Веселов_Жуков_Новожилова_Хегай_Проектирование четырехэтажного промышленного здания_учеб_пособ_2013

Проектирование четырехэтажного промышленного здания

От загружения ригеля постоянной нагрузкой в сочетании с невыгодным его загружением временной нагрузкой строятся эпюры моментов и поперечных сил: I (1+2); II (1+3); III (1+4); IV (1+5).

Перераспределение изгибающих моментов

В связи с жесткими требованиямик размещению в опорных сечениях ригеля выпусков арматурных стержней, стыкуемых ванной сваркой, следует стремиться к уменьшению площади сечения опорной арматуры и числа стержней в опорных сечениях, а также к унификации армирования опорных сечений. Достигается это перераспределениемусилиймеждуопорнымиипролетнымисечениямивследствие пластических деформаций бетона и арматуры [6]. При этом уменьшение опорных моментов не должно превышать 30 % в сравнениис рассчитаннымипо «упругой»схеме. Принципперераспределенияусилийпоказаннарис.21.Расчетыпоперераспределениюусилий в неразрезном ригеле сведены в табл. 9.

При уменьшении опорного момента на опоре В на 30 % принимаем максимальную ординату добавочной треугольной эпюры:

∆M B = 0,3 M B,max = 0,3M B,II = 0,3 529,6 =158,9кНм.

Дляунификацииармированияопорныхсечениймоментнаопо-

ре С уменьшаем: 0,7M B,max = 0,7M B,II = 0,7 529,6 = 370,7кНм, тог-

да максимальная ордината добавочной эпюры ∆MC = MC,III −

−0,7M B,II = 477−370,7 =106,3 кНм.

Перераспределение поперечных сил

В связи с перераспределением изгибающих моментов уточняем величину поперечных сил.

Поперечные силы в опорных сечениях ригеля после перераспределения усилий по схеме II при g = 26,73кН/м; v = 88,42кН/м;

M B = 0,7M B,II = 0,7 529,6 = 370,7кНм, M C,II =146,5кНм (рис.22):

Проектирование четырехэтажного промышленного здания

Глава 2. Проектирование сборного железобетонного перекрытия

Проектирование четырехэтажного промышленного здания

Рис. 23. К перераспределению поперечных сил по схеме загружения III

Определение размеров поперечного сечения ригеля

Ригель проектируем из бетона класса В15. При γb1 = 0,9

и γb1Rb = 0,9 8,5= 7,65МПа, γb1Rbt = 0,9 0,75= 0,675МПа.

Необходимую расчетную высотусечения ригеля определяем по максимальному перераспределенному изгибающему моменту у гра-

ней колонн с размерами bc = hc = 400мм.

M Bгр = M B −QB,пр 0,5hc = 370,7−389 0,5 0,4 = 292,9кНм; M Cгр = M B −QС 0,5hc = 370,7 − 375,2 0,5 0,4 = 295,7 кНм,

где QB,пр, QС – перераспределенные поперечные силы.

Глава 2. Проектирование сборного железобетонного перекрытия

При ширинеригеля b = 300 мм; ξ = 0,3, αm = ξ(1−0,5ξ) = 0,255 расчетная высота ригеля:

h= 750мм, b =300 мм.

Впролетах для нижнейарматуры, расположенной в два ряда по

высоте ригеля, h = h0 + a = 750−55= 695мм; на опорах и в пролетах для верхней арматуры, расположенной в 1 ряд по высоте ригеля, h = h0 + a = 750−35= 715мм.

Расчет продольной арматуры

В качестве продольной арматуры в ригеле используем арматуру периодического профиля класса А400с Rs = 355 МПа. Рабочую арматуру располагаем в трех плоских сварных сетках. Нижние продольные стержни пролетных сеток определяем по максимальным значениям «положительных» моментов при загружении по схемам I (1 + 2) иIV(1+5)втабл.8.Верхниепродольныестержнинаопорахопределяем по максимальным значениям «отрицательных»моментов у граней колонн. Расчет арматуры сведен в табл. 10.

Проектирование четырехэтажного промышленного здания

Расчет по наклонным сечениям

Величина максимальных поперечных сил у грани стены при длине площадки опирания ригеля a = 380 мм и у граней колонн при высоте их сечения hc = 400 мм с учетом коэффициента надежности по ответственности γn =0,95:

g = 26,73кН/м, v =88,42кН/м, γn g = 0,95 26,73= 25,4кН/м, γn (g +v) =0,95 (26,73+88,42) =109,4кН/м,

QAгр = QA −0,5aγn (g +v) =300,6−0,5 0,38 0,95 109,4 = 279,8кН

(схема загружения I (1 + 2));

QBгр, л =QВ, л −(g +v)0,5hcγn =−[390,9−0,5 0,4 0,95 109,4]= −369,0кН

(схема загружения II (1 + 3));

Глава 2. Проектирование сборного железобетонного перекрытия

QBгр,пр = QВ,пр −(g +v)0,5hc γn = 389−0,5 0,4 0,95 109,4 = 367,1 кН

(схема загружения II (1 + 3));

QCгр = −[QС −(g +v)0,5hc γn ]= −[375,2−0,5 0,4 0,95 109,4]= −353,3кН

(схема загружения III (1 + 4)).

При

Qmin =QAгр = 279,8кН > 0,5Rbtbh0 = 0,5 0,675 103 0,3 0,695= 70,4кН поперечная арматура в ригеле должна ставиться по расчету.

ПринимаемпоперечнуюарматуруклассаA400с Rsw = 285 МПа

(табл.2.6[3]).ВкаркасахуопорыA припродольныхстержняхдиаметром 22 мм поперечные стержни из условия технологии сварки принимаем диаметром 8 мм, у опор В и С при диаметре стержней опорной

арматуры 25 мм – диметром 8 мм (dw ≥ 0,25d , п. 9 ГОСТ 14098–91).

Расчет ригеля на действие поперечных сил у опоры А

У опоры А при Asw =50,3 3=151мм2 (38 А400) Q = QAгр =

= 279,8кН.

Максимально допустимый шаг поперечных стержней у опор в соответствии с п. 5.21 [3] при h0 = 750−55=695мм:

Принимаем шаг поперечных стержней в сетках на приопорном участке, равном четверти пролета, s = 250мм.

Расчет прочности по полосе между наклонными сечениями

Прочностьпонаклоннойполосемеждунаклоннымисечениями рассчитываем из условия (3.30) [3]:

Проектирование четырехэтажного промышленного здания

Q ≤ 0,3Rbbh0 ,

где Q принимается на расстоянии не менее h0 от опоры.

0,3Rbbh0 = 0,3 7,65 103 0,3 0,695 = 478,5кН, Q = QAгр − qh0 = 279,8−109,4 0,695 = 203,8кН,

203,8кН < 478,5кН.

Прочность наклонной полосы на сжатие обеспечена.

Расчет прочности на действие поперечной силы по наклонному сечению

qsw = Rsw s Asw = 285 10 3 0,000151 =172,1кН/м. 0,25

Так как qsw =172,1 > 0,25Rbtb = 0,25 0,675 1000 0,3 = 50,625кН/м, то M b =1,5Rbt bh02 =1,5 0,675 1000 0,3 0,6952 =146,7кНм [3].

Определяем длину проекции невыгоднейшего наклонного сечения c:

но не более 3h0 = 3 0,695= 2,08м.

Принимаем длину проекции невыгоднейшего наклонного сече-

ния c = 0,78 м.

Длину проекции наклонной трещины c0 принимают равной c, но не более 2h0 = 2 0,695=1,4м (см. п. 3.31 [3]).

Принимаем длинупроекции наклонной трещины c0 =c = 0,78 м. Тогда

Qsw = 0,75qswc0 = 0,75 172,1 0,78 =100,7кН.

Глава 2. Проектирование сборного железобетонного перекрытия

Поперечная сила, воспринимаемая бетоном (п. 3.31 [3]),

Qb = Mcb ,

но не более

Qb,max = 2,5Rbtbh0 = 2,5 0,675 103 0,3 0,695 = 352кН

и не менее

Qb,min = 0,5Rbt bh0 = 0,5 0,675 103 0,3 0,695 = 70,4кН, 70,4кН < Qb = Mcb = 1460,78,7 =188кН < 352кН.

Принимаем Qb =188кН.

Изгибаемые элементы по наклонному сечению рассчитывают из условия Q ≤ Qb +Qsw , где Q – поперечная сила в наклонном сече-