Эпюра изгибающих моментов

Эпюра арматуры и поперечной силы

4 Расчет и конструирование средней колонны

Определение продольных усилий от расчетных нагрузок.

а) грузовая площадь средней колонны при сетке колонн:

б) постоянная нагрузка – от перекрытия одного этажа с учетом

от ригеля –

от стойки – - 12 кН

Итого: постоянная нагрузка от веса конструкций одного этажа

- от веса кровли и покрытия

Итого: постоянная нагрузка от веса конструкций верхнего этажа (с учетом веса ригеля и стойки)

Суммарная расчетная постоянная нагрузка от веса конструкций шести этажей и подвала:

в) Временная нагрузка:

-от перекрытия одного этажа:

в том числе: длительнодействующая

кратковременная

- снеговая нагрузка (V снеговой район - г. Набережные Челны) при ;

в том числе длительнодействующая

Суммарная расчетная временная нагрузка:

В т.ч. длительнодействующая

г) Продольная сила колонны от полной нагрузки

В т.ч. от постоянной и временной длительнодействующей

Строим эпюры продольных сил и изгибающих моментов.

Определение изгибающих моментов от действия расчетных нагрузок.

а) Вычисляем опорные моменты ригеля перекрытия подвала – первого этажа рамы.

Отношение погонных жесткостей

б) Определяем “max” момент колонны при загружении (1+2) без перераспределения моментов

при действии длительных нагрузок:

при действии полных нагрузок:

в) Разность абсолютных значений опорных моментов в узле рамы:

при длительных нагрузках

при полной нагрузке

г) Изгибающий момент колонны подвала:

от длительных нагрузок

от полной нагрузки:

д) Изгибающие моменты колонны 1-го этажа

от длительных нагрузок

от полной нагрузки

д) Изгибающие моменты колонны, соот- щие “max” продольным силам:

используем загружение пролетов ригеля по схеме I.

от длительных нагрузок

е) Изгибающие моменты колонны подвала:

ж) Тоже 1-го этажа

- от полных нагрузок:

и) Изгибающие моменты колонн подвала

к) Тоже 1-го этажа:

Расчет прочности средней колонны

Характеристика прочности бетона и арматуры

Бетон тяжелый класса В-20; арматура класса A-400.

Комбинации расчетных усилий:

1)

в том числе – длительных нагрузок

и соответствующий момент

в том числе и длительных нагрузок

2)

в том числе

соответствующий ,

загруженность (1+2), в том числе

Подбор сечений симметричной арматуры

Выполняют по 2-м комбинациям усилий и принимают большую площадь сечения.

Расчет ведем по второй комбинации усилий.

Рабочая высота сечения , ширина

Эксцентриситет силы

Случайный эксцентриситет или, но не менее 1.0 см.

Поскольку эксцентриситет силы случайного эксцентриситета, его принимают для расчета статически неопределимой системы.

Находим значения элементов в сечении относительно оси, проходящей

через центр тяжести сжатой (растянутой) арматуры

при длительной нагрузке

при полной нагрузке

Определяем гибкость элемента , то расчет производится с учетом прогиба элемента при

Определяем коэффициент , здесьR_b-Мпа, допускается принимать при

;

Принимаем

Определяем коэффициент, учитывающий влияние длительного действия нагрузки на прогиб элемента в предельном состоянии:

, где =1.0 – для тяжелого бетона.

С учетом гибкости элемента задаемся процентом армирования

Определяем коэффициент

Определяем значения условной критической силы:

Определяем коэффициент , учитывающий влияние прогиба

Определяем значение эксцентриситета приложения продольной силы относительно оси, параллельной линии, ограничивающей сжатую зону и проходящей через центр наиболее растянутого или наиболее сжатого стержня арматуры с учетом прогиба элемента

Определяем коэффициент

Определяем коэффициент

Определяем коэффициент

где

Сравниваем значение коэффициентов и

- случай малых эксцентриситетов, т.е.

В этом случае расчет производится при , где значение высоты сжатой зоны определяется по формуле:

При значение площади сечения симметричной арматуры определяется по формуле:

Принимаем 232A-400 c

Определяем фактический процент армирования

Принятый

Так как , то приступаем к конструированию сечения.

Проверка несущей способности сечения колонны

Расчет производим по первой комбинации расчетных усилий.

Определяем эксцентриситет продольной силы

Принимаем

Находим значения элементов в сечении относительно оси, проходящей через центр тяжести сжатой (растянутой) арматуры

при длительной нагрузке

при полной нагрузке

Определяем гибкость элемента , то расчет производится с учетом прогиба элемента при

Определяем коэффициент < Принимаем

Определяем , где=1.0 – для тяжелого бетона.

Фактический процент армирования

Определяем коэффициент

Определяем значения условной критической силы:

Определяем коэффициент

Определяем значение эксцентриситета

Определяем высоту сжатой зоны бетона:

Сравниваем значение X и

- случай малых эксцентриситетов, принимаем ,

где

Проверяем несущую способность сечения

, значит, несущая способность сечения обеспечена

Расчет короткой консоли колонны с вутами.

Опорное давление ригеля

Бетон класса В-20, R_b=11,5МПа, _b2=0.9

Арматура класса А-400, R_S=365 МПа

а) принимаем длину опорной площадки , при ширине ригеляи

проверяем условие:

б) вылет консоли с учетом зазора 5см составит , при этом

в) высоту сечения консоли у грани колонны принимаем равной

г) при угле наклона сжатой грани , высота консоли у свободного края:

при этом условие не соблюдается, поэтому

принимаем

д) рабочая высота сечения консоли

так как - консоль короткая

е) консоль армируют горизонтальными хомутами

 6 A-I c шагом S=10см (при этом иS<15см) и

отгибами 2  16 A-400 c

ж) проверка прочности сечения консоли:

При этом ,

но не более

Следовательно - прочность обеспечена

з) Изгибающий момент консоли у грани колонны:

и) Площадь сечения продольной арматуры ()

Принимаем 214 A-400 с