
- •1.2.Привязка и выбор типа колонн
- •1.3.Компоновка и выбор вида стенового ограждения
- •План и разрезы проектируемого здания
- •Пространственная жесткость здания
- •Статический расчет поперечной рамы
- •Расчетная схема поперечной рамы
- •Сбор постоянных нагрузок на поперечную раму
- •2.2.1. Снеговая нагрузка.
- •2.2.2. Крановая нагрузка
- •2.2.3.Ветровая нагрузка
- •2.2.4. Статический расчет
- •Сочетание усилий в расчетных сечениях колонн.
- •2.1. Определение нагрузок на балку
- •2.2. Расчет прочности нормального сечения балки
- •2.3. Расчет балки по образованию трещин и деформациям
- •2.4. Расчет прочности наклонных сечений балки
- •2.5. Конструирование балки
- •3.Расчет колонны сплошного прямоугольного сечения
- •3.Расчет стропильной сегментной фермы
- •3.3.Статический расчёт фермы
- •3.3.1.Нормативные нагрузки
- •3.4.Расчёт нижнего пояса
- •3.4.1.Расчёт по первой группе предельных состояний.
- •3.4.2.Расчёт по второй группе придельных состояний.
- •3.5. Расчёт верхнего пояса фермы.
- •6. Расчёт раскосов.
- •3.7. Расчёт стойки.
- •Расчет ж/б колонны среднего ряда
- •Расчет надкрановой части колонны
- •Определение расчетной длины
- •Определение площади сечения арматуры
- •Проверка на устойчивость
- •Расчет прочности по нормальным сечениям
- •Армирование
- •4.1.6.Проверка прочности из плоскости рамы
- •4.2.Расчет подкрановой части колонны
- •4.2.1.Определение расчетной длины
- •4.2.2.Определение площади сечения арматуры
- •4.2.3.Проверка на устойчивость
- •4.2.4.Расчет прочности по нормальным сечениям
- •4.2.5.Армирование
- •4.3.Конструирование колонны
- •4.3.1.Надкрановая часть
- •4.3.2.Подкрановая часть
- •4.3.3.Консоль
- •4.3.4.Технические показатели колонны
- •Расчет ж/б фундамента
- •Сбор нагрузок
- •Определение высоты фундамента
- •Глубина заложения фундамента
- •Размеры стаканной части фундамента
- •Размеры поперечного сечения подколонника
- •Размеры подошвы фундамента
- •Расчет плитной части фундамента
- •Расчет фундамента на продавливание и раскалывание
- •Проверка всего фундамента по прочности на продавливание
- •Проверка всего фундамента по прочности на раскалывание
- •Проверка ступени по прочности на продавливание
- •Армирование подошвы фундамента
- •Проверка прочности подколонника
- •Проверка прочности подколонника по нормальным сечениям
- •Расчет подколонника по наклонным сечениям
- •Армирование подколонника
- •Конструирование фундамента
- •Плитная часть
- •Подколонник
- •Литература Нормативная литература
- •Учебно-методическая литература.
6. Расчёт раскосов.
Расчётное растягивающее усилие в раскосе N=D1 =76,46 кН.
Требуемая площадь сечения рабочей продольной арматуры равна
АS =N/ RS =76.46•10/365=2.09 см² ;
Принимаем с учётом конструктивных требований 4ØА111 с АS =4.52см²
Армирование раскоса показано на рисунке . Шаг поперечных стержней
S<=20 dS =20•12=240.0мм ; S<500мм, принимаем S=200 мм.
Д
иаметр
поперечных стержней принимаем из условия
свариваемости dsw
≥¼ds
=¼•12=3.0мм.
Принимаем Ø3Вр1
Рис.Армирования раскоса.
Расчёт раскоса по раскрытию трещин , нормальных к продольной оси , производится в соответствии с 4.14/2/. Коэффициент раскоса
μ = As, /bh0 =4.52/15=0.025
Напряжение в арматуре от непродолжительного действия нагрузок
Р σs = Nser / As =71.46•10/4.52=158.09 МПа
и от продолжительного действия нагрузок
σs,l = Nl,ser / As =65.38•10/4.52=144.64 МПа
Ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия полной нагрузки a crc 1 = δ φ iη σ s/E s 20(3.5-100 μ)(d) 1/3 =1.2•1•1•158.09/200000(3.5-100•0.025)•(12) 1/3 =0.0434мм
Ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия полной и длительной нагрузок a crc 2 =1.2••1•144.64/200000•20•3.5-100•0.025) (12) 1/3 =0.0397мм
Ширина раскрытия трещин от продолжительного действия постоянной и временной нагрузок a crc 3 =1.2•1.225•1•(144.64/200000)•20•(3.5-100•0.025) (12) 1/3 =0.048 мм.
Где φl –коэффициент ,принимаемый равный при учёте кратковременных нагрузок и непродолжительного действия постоянных и длительных нагрузок 1;
При учёте длительных нагрузок φl =1.6-15 μ=1.6-15•0.025=1.225
δ-коэффициент , принимаемый равным для растянутых элементов 1,2
η-коэффициент ,принимаемый для растянутой арматуры периодического профиля 1.
Непродолжительная ширина раскрытия трещин
a crc=a crc 1 - a crc 2 + a crc 3 =0.052мм<0,4мм;
продолжительная ширина раскрытия трещин a crc=a crc 3 =0.486мм
Условия по трещиностойкости выполняются .
3.7. Расчёт стойки.
Сечение стойки 15х15см .
Наибольшее сжимающее усилие N=V1=33,26кН; Nl,L =Vl,l =1092.96кН;
Расчётная длина стойки вплоскости и из плоскости фермы l0 =0.9•l=0.9•220=198см
При гибкости пояса l0 /h=198/15=13.2 см>4 см следует учитывать влияние прогиба стойки на величину изгибающего момента . Расчёт ведётся по блок-схемам 18 и 20 /3/:
1)Изгибающий момент относительно оси арматуры
М1 = М +0.5•N•( h0 –a′)=0+0.5•33.26•(0.12-0.03)=1.49 кНм
h0 =h-a =0.15-0.03=0.12м
М1l = М3l +0.5• Nl •( h0 –a′)=0+0.5•23.87•(0.12-0.03)=1.074кНм
2)Гибкость пояса l0 /h=198/15=13.2 см>4 см
3)Изгибающие моменты М1 и М1,1 одного знака .
4)Коэффициент l ,учитывающий влияние длительного действия нагрузки на прогиб стойки l =1+ М1,1 / М1 =1+1.074/1.4967=1.72<2
5)Стойка является статически определимой конструкцией .
6)Случайные эксцентриситеты:
еа = l0 /600=198/600=0.33 см; еа = h0 /30=15/30=0.50 см
принимаем еа =0.50 см.
7)Коэффициент
δ e,min =0.5-0.01 l0 /h-0.01γ в2 R в =0.5-0.01•198/15-0.01•0.9•17=0.215
δ e = е0 /h=0.5/25=0.02см.
Принимаем δ e =0.215см
8)α= Es /Ев =200000/29000=6.9
9)р =1.0 так как в стойке отсутствует напрягаемая арматура.
10) Условная критическая сила при коэффициенте армирования μ=0.01 равна
Ncr = (1.6 ЕВ bh3 ) /10 l02 (/3l (0.11 / (0.1 + е ) + 0.1) +0.01 h0 –a)²/h )=
=(1.6•29000•15•123 )/10•198²•(1/3•1.777•(0.11/(0.1+0.215/1)+0.1)+0.01•6.9•(0.12-0.03)²/15=182.20кН.>N=33.26кН.
11)Коэффициент η 1 =1/(1- N / Ncr )=1/(1-33.26/182.2)=1.223
12)Расстояние от усилия N до арматуры
е = ηеа +0.5(h-a′)=1.223•0.50+0.5•(15-3)=6.61см
13)Характеристика деформативных свойств бетона сжатой зоны
ω=α-0.008 γ в2 R в =0.85-0.008•0.9•17=0.728
14) Коэффициент условия работы бетона γ в2 <1, σsp =500МПа.
15) Граничная относительная высота сжатой зоны бетона
R = / (1+ RS /sc,u (1- / 1.1)) =0.728/(1+365/500•(1-0.728/1.1))=0.584
16) δ = a′/h0 =3/12=0.219
17) n=N/ В2 Rв bh0 =33,26•10/0.9•17•15•12=0,12
-
m=Ne/ В2 Rв bh²0 =33,26•10•6,61/0.9•17•15•12²=0.0665
-
m =0,12< R =0.54
-
Требуемое сечение рабочей арматры A′s =As = ( b2 Rb bh0 m –(1-0.5))/365(1- δ)=(0.9•17•15•12•0.0665-0.12(1-0.5•0.12)/365•(1-0.25)=-0.4657см²
-
Коэффициент армирования μ1 =( A′s +As )/ bh0 =(0.465+0,465)/15•12=0.05
-
Проверяем условие μmin <μ1 <μmax
Гибкость λ= l0 3.5/h=198•35/15=46.2
μmin =0.002; As,min =2μminbh0 =2•0.002•15•12=0.72см²
-
По сартаменту принимаем 4 Ø12 А111 с As =4.52 см²
Рис.
Армирование стойки фермы.
Диаметр поперечных стержней определяют из условия свариваемости
dsw ≥¼ds =¼•12=3.0мм. Принимаем Ø3Вр1. Шаг стержней выполняется из условия S≤20ds =20•12=240 мм; S≤500 мм.
Принимаем S=200 мм.
З.8. Расчёт узлов.
Узел № 1. Опорный узел № 1 фермы армируется самоанкерующейся предварительно напряженной арматурой , натянутой на упоры . Следует рассчитывать нижний пояс на отрыв в месте соединения с опорным узлом , а также на прочность , поперечную арматуру из условия обеспечения надёжности анкеровки продольной арматуры (по наклонному сечению АВ) и порочности по наклонному сечению АВ′С на действия изгибающего момента .
Р
асчётная
схема узла.
Расчёт на отрыв нижнего пояса в соединения с опорным узлом .
Расчётное растягивающее усилие в приопорной панели нижнего пояса N=919.35кН. Требуемая площадь поперечного сечения продольных ненапрягаемых стержней As =0.2•N/Rs =0.2•919.35/365=5.09см²
Принимаем с учётом конструктивных требований 4 Ø14 А111 с As =6.16 см²
Расчёт из условия обеспечения анкеровки арматуры по (сечению АВ)
Длина заделки напрягаемой арматуры lan,sp обеспечивающей полное использование использование расчётного сопротивление , для канатов Ø15К7 принимается не менее 1500 мм .Фактическая величина заделки канатов
l1,sp = lузел - l2 = lузел – h1 tg=120.0-39.•1.77=51 см,
где -угол наклона лини АВ к продольной оси растянутой панели (=29º30′),
Величина заделки ненапрягаемой арматуры ,обеспечивает полное использование её расчётного сопротивления , равна lan,sp =35 ds =35•1.4=45 см.
Фактическая длина заделки ненапрягаемой арматуры составляет
l1,sp = lузел - l2 = lузел – h1 tg=120-52.•1.77=28 см.
Число поперечных стержней в узле ,пересекающих линию АВ, при двух каркасах n=10•2=20 шт. Площадь сечения одного поперечного стержня опредиляется по формуле
Asw =(N- Rsp Asp l1,sp / lоп,sp - Rs As l1,s / lоп,sp )/n Rsw ct=
=(919.35•10-1080•5.66451/150-365•6.16•28/42)/20•290•1.77=0.54 см².
Расчёт из условия обеспечения прочности на действие изгибающего момента по сечению АВ′С
Усилия в приопорной панели верхнего пояса N=1027,50 кН.
Расстояние от верхней грани узла до центра тяжести напрягаемой и ненапрягаемой арматуры : hо,s = hо,sp = hузл – hнп /2=78-20/2=68 см.
Растояние от торца фермы до точки пересечения осей осей верхнего и нижнего поясов а=12 см . Высота сжатой зоны бетона:
Х=( Rsp Asp l1,sp / lоп,sp + Rs As )/γb2 Rb b; х=(1080•5.664•51/150+365•6,16)/0,9•17•25=11,31см
Zх =0.6• h0.sp =0.6•68=40.8см.
Требуемая площадь поперечного сечения одного стрержня равна
Аsw =(nRsw Zх ) –1 •[N(lузел -a)sinβ- Rsp Asp l1,sp / lоп,sp (h0.sp –x/2)- Rs As l1,s / lоп,s (h0.sp –x/2)]=(20•290•40.8) –1 •[1027•10•(120-12)0,5-1080•5.664•51/150(68-11.31/2)-365•6.16•(68-11.31/2)•28/42]=0.33 см²
Итого принимаем Аsw =0,35см².С учётом конструктивных требований назначаем поперечные стержни Ø8А111.
Для предотвращения разрушения от растягивающих усилий узел должен иметь поперечные стержни , привариваемые к закладной детали с площадью сечения Аs,0 = μ0 N/ Rs =0.2•919.35•10/365=5.03см².
Где μ0 -эмпирический коэффициент .
По сартаменту принимаем 4 Ø14А111 с Аs =6,16 см².
Рисунок армирование опорного узла
Узел № 2. В промежуточном верхнем узле следует рассчитать поперечную арматуру и окаймляющие узел стержни , препятствующие образованию трещин по линии АВС от растягивающего усилия в нижнем раскосе .
Фактическая длина заделки продольных стержней раскоса за линию АВС h1 =27см. Длина заделки стержней из условия полного использования расчётного сопротивления арматуры lоп,s =35ds =35•1.4=49см²
Рисунок армирование промежуточного узла верхнего пояса
Проверяем условие
l1 =16•ds •N/214As =16•1.4•76.46•10/214•6.16=12.99 см<27 см.
Следовательно соединение продольных стержней верхнего пояса в узле не требуется .
Требуемая площадь поперечного сечения поперечных стержней определяется из условия :
Аsw <=[N(1-( γ2 l1 +a)/ γ1 lan ]/n Rsw cosφ
γ1 =N/ Rs Аs =76.46/365•6.16=0.46;
где, γ2 –коэффициент условий работы верхнего пояса (γ2 =1);
φ –угол наклона нисходящего раскоса;
а –условное увеличение длины заделки растянутой арматуры
( а=5•ds =5•16=73,5мм)
Получим
Аs =[76.46•10•(1-(1•27+7)/0.23•42)]/(2•290•0.45)=-0.29см² < 0 .
Следовательно поперечные стержни в узле не требуются.
Площадь поперечного сечения окаймляющего стержни определяется по формуле Аs =k•N/(n0•Rso )=0.04•76.46/(2•90)=0.16см²
Где n0 =2 – число стержней в узле ;
Rso =90 МПа – расчётное сопративление арматуры ,принимаемое из условия ограничения раскрытия трещин в вуте;
K=0.04 – эмпирический коэффициент .
С учётом конструктивных требований принимаем Ø10А111 с Аs =0,78 см² каждого сечения .