫХ И ЦЕНТРАЛЬНО-РАСТЯНУТЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
§ 1. ЦЕНТРАЛЬНО-СЖАТЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
Центрально-сжатыми называются элементы, в кото рых сжимающие силы действуют вдоль оси (рис. V. 1). В условиях центрального сжатия при симметричной нагрузке работают промежуточные колонны перекры тий и покрытий зданий, верхние пояса фермы при уз ловой нагрузке и др.
Поперечные сечения колонны принимаются обычно квадратными или прямоугольными.
Железобетонные колонны в зависимости от назна чения здания и величины передаваемой на них нагруз ки выполняются с обычной гибкой продольной армату
рой, поперечными стержнями или косвенной |
арматурой |
||||||||||
в виде спиралей и колец. |
|
|
|
|
|
|
|
||||
Для уменьшения |
типов |
опалубки |
(оснастки) |
и |
ар |
||||||
матурных |
каркасов |
поперечные |
размеры колонн |
д о |
|||||||
50 см |
принимаются |
кратными |
5 см, |
более |
50 |
см — |
|||||
кратными |
10 см. В качестве продольной арматуры |
уста |
|||||||||
навливаются стержни |
диаметром |
от 12 |
до |
40 |
мм |
из |
|||||
стали |
классов |
A - I , А-П и |
A - III; |
в колоннах |
с меньшей |
||||||
стороной |
в ^ 2 5 |
см диаметр продольных |
рабочих |
стер |
|||||||
жней |
рекомендуется |
принимать |
не менее |
16 |
мм. |
|
|||||
Для особо мощных колонн при проектной марке бетона выше 200 могут применяться стержни больших диаметров. Обычно при расчете и конструировании ко лонн диаметр и число стержней выбираются в зависит мости от размеров поперечного сечения с тем, чтобы удовлетворить условия прочности и создать жесткий каркас из минимального количества стержней, установ ленных равномерно по периметру.
181
N
|
|
ц — 1 1 |
h |
ё |
ш |
|
|
4
Соединительные |
L |
( |
Стержни |
~_Г |
|
Рис. |
К. /. Центрально-сжатые элементы |
(колонны): |
|
а — вязаные каркасы; б и в — сварные |
каркасы; |
Расстояние между продольными стержнями должно |
||
быть не |
более 40 см и не менее 5 см. При горизон |
|
тальном бетонировании это расстояние может быть
уменьшено до 3 |
си. |
|
|
|
|
Для |
обеспечения устойчивости |
продольных |
стерж |
||
ней их связывают поперечными стержнями. |
|
|
|||
Поперечные |
стержни применяются диаметром |
6 — |
|||
10 мм, |
которые |
устанавливаются |
на расстоянии |
не |
бо- |
182
лее 20 d при сварных |
каркасах, 15 d—при |
|
вязаных и во |
|||||
всяком случае не более 500 мм. |
Диаметр |
хомутов в |
||||||
вязаных |
каркасах |
монолитных |
элементов |
должен быть |
||||
5 мм |
и |
не менее: |
|
|
|
|
|
|
0,2 d — при выполнении из |
хомутов |
обыкновенной |
||||||
|
|
проволоки |
диаметром |
5 и 5,5 |
мм; |
|||
0,25 |
d— при |
выполнении |
из |
стали |
других видов, |
|||
где |
d — наибольший |
диаметр |
сжатых |
|
продольных |
|||
стержней. |
|
|
25X25 см |
|
|
|||
Колонны с сечением менее |
|
применять в |
||||||
монолитном железобетоне не рекомендуется из-за труд ности бетонирования.
Для колонн применяется бетон марок 200, 300 и 400. Нормами рекомендуется процент армирования ко лонн принимать в пределех от 0,5 до 3%.
При армировании колонн плоскими сварными кар касами два крайних каркаса (расположенные в проти воположных гранях) должны быть соединены друг с другом для образования пространственного каркаса.
Для этого у граней элемента, нормальных к плос кости каркасов, должны ставиться поперечные стерж ни, привариваемые контактной точечной сваркой к уг ловым продольным стержням каркасов, или шпильками, связывающими эти стержни; расстояния между прива ренными поперечными стержнями должны быть не бо
лее |
20 d, а между шпильками — 15 d, где d |
— наимень |
|||
ший |
диаметр сжатых |
продольных |
стержней. |
|
|
Если крайние плоские каркасы |
имеют промежуточ |
||||
ные |
продольные стержни, то последние, по крайней |
||||
мере, через один и не реже чем |
через 40 |
см |
по ши |
||
рине |
грани колонны, |
должны связываться |
с |
продоль |
|
ными стержнями, расположенными у противоположной грани, при помощи шпилек, устанавливаемых по дли не колонны на тех же расстояниях, что и поперечные стержни плоских каркасов; допускается не ставить та ких шпилек при ширине данной грани колонны не бо
лее |
50 см, |
если количество продольных стержней у |
этой |
грани |
не превышает четырех. Стыки арматуры |
монолитных железобетонных колонн выполняются вы ше уровня перекрытия путем пропуска стержней в верхний этаж на величину (25 4- 30) d.
Соединение с фундаментом монолитных колонн вы полняется путем выпусков арматуры из фундаментов
183
в количестве, необходимом для обеспечения прочности колонн.
Сборные колонны соединяются с фундаментом пу тем устройства гнезд (стаканов) с последующей залив кой зазоров бетоном на глубину 25 d.
Размеры поперечного сечения колонн определяются расчетом.
Условия прочности центрально-сжатых железобетон ных элементов, армированных продольными рабочими стержнями, привариваемыми к продольной арматуре поперечными стержнями или обычными хомутами, оп ределяются выражением:
|
|
|
|
А / < ЛГс е ч |
|
|
|
|
|
|
v V < # n p F 6 + t f a . c . F a , |
|
( V . I ) |
||
где |
/V —• расчетное |
усилие; |
|
|
|
||
|
•^пр — |
расчетное сопротивление бетона осевому |
сжа |
||||
|
jRac |
тию; |
|
|
|
|
|
|
— расчетное |
сопротивление |
арматуры при |
сжа |
|||
|
|
тии; |
|
|
|
|
|
FQ |
И F A |
— площади |
поперечного сечения соответствен |
||||
|
|
но |
бетона |
и арматуры. |
|
|
|
|
При |
содержании |
арматуры |
^ > 3 % площадь бетон |
|||
ного сечения |
принимается |
|
|
|
|||
|
|
|
|
F6 = F |
- F A |
, |
|
с учетом продольного изгиба |
|
|
|
||||
^ П = ф ( ^ б + Яа .с ^а)
или
f 6 % ( * „ p + V # a , ) -
Из формулы (V. 1) определяется площадь арматуры
F |
^* |
р р F |
t a ~ |
|
^ а . с |
< V - 2 >
( V , 3 )
сечения
( v - 4 )
Приведенная сжимающая продольная сила определя ется по формуле
N a = ^ + N k , |
( V . 5 ) |
184
|
|
|
|
|
|
|
Величины коэффициентов <р и тидл |
|
|
|
|
Таблица V. I |
||||||
в |
<8 |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
22 |
24 |
26 |
28 |
30 |
32 |
34 |
36 |
38 |
40 |
Примечание |
to D
Jo
Г
™АЛ
<7 |
8,5 |
10,5 |
12 |
14 |
15,5 |
17 |
19 |
21 |
22,5 |
24 |
26 |
28 |
29,5 |
31 |
33 |
34,5 |
— |
«28 |
35 |
42 |
48 |
55 |
62 |
69 |
76 |
83 |
90 |
97 |
104 |
111 |
118 |
125 |
132 |
139 |
— |
1 |
0,98 |
0,96 |
0,93 |
0,85 |
0,85 |
0,81 |
0,77 |
0,73 |
0,68 |
0,64 |
0,59 |
0,54 |
0,49 |
0,44 |
0,40 |
0,35 |
Для тяже |
1 |
1 |
0,96 |
0,93 |
0,89 |
0,85 |
0,81 |
0,78 |
0,74 |
0,7 |
0,67 |
0,63 |
0,59 |
0,55 |
0,52 |
0,48 |
0,45 |
лых бетонов |
|
? |
1 |
0,96 |
0,9 |
0,84 |
0,78 |
0,73 |
0,67 |
0,61 |
0,55 |
0,51 |
0,46 |
0,41 |
0,36 |
0,32 |
0,28 |
0,24 |
0,21 Для легких |
|
1 |
0,96 |
0,92 |
0,88 |
0,84 |
0,8 |
0,77 |
0,73 |
0,62 |
0,65 |
0,61 |
0,57 |
0,53 |
0,49 |
0,45 |
0,42 |
бетонов |
|
0,38 |
где |
NM |
и |
Nk —- расчетные силы соответственно от |
дли |
||||||
|
|
|
тельно и кратковременно действую |
|||||||
|
|
|
щих нагрузок; |
|
|
|
||||
|
|
|
тжл ~ коэффициент, |
учитывающий снижение |
||||||
|
|
|
несущей способности элемента вслед |
|||||||
|
|
|
ствие ползучести бетона при длитель |
|||||||
|
|
|
ном |
действии |
нагрузки; |
|
|
|||
|
|
|
9 — коэффициент, |
учитывающий |
продоль |
|||||
|
|
|
ный изгиб |
(ср < |
1). |
|
|
|||
В табл. V. 1 приведены |
значения 9 и тш |
для |
пря |
|||||||
моугольных и круглых |
сечений |
в зависимости от |
|
|||||||
|
|
|
|
'о |
А) |
„ |
'о |
|
|
|
|
|
|
|
в |
D |
|
|
Г |
|
|
где |
/п |
— расчетная |
длина; |
в — меньшая сторона |
сече |
|||||
ния; |
D — диаметр |
элемента; |
г |
наименьший |
радиус |
|||||
инерции сечения. |
|
|
|
|
одноэтажных— |
|
|
|||
Расчетные длины колонн /0 |
|
промыш |
||||||||
ленных |
и |
многоэтажных |
зданий приведены |
в |
табл. |
|||||
V. 2 |
и |
V. |
3. |
|
|
|
|
Таблица |
V. 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Расчетные длины 10 колонн одноэтажных промышленных зданий при жестких покрытиях (из железобетонных, армопенобетонных и т. п. плит) и колонн эстакад
Характеристика колонн
|
|
|
Подкрановая |
разрезных |
||
|
|
|
часть |
колонн, |
|
|
зданийДля |
мостовыс |
кранамими |
при подкрано |
|
||
вых |
балках |
неразрезных |
||||
|
|
|
||||
|
|
|
Надкрановая |
разрезных |
||
|
|
|
часть |
колонн, |
|
|
|
|
|
при подкрано |
неразрезных |
||
|
|
|
вых |
балках |
||
Расчетная длина 10 колонн при расчете их в плоскости
конструкцийнесущих покрытий(стропиль |
балокферм,ных и т. п) перпендикуили осиклярнойэстакад |
оси |
|
колонн |
ряда |
|
|
|
продольного |
||||
|
|
колонн |
или |
параллель |
||
|
|
ной |
оси |
эстакады |
||
|
|
при |
отсут |
при |
||
|
|
ствии |
|
наличии |
||
|
|
связей в |
плоскости |
|||
|
|
продольного ряда |
||||
1,5 |
Я н |
1,2 |
Я н |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,8 |
Я н |
1,2 |
Я н |
0,8 |
Я н |
|
|
|
2,5 |
Я в |
2 |
" „ |
|
|
|
|
|
|
|
|
1,5 |
Я в |
2 |
Нв |
1,5 |
Я в |
|
|
|
186
|
|
|
Продолжение |
табл. |
V. 2 |
|||
Для |
зданий без мос |
однопролетных |
1,5 |
Н |
|
|
|
|
|
|
|
1,2 |
Н |
|
Н |
||
|
товых кранов |
двух- и много |
|
|
|
|||
|
1,2 |
Н |
|
|
|
|
||
|
|
пролетных |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для |
открытых крано |
разрезных |
2 Н я |
1,5 |
Н н |
" и |
||
|
|
|
|
|
|
— |
||
вых |
эстакад при под |
|
|
|
|
|
|
|
крановых балках |
неразрезных |
1,5 |
Н |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
при от |
|
||
|
|
|
|
|
при |
|||
|
|
|
|
|
сутствии |
нали чии |
||
|
|
|
|
|
анкерных |
опор |
||
Для открытых эстакад |
шарнирном |
2 |
|
под трубопроводы при |
|
|
|
соединении |
колонн с |
жестком |
1,5 |
пролетным |
строением |
||
Н
Н
2
1,5
НН
Н0,7 Н
где |
//—полная |
высота |
колонны, |
считая |
от верха |
фундамента; |
||||||||||||
Н а — высота подкрановой |
части колонны от верха |
фундамента до |
||||||||||||||||
низа |
подкрановой |
балки; Н |
в — высота надкрановой части |
колонн: |
||||||||||||||
при |
сборной конструкции — от низа |
подкран .вой балки до верха |
||||||||||||||||
колонны; при монолитной — от верха |
подкрановой |
балки до верха |
||||||||||||||||
колонны. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
П р и м е ч а н и я : |
1. Значения |
расчетных длин |
колонн |
крано |
||||||||||||||
вых |
цехов даны для случая |
расчета их с учетом |
крановой |
нагруз |
||||||||||||||
ки; если |
расчет |
производится |
без |
учета |
крановой |
на;рузки, |
то |
|||||||||||
расчетные длины колонн следует принимать |
как для |
зданий |
без |
|||||||||||||||
мостовых |
кранов: |
|
V.2 не |
распространяются |
на |
двухветвевые |
||||||||||||
2. Данные |
табл. |
|||||||||||||||||
колонны. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
П р и м е р . |
Рассчитать |
колонну |
многоэтажного |
зда |
||||||||||||||
ния с монолитными |
железобетонными |
перекрытиями; |
||||||||||||||||
высота |
Н —7 м; |
расчетная |
длина |
колонны |
10 |
= 0,7, |
||||||||||||
/ / = |
4,9 |
м; |
расчетные |
нагрузки—длительная |
Л7Д Л |
= |
||||||||||||
= 105 Т и кратковременная А\ |
= 62 |
Т. |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Бетон марки 200 (/?п р = 80 |
кГ,'см2). |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Арматура — из стали |
|
класса А-П |
(/?а с =2700кГ,см2 ). |
|||||||||||||||
Р е ш е н и е : Задаемся процентом армирования р.% = = 1°/о.
187
Таблица V. 3
Расчетные длины 10 колонн многоэтажных зданий и сжатых элементов ферм и арок
Наименование элементов |
Расчетная |
|
длина / 0 |
||
|
Колонны многоэтажных зданий при числе про летов не менее двух и отношении ширины зда ния к его высоте не менее 1 / 3 , при конст рукциях перекрытий
Сжатые элементы ферм
Арки
сборных
монолитных
верхний пояс при расчете в плоскости и из плоскости фермы
раскосы и стойки при расчете в плоскости фермы
то же, при расчете из плоскости фермы
|
|
трехшар- |
|
|
|
нирные |
|
при |
расчете |
двухшарнир- |
|
в плоскости |
|||
ные |
|||
|
арки |
||
|
|
||
|
|
бесшарнирные |
|
при |
расчете |
любые |
|
из |
плоскос |
|
|
ти |
арки |
|
|
Н
0,7 Н
0,8 1
1
0,58 5
10,54 5
0,36 S
S
где Н—высота |
этажа; / — для верхнего |
пояса |
ферм — расстояние |
|
между точками |
его закрепления, |
а для |
стоек |
и раскосов — длина |
элементов между центрами узлов |
ферм; s — длина арки вдоль ее |
|||
геометрической |
оси. jj |
|
|
|
П р и м е ч а н и е : 1. Расчетная длина элементов решетки ферм при расчете из плоскости фермы может приниматься меньше I (но
188
не менее 0,8 /), если |
ширина поясов ферм |
больше ширины элемен |
тов решетки и если |
имеют место мощные |
узловые соединения. |
2. Расчетная длина элементов верхнего пояса ферм и опорных раскосов при расчете их в плоскости фермы может приниматься равной 0,8 / при наличии на рассматриваемом элементе, местной нагрузки, составляющей значительную долю от общей нагрузки на ферму.
3. Указания табл. V. 3 распространяются на колонны много этажных зданий при числе этажей не более 8 и при погонной жесткости ригелей не менее, чем погонная жесткость колонн.
Определяем |
размеры сечения колонны |
без учета <р |
|||||||||||||||
и тдл, |
т. е. <р = |
1 и |
т т |
= |
1. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
NN |
= ^ |
|
|
+ |
Nk |
= 105 + |
62 = |
167 |
Т. |
|
||||||
Площадь |
сечения |
колонны: |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
6 |
~ ? ( # п Р + |
|
! ^ а |
. с ) ~ |
1-(80+0,01-2700) |
~ |
1 |
0 D U с м • |
|||||||||
При |
квадратном |
сечении |
колонны: |
|
|
|
|||||||||||
|
|
а = /¥1 |
= |
/ 1 5 6 0 = 39,5 см. |
|
|
|
||||||||||
Принимаем а = в = 40 см. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Отношение |
|
= |
|
^тг = |
12,3. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
в |
|
|
|
40 |
' |
<р = |
0,96 |
и / и д л |
= |
0,96. |
|||||
|
|
1 находим |
|||||||||||||||
По табл. V.— |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Приведенная |
сжимающая |
сила |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
NN = |
^ |
+ |
NK==~ |
|
+ |
6 2 = |
171,2 |
Т. |
|
|
||||||
|
" |
/п д л |
|
' |
|
к |
0,96 |
1 |
|
|
|
|
' |
|
|
|
|
Площадь |
сечения |
арматуры |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
F — N n |
_ |
ffn |
F6 |
__ |
171 200 |
_ |
|
80-4Q2 |
_ |
|
||||||
|
|
f ^ a . c |
|
|
|
# a . c ~ |
0,96-2700 |
|
2700 |
|
— |
||||||
|
|
= |
6 6 , 0 - 4 7 , 4 = |
18,6 |
см2. |
|
|
|
|||||||||
Принимаем 4 0 |
24 A - I I , F&~ |
18,1 |
|
см2. |
|
|
|
||||||||||
§ 2. ЦЕНТРАЛЬНО-РАСТЯНУТЫЕ |
|
ЭЛЕМЕНТЫ |
|||||||||||||||
На центральное |
растяжение работают затяжки арок, |
||||||||||||||||
нижние |
пояса ферм, |
|
стенки |
круглых |
|
резервуаров, на |
|||||||||||
порные трубы и др. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
При расчете на центральное растяжение работа бе |
|||||||||||||||||
тона не |
учитывается |
и вся |
нагрузка |
воспринимается |
|||||||||||||
189