Всё для Учёбы — студенческий файлообменник
1 монета
pdf

Студенческий документ № 045846 из МГСУ НИУ (МГСУ-МИСИ)

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

____________

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

"МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"

__________________________________________________________________________

КАФЕДРА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ И КАМЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

И СПРАВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ № 1

по дисциплине "Железобетонные и каменные конструкции" для студентов специальности 270102 (290300)

"Промышленное и гражданское строительство"

Москва 2012

С о с т а в и т е л и:

профессора, кандидаты технических наук Н.Г. Головин, А.И. Плотников, А.Ю. Родина; доцент, канд. техн. наук В.Н. Шпанова

Р е ц е н з е н т

профессор, кандидат технических наук С.В. Горбатов

(кафедра железобетонных и каменных конструкций ФГБОУ ВПО "МГСУ")

Подписано к печати 07.08.2012 г. Формат 60?84 1/8. Печать офсетная.

И-197 Объем 8 п.л.+ 4 вкладки А3 Тираж 200 экз. Заказ № 360

ФГБОУ ВПО "Московский государственный строительный университет".

Ред.-изд. центр. Тел. (499) 188.29.75, (499) 183.97.95, e-mail: statyamgsu@yandex.ru, e-mail: rio@mgsu.ru. Отпечатано в типографии МГСУ.

Тел. (499) 183-91-90, (499) 183-67-92, (499) 183-91-44

129337, Москва, Ярославское ш., 26

ВВЕДЕНИЕ

Методические указания составлены на основании программы дисциплины "Железобетонные и каменные конструкции" для студентов специальности 270102 (290300) "Промышленное и гражданское строительство" для выполнения всех разделов курсового проекта на тему "Проектирование несущих конструкций многоэтажного гражданского здания", а также для дипломного проектирования, подготовки магистров и экстерната.

При проектировании необходимо пользоваться действующими сводами правил по расчету и конструированию бетонных и железобетонных конструкций без предварительного напряжения арматуры (СП 52-101-2003) и предварительно напряженных железобетонных конструкций (СП 52-102-2004).

При проектировании реального сооружения производят повторные расчеты и конструирование с учетом требований, содержащихся в "Правилах по обеспечению огнестойкости и огнесохранности железобетонных конструкций" СТО 36554501-006-2006 и Пособии к ним.

Степень огнестойкости здания определяется по:

- СНиП 31-01-2003 для жилых многоквартирных зданий;

- СНиП 2.08.02-89* для общественных зданий и сооружений; предприятий бытового обслуживания; магазинов; зданий и аудиторий, актовых и конференцзалов, залов собраний и зальных помещений, спортивных сооружений; зданий детских дошкольных учреждений общего типа; школ и школ-интернатов; зданий и сооружений зрительных залов культурно-зрелищных учреждений;

- СНиП 2.09.04-87*для административных и бытовых зданий, отдельно стоящих зданий пристроек и вставок: залов столовых, собраний и совещаний; - МГСН 4.19-2005для многофункциональных высотных зданий и зданийкомплексов в городе Москве;

- СНиП 31-03-2001для производственных зданий; - МГСН 5.01-941.15 для стоянок легковых автомобилей.

Предел огнестойкости строительных конструкций устанавливается по времени в минутах наступления одного или последовательно нескольких, нормируемых для данной конструкции, признаков предельных состояний (см. Таблицу):

- потери несущей способности R;

- потери теплоизолирующей способности I; - потери целостности Е.

Здания и сооружения с несущими конструкциями из железобетона подразделяют по степени огнестойкости:

- особая - многофункциональные, высотные здания и здания-комплексы;

- I степень - ограждающие конструкции выполнены из железобетона и применяются листовые и плитные негорючие материалы;

- II степень - покрытия выполнены из стальных конструкций;

- III степень - применены перекрытия деревянные, защищенные штукатуркой или негорючим листовым, плитным материалом, а также для зданий каркасного типа с элементами каркаса из стальных конструкций и с ограждающими конструкциями из профилированных листов или других негорючих материалов со слабогорючим утеплителем.

Степень огнестойкости здания Предел огнестойкости железобетонных строительных конструкций, мин, не менее Несущие элементы здания Наружные ненесущие стены Перекрытия междуэтажные

(в том числе

чердачные и

над подвалами) Элементы бесчердачных покрытий Лестничные клетки настилы,

плиты (в том числе с утеплителем) фермы, балки, прогоны внутренние стены марши и площад-

ки лестниц Особая R180* Е60*** Е60 R180* EI120** REI 120** R180* R180* EI180 R60 I R120 Е30 REI60 RE30 R30 REI120 R60 II R90 Е15 REI45 RE15 R15 REI90 R60 III R45 Е15 REI45 RE15 R15 REI60 R45 * Для зданий высотой более 100 м предел огнестойкости, как правило, устанавливается R240.

** Для зданий высотой менее 100 м предел огнестойкости устанавливается REI180, EI180.

*** Предел огнестойкости Е60 устанавливается только для наружных стен.

Цель указаний - содействие в проектировании несущих элементов здания.

В курсовом проекте требуется запроектировать основные несущие железобетонные конструкции 8-16-ти этажного здания каркасной конструктивной схемы со связевым каркасом и навесными стеновыми панелями.

Пространственная жесткость (геометрическая неизменяемость) здания в продольном и поперечном направлениях обеспечивается диафрагмами жесткости (связевая система).

Методические указания включают рассмотрение следующих вопросов:

? проектирование сборного балочного междуэтажного перекрытия, включающее компоновку конструктивной схемы перекрытия, расчет многопустотной предварительно-напряженной плиты и ригеля;

? проектирование колонны и отдельно стоящего фундамента.

В приложениях даны справочные материалы и рабочие чертежи проектируемых элементов.

1. КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО

БАЛОЧНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ

В состав сборного балочного междуэтажного перекрытия входят плиты и ригели, опирающиеся на колонны (рис.1).

При компоновке сборного балочного перекрытия необходимо:

? назначить размеры сетки колонн;

? выбрать направление ригелей, форму и размеры их поперечного сечения; ? выбрать тип и размеры плит.

Сетка колонн назначается в зависимости от размеров плит и ригелей. Расстояние между колоннами должно быть кратно 100 мм и принимается в пределах (4,8 ...7,2) м.

Направление ригелей может быть продольным или поперечным. Это обусловливается технико-экономическими показателями. Выбор типа поперечного сечения ригелей зависит от способа опирания на них плит. Высота сечения ригеля hb = ()l , где l - пролет ригеля, ширина его сечения bb = 20 см или 30

см.

Тип плит перекрытия выбирается по архитектурно-планировочным требованиям и с учётом величины действующей временной (полезной) нагрузки. При временной нагрузке V ? 7,0 кН/м2 используются многопустотные плиты, высота сечения которых равна (20 ...24) см.

Плиты выполняются преимущественно предварительно напряженными, что позволяет получить экономию за счёт сокращения расхода стали.

Количество типоразмеров плит должно быть минимальным: рядовые шириною (1,2 ...2,4) м, связевые плиты-распорки - (0,8 ...1,8) м, фасадные плитыраспорки - (0,6 ...0,95) м.

В качестве примера в методических указаниях принято следующее:

? связевая конструктивная схема здания с поперечным расположением ригелей и сеткой колонн с размерами в плане 6,0х6,3 м (рис.1); ? число этажей - 9, включая подвал;

? высота этажей и подвала 2,8 м;

? ригель таврового сечения шириною bb = 20 см и высотой

hb см (рис.2) без предварительного напряжения арматуры;

(Отметим, что предварительно назначенные размеры могут быть уточнены при последующем расчете и конструировании ригеля).

? плиты многопустотные предварительно напряженные высотой 22 см

(рис.2) (ширина рядовых плит 1,5 м и плит-распорок 1,8 м);

? колонны сечением 40х40 см;

? величина временной нагрузки принимается в двух вариантах: 1 вариант - V = 1,5 кН/м2; 2 вариант - V = 4,5 кН/м2.

2. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО

НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ

НАГРУЗКЕ V =1,5 кН/м2

2.1. Исходные данные

Нагрузки на 1 м2 перекрытия

Таблица 1

Вид нагрузки Нормативная нагрузка, кН/м2 Коэффициент надежности по нагрузке ?f Расчетная нагрузка,

кН/м2 1 2 3 4 Постоянная: Полы - паркет на мастике, ? = 20 мм

Цементно-песчаная стяжка, ? = 30 мм (? =18 кН м/ 3)

Многопустотная сборная плита перекрытия с омоноличиванием швов, ? = 220 мм

0,20 0,54

3,4 1,3

1,3

1,1 0,26

0,70 3,74 Итого постоянная нагрузка g 4,14 4,7 Временная:

Перегородки, ? = 120 мм (приведенная нагрузка, длительная) Vр

0,5

1,2 0,6 Полезная (из задания) 1,5 1,3 1,95 в том числе кратковременная Vsh

1,2 1,3 1,56 длительная Vlon 0,3 1,3 0,39 Итого временная нагрузка V 2,0 2,55 Временная нагрузка без учета перегородок V0 1,5 1,95 Полная нагрузка g + V 6,14 7,25 Примечание: коэффициент надежности по нагрузке ?f для временной (полезной) нагрузки принимается:

1,3 - при полном нормативном значении нагрузки менее 2 кПа (кН/м2); 1,2 - при полном нормативном значении нагрузки 2 кПа (кН/м2) и более [1].

Нагрузка на 1 погонный метр длины плиты при номинальной её ширине 1,5 м с учетом коэффициента надежности по ответственности здания ?п = 0,95:

? расчетная постоянная g = 4,7·1,5·0,95 = 6,7 кН/м;

? расчетная полная (g + V) = 7,25·1,5·0,95 = 10,33 кН/м;

? нормативная постоянная gп = 4,14·1,5·0,95 = 5,9 кН/м;

? нормативная полная (gп + V п) = 6,14·1,5·0,95 = 8,75 кН/м;

? нормативная постоянная и длительная (gп + V lon,п) = (4,14 + 0,8) ·1,5·0,95 = 7,04 кН/м.

Конструктивный размер плиты: l ?0,1?0,1?0,01?0,01= 5,78м

Материалы для плиты

Бетон тяжелый класса по прочности на сжатие В20:

Rb,n = Rb,ser = 15,0 МПа; Rbt,n = Rbt,ser = 1,35 МПа (табл. 1 [4], приложение 3),

Rb = 11,5 МПа; Rbt = 0,9 МПа (табл. 2 [4], приложение 4), ?b1 = 0,9 (п. 2.1.2.3 [4]).

Начальный модуль упругости бетона Еb = 27,5·103 МПа (табл. 4 [4], приложение 5).

Технология изготовления плиты - агрегатно-поточная. Плита подвергается тепловой обработке при атмосферном давлении. Натяжение напрягаемой арматуры осуществляется электротермическим способом.

Арматура:

? продольная напрягаемая класса А600:

Rs,n = Rs,ser = 600 МПа (табл. 7 [4], приложение 6);

Rs = 520 МПа (табл. 8 [4], приложение 7); Еs = 2,0 ·105 МПа (пункт 2.2.2.6 [4]).

? ненапрягаемая класса В500:

Rs = 435 МПа (табл. 5.8 [3], приложение 7); Rsw = 300 МПа.

2.2. Расчет плиты по предельным состояниям первой группы

Определение внутренних усилий

Расчетный пролет плиты в соответствии с рис.2:

l0 = 6,0 ? 0,1? 0,1? 0,01? 0,01?= (l ? 0,31)м= 5,69 м .

Поперечное конструктивное сечение плиты заменяется эквивалентным двутавровым сечением (рис.3). Размеры сечения плиты h = 22 см; h0 = h - a = 22 - 3 = 19 см; h?f = hf = (22 - 15,9) ·0,5 = 3,05 см; bf = 149 см; b?f = 149 - 3 = 146 см; b = 149 - 15,9·7 = 37,7 см.

Плита рассчитывается как однопролетная шарнирно-опертая балка, загруженная равномерно-распределенной нагрузкой (рис.4).

Усилия от расчетной полной нагрузки:

? изгибающий момент в середине пролета:

M м; ? поперечная сила на опорах:

Q кН . Усилия от нормативной нагрузки (изгибающие моменты) ? полной:

Mn м;

? постоянной и длительной:

(gn + ) M nl м

8 8 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента

При расчете по прочности расчетное поперечное сечение плиты принимается тавровым с полкой в сжатой зоне (свесы полок в растянутой зоне не учитываются).

При расчете принимается вся ширина верхней полки b?f = 146 см, так как

b?f ?b 146 ?37,7 1 1

= = 54,15p l = ?578 = 96,3см,

2 2 6 6 где l - конструктивный размер плиты.

Положение границы сжатой зоны определяется из условия:

M ? M x=h?f =?b1R b h hb ? ?f ? ?f ( 0 ? 0,5h?f ),

где М - изгибающий момент в середине пролета от полной нагрузки (g + V); M x=h?f ? момент внутренних сил в нормальном сечении плиты, при котором нейтральная ось проходит по нижней грани сжатой полки; Rb - расчетное сопротивление бетона сжатию; остальные обозначения приняты в соответствии с рис.3.

Если это условие выполняется, граница сжатой зоны проходит в полке, и площадь растянутой арматуры определяется как для прямоугольного сечения шириной, равной b?f .

4180 кН·см ? 0,9·1,15·146·3,05(19 - 0,5·3,05) = 8054 кН·см; Rb = 11,5 МПа = 1,15 кН/см2.

41,8 кН·м 150 мм (п. 8.3.6 [3]).

Расчет по прочности при действии поперечной силы Поперечная сила от полной нагрузки Q = 29,4 кН.

Расчет предварительно напряженных элементов по сжатой бетонной полосе между наклонными сечениями производят из условия:

Q ? ?b1· ?b1·Rb·b·h0 (64 [4])

?b1 - коэффициент, принимаемый равным 0,3 (п. 3.1.5.2 [4]); b - ширина ребра, b = 37,7 см;

Q ? 0,3·0,9·1,15·37,7·19 = 222,4 кН; 29,4 кН Qb , то необходимо выполнить расчет.

2.3. Расчет плиты по предельным состояниям второй группы

Геометрические характеристики приведенного сечения

Круглое очертание пустот заменим эквивалентным квадратным со стороной с = 0,9d = 0,9·15,9 = 14,3 см.

Размеры расчетного двутаврового сечения: толщина полок h?f = hf = (22 -

?14,3) ·0,5 = 3,85 см; ширина ребра b = 146 - 14,3·7 = 45,9 см; ширина полок b?f = 146 см; bf = 149 см.

Определяем геометрические характеристики приведенного сечения:

Es 2?105

?= = 3 = 7,27 .

Eb 27,5?10 Площадь приведенного сечения:

Ared = A + ?As = b h?f ? ?f + bf · hf + b·с + ?As = (146 + 149) ·3,85 + 45,9·74,3 +

+7,27·4,71 = 1826,4 см2; А = 1792,16 см2 - площадь сечения бетона.

Статический момент приведенного сечения относительно нижней грани:

Sred = b h?f ? ?f ( h - 0,5 h?f ) + bf · hf·0,5hf· + b·с·0,5h + ?·As·а =

= 146·3,85·(22 - 0,5·3,85) + 149·3,85·0,5·3,85 + 45,9·14,3·0,5·22 + + 7,27·4,71·3 = 19711,2 см3.

Удаление центра тяжести сечения от его нижней грани:

Sred 19711,2

у0 = = =10,79 ?10,8 см .

Ared 1826,4 Момент инерции приведенного сечения относительно его центра тяжести:

? ( ? )3 3 Ired b hf f h y hf b c h y

3

45,9 14,? 33 2 149 3,85? 3 2 + + 45,9 14,? 3?(0,5 22? ?10,8) + +149 3,85? ?(10,8? 0,5 3? ,85) +

12 12 +7,27 4,71 10,? ?( 8?3)2 =108236,8 см4

Момент сопротивления приведенного сечения по нижней грани:

Ired 108236,8 3

Wred = = =10021,9 см .

y0 10,8 То же, по верхней грани:

sup Ired 3 Wred = = 9664 см .

h ? y0

Расчет предварительно напряженных изгибаемых элементов по раскрытию трещин производят в тех случаях, когда соблюдается условие:

М > Mcrc (75 [4])

М - изгибающий момент от внешней нагрузки (нормативной);

Mcrc - изгибающий момент, воспринимаемый нормальным сечением элемента при образовании трещин и равный:

Mcrc = Rbt,ser·W + P·eяр (80 [4])

W - момент сопротивления приведенного сечения для крайнего растянутого волокна; eяр = еор + r - расстояние от точки приложения усилия предварительного об-

жатия до ядровой точки, наиболее удаленной от растянутой зоны; еор - то же, до центра тяжести приведенного сечения; r - расстояние от центра тяжести приведенного сечения до ядровой точки;

W = 1,25Wred для двутаврового симметричного сечения (табл.4.1[6]) ;

Р - усилие предварительного обжатия с учетом потерь предварительного напряжения в арматуре, соответствующих рассматриваемой стадии работы элемента. Определяем:

Wred 10021,9 Ared 1826,4

r = = = 5,49 см ;

еoр = у0 - а = 10,8 - 3 = 7,8 см;

eяр = 7,8 + 5,49 = 13,29 см;

W = 1,25·10021,9 = 12527,4 см3.

Потери предварительного напряжения арматуры

Первые потери предварительного напряжения включают потери от релаксации напряжений в арматуре, потери от температурного перепада при термической обработке конструкций, потери от деформации анкеров и деформации формы (упоров).

Вторые потери предварительного напряжения включают потери от усадки и ползучести бетона (п. 2.2.3.2. [4]).

Потери от релаксации напряжений арматуры ??sp1 определяют для арматуры классов А600-А1000 при электротермическом способе натяжения в соответствии с п. 2.2.3.3[4].

??sp1 = 0,03?sp = 0,03·480 = 14,4 МПа.

Потери от температурного перепада при агрегатно-поточной технологии принимаются равными 0; ??sp2 = 0.

Потери от деформации формы при электротермическом способе натяжения арматуры не учитывают; ??sp3 = 0.

Потери от деформации анкеров при электротермическом способе натяжения арматуры не учитывают; ??sp4 = 0. Первые потери:

??sp(1) =??sp1 + ??sp2 + ??sp3 + ??sp4 = 14,4 МПа. Потери от усадки бетона:

??sp5 = ?b,sh·Es (24 [4])

?b,sh - деформации усадки бетона, значения которых можно принимать в за-

висимости от класса бетона равными:

0,00020 - для бетона классов В35 и ниже;

0,00025 - для бетона класса В40;

0,00030 - для бетона классов В45 и выше; ??sp5 = 0,0002·2·105 = 40 МПа.

Потери от ползучести бетона ??sp6 определяются по формуле:

0,8??b,cr ??bpj ??sp6 =,

? y ? A ?

1+??spj ???1+ Ired ????(1+0,8?b,cr )

где ?b,cr - коэффициент ползучести бетона, определяемый согласно п. 2.1.2.7 [4] или по Приложению 16. Принимаем ?b,cr = 2,8;

?bpj - напряжение в бетоне на уровне центра тяжести рассматриваемой j - ой группы стержней напрягаемой арматуры;

P(1) P e y(1) op

?bp = + ; Ared Ired

Р(1) - усилие предварительного обжатия с учетом только первых потерь; еор - эксцентриситет усилия Р(1) относительно центра тяжести приведенного сечения; y - расстояние от центра тяжести приведенного сечения до рассматриваемого волокна: y = еор + 3(см)

Es ?= ; Eb

?spj - коэффициент армирования, равный Aspj/A, где А - площадь поперечного сечения элемента; Aspj - площадь рассматриваемой группы стержней напрягаемой арматуры.

Р(1) = Asp(?sp - ??sp(1)); ?sp = 480 МПа = 48 кН/см2;

??sp(1) = 14,4 МПа = 1,44 кН/см2; Р(1) = 4,71(48 - 1,44) = 219,3 кН; еор = 7,8 см;

219,3 219,3 7? ,8 10,? 8 2

?bp = + = кН/см = 2,9 МПа;

?bp 0.

Следовательно, трещины в верхней зоне в стадии предварительного обжатия не образуются. В нижней зоне в стадии эксплуатации трещин также нет.

?1? ?1? Для элементов без трещин сумма кривизн ? ? +? ? принимается не менее

? r ?3 ? r ?4 кривизны от усилия предварительного обжатия при продолжительном его действии (см. п.4.22 [6]).

При продолжительном действии усилия предварительного обжатия:

2 2

Eb МПа = 7,24·10 кН/см .

?1? 178,98?7,8 ?5 1

? ? = 2 =1,78?10 ;

? r ?3 7,24?10 ?108236,8 см

?sb = ??sр5 + ??sр6; ?sb = 74,73 МПа = 7,473 кН/см2; Es = 2·104 кН/см2;

?1? 7,473 ?5 1 ? ? = 4 =1,967?10 ;

? r ?4 2?10 ?19 см

?1? ?1? -5 -5 -5 1

? ? +? ? = 0,68·10 + 1,967·10 = 2,65·10 .

? r ?3 ? r ?4 cм

Это значение больше, чем кривизна от усилия предварительного обжатия

при продолжительном его действии (1,78·10-5 1 ). cм

Таким образом, прогиб плиты с учётом выгиба (в том числе его приращения от неравномерной усадки и ползучести бетона в стадии изготовления вследствие неравномерного обжатия сечения по высоте) будет равен:

? 5 ?5 1 ?5 ? 2 f = ? ?3,64 10? ? ?2,65 10? ??569 = 0,155см.

? 48 8 ? 3. ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ, РАВНОЙ 4,5 кН/м2

3.1. Исходные данные

Постоянная нагрузка та же, что при расчете плиты перекрытия на действие нагрузки V =1,5 кН/м2 (см. п. 2.1).

Нагрузки на 1м2 перекрытия

Таблица 2

Вид нагрузки Нормативная нагрузка, кН/м2 Коэф-т надежности по нагрузке ?f Расчетная нагрузка, кН/м2 1 2 3 4 Постоянная нагрузка g 4,14 4,7 Временная:

Перегородки, ? = 120 мм (приведенная нагрузка, длительная) Vp

0,5

1,2 0,6 Полезная (из задания) 4,5 1,2 5,4 в том числе: кратковременная V sh

2,9 1,2 3,48 длительная V lon 1,6 1,2 1,92 Итого временная нагрузка V 5,0 6,0 Временная нагрузка без учета перегородок V0 4,5 5,4 Полная нагрузка g + V 9,14 10,7

Нагрузка на 1 погонный метр длины плиты при номинальной ее ширине 1,5м:

- расчетная постоянная g = 4,7·1,5·0,95 = 6,7 кН/м;

- расчетная полная (g + V) = 10,7·1,5·0,95 = 15,25 кН/м;

- нормативная постоянная gп = 4,14·1,5·0,95 = 5,9 кН/м;

- нормативная полная (gп + V п) = 9,14·1,5·0,95 = 13,02 кН/м;

- нормативная постоянная и длительная (gп + V lon,п) = (4,14 + 2,1) ·1,5·0,95 = 8,89 кН/м.

3.2. Расчет плиты по предельным состояниям первой группы

Определение внутренних усилий

Материалы для плиты, расчетный пролет и поперечное сечение те же, что в пункте 2.1.

Усилия от расчетной полной нагрузки:

M м; Q кН .

Усилия от нормативной нагрузки:

- полной:

Mп м; - постоянной и длительной:

(gn + ) M nl м .

8 8

Расчет по прочности на действие изгибающего момента

M 6172 ?m = = = 0,113;

?R = 0,340 ?m Аsw

3.3. Расчет плиты по предельным состояниям второй группы

Геометрические характеристики приведенного сечения (см. п. 2.3)

Ared = 1836,43 см2; Sred = 19741,3 см3; у0 = 10,75 см.

Ired Ired 108152,9 3 sup 108152,9 3

Wred = = =10060,73 см ; Wred = = 9613,59 см ; y0 10,75 11,25

W = 1,25Wred = 1,25·10060,73 = 12575,9 см3.

Wred 10060,73

r = = = 5,48 см;

Ared 1836,43 е0 = 10,75 - 3 = 7,75 см; eяр = 7,75 + 5,48 = 13,23 см.

Потери предварительного напряжения арматуры

??sp1 =14,4 МПа; ??sp2 = 0; ??sp3 = 0; ??sp4 = 0;

Таким образом, первые потери составляют: ??sp(1) =14,4 МПа;

??sp5 = 40 МПа;

P1 P1eop2 ?bp = + ;

Ared Ired

Р1 = 6,09· (48 - 1,44) = 283,55 кН; еор = 7,75 см;

?bp = кН/см2 = 3,1 МПа;

; 0,8 7,27 2,8 3,? ? ? 7

??sp6 = 2 = 51,86 МПа.

? 7,75 ?1836,43?

1+ 7,27 0,003398 1? ? + ??(1+ 0,8 2,? 8)

? 108152,9 ? Т.о. полные потери равны:

??sp(2) = 14,4 + 40 + 51,86 = 106,26 МПа.

Принимаем ?sp(2) = 106,26 МПа.

Р(2) = (48,0 - 10,6) ·6,09 = 227,8 кН;

Мcrc = 0,135·12575,9 + 227,8·13,23 = 4711,49 кН·см = 47,1 кН·м. Изгибающий момент от полной нормативной нагрузки равен: Мn = 52,69 кН·м > Мсrс = 47,1 кН?м.

Следовательно, трещины в растянутой зоне от эксплуатационных нагрузок образуются.

Расчет по раскрытию трещин, нормальных к продольной оси

Расчет по раскрытию трещин производят из условия

acrc ? acrc,ult (77 [4])

acrc - ширина раскрытия трещины от действия внешней нагрузки acrc,ult - предельно допустимая ширина раскрытия трещин (п. 4.2.1.3 [4], При-

ложение 2).

Для арматуры классов А240-А600, В500C величина acrc,ult составляет:

0,3 мм - при продолжительном раскрытии трещин;

0,4 мм - при непродолжительном раскрытии трещин. Ширину раскрытия нормальных трещин определяют по формуле:

?s acrc =?1 ??2 ??3 ??s ? ?ls , (88 [4]) Es

где ?s - напряжение в продольной растянутой арматуре в нормальном сечении с трещиной от соответствующей внешней нагрузки;

ls - базовое расстояние между смежными нормальными трещинами; ?s - коэффициент, учитывающий неравномерное распределение относительных деформаций растянутой арматуры между трещинами; допускается принимать ?s =1, если при этом условие (77) [4] не удовлетворяется, значение ?s следует определять по формуле (96) [4];

?1 - коэффициент, учитывающий продолжительность действия нагрузки, принимаемый равным:

1,0 - при непродолжительном действии нагрузки; 1,4 - при продолжительном действии нагрузки.

?2 - коэффициент, учитывающий профиль продольной арматуры и равный:

?2 = 0,5 - для арматуры периодического профиля и канатной.

?3 - коэффициент, учитывающий вид напряженного состояния и для изгибаемых элементов принимаемый равным ?3 = 1,0.

Для прямоугольных, тавровых и двутавровых сечений, значение ?s допускается определять по формуле: (M s / z) ? P(2)

?s = , (4.12 [6])

Asp где z - плечо внутренней пары сил, равное z=?h0, а коэффициент ? определяется по табл. 4.2 [6] или по Приложению 20, в зависимости от следующих параметров:

(b' f ?b)h' f M s as1 ? Asp

?f = ; es = ; ?as1 = . bh0 P(2) bh0

Ms=M=52,69 кНм=5269 кНсм; P(2) - усилие предварительного обжатия с учетом полных потерь, равное P(2) =231,42 кН. Производя вычисления, получаем:

(146,0 ? 45,9)?3,85 5269 es 22,77

?f = = 0,442; es = = 22,77 см; = =1,2.

45,9?19,0 231,42 h0 19,0

Коэффициент ?s1 для всех видов арматуры, кроме канатной, можно принимать равным ?s1=300/Rb,ser=300/15=20, где Rb,ser=15 МПа. Тогда:

20,0?6,09

??as1 = = 0,14..

45,9?19,0 По табл. 4.2 [6] или по Приложению 20 определяем: ?=0,824; z=?h0=0,824?19,0=15,66 см.

?s = =17,25 кН /см2 =172,5МПа.

С целью недопущения чрезмерных пластических деформаций в продольной рабочей арматуре, напряжения ?s в ней (а точнее, их приращение под действием внешней нагрузки) не должны превышать (Rs,ser - ?sp(2)), где ?sp(2) - величина предварительного напряжения арматуры с учетом полных потерь, т.е.:

?s =172,5МПа ?R, следует увеличить сечение ригеля или повысить класс бетона, или запроектировать в сжатой зоне сжатую рабочую арматуру с площадью Аs/.

Если ? = ?R = 0,493, х = 0,493·40 = 19,72 см, т.е. при ? ? ?R граница сжатой зоны всегда проходит в узкой части сечения ригеля.

По найденной площади сечения растянутой арматуры по сортаменту (Приложение 12) подбираем 2O20 А500С и 2O22 А500С Аs,ef = 13,88 см2; % .

Площадь подобранной арматуры должна быть больше требуемой по расчету площади или равна ей.

Можно подобрать стержни одинакового диаметра, так чтобы площадь подобранной арматуры отличалась бы от площади требуемой арматуры незначительно.

4.4. Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил

Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил производится на основе модели наклонных сечений [3].

Ригель опирается на колонну с помощью консолей, скрытых в его подрезке (рис. 8), т.е. имеет место резко изменяющаяся высота сечения ригеля на опоре. При расчёте по модели наклонных сечений должны быть обеспечены прочность ригеля по бетонной полосе между наклонными сечениями, по наклонному сечению на действие поперечной силы и изгибающего момента.

Для ригелей с подрезками на опорах производится расчёт по поперечной силе для наклонных сечений, проходящих у опоры консоли, образованной подрезкой. При этом в расчётные формулы вводится рабочая высота h01 короткой консоли ригеля. Таким образом, в качестве расчётного принимаем прямоугольное сечение с размерами b? h1 = 20?30 см, в котором действует поперечная сила Q=119,24 кН от полной расчётной нагрузки. Рабочая высота сечения ригеля в подрезке составляет h01 = 27 см, вне подрезки (у опор) h0 = 42 см, в средней части пролёта h0 = 40 см.

При диаметре нижних стержней продольной рабочей арматуры ригеля ds=22мм с учётом требований п.8.3.10 [3] назначаем поперечные стержни (хомуты) O8 А400. Их шаг на приопорном участке предварительно принимаем по конструктивным соображениям sw1 =10 см , что в соответствии с п.8.3.11[3] не превышает 0,5h01=13,5 см и 30 см. Значения прочностных характеристик бетона класса В30, входящие в расчётные зависимости, принимаем с учётом коэффициента условий работы ?b1 = 0,9.

Расчёт ригеля по бетонной полосе между наклонными трещинами производится из условия:

Q ??b1?b1R bhb 01, (1)

где ?b1? коэффициент, принимаемый равным 0,3. Проверка этого условия даёт:

Q=119,24 кН ? 0,3?0,9?1,7?20?27=247,86 кН

т.е. принятые размеры сечения ригеля в подрезке достаточны.

Проверяем, требуется ли поперечная арматура по расчёту, из условия:

Q Q? b,min = 0,5?b1R bhbt 01, (2)

т.е. Q=119,24 кН > Qb,min=0,5?0,9?0,115?20?27=27,95 кН

поэтому расчёт поперечной арматуры необходим.

Находим погонное усилие в хомутах для принятых выше параметров поперечного армирования Asw =1,01 см2 (2O8 А400), Rsw = 285МПа, sw1 =10 см :

R Asw sw 28,5 1,? 01

qsw,1 = = = 2,88кН см/ . sw1 10

Расчёт ригеля с рабочей поперечной арматурой по наклонному сечению производится из условия:

Q ? Qb + Qsw , (3)

где Q Qb, sw ? поперечные силы, воспринимаемые соответственно бетоном и поперечной арматурой в наклонном сечении, которые находятся по формулам:

??b2 b1Rbtbh012

Qb = ; Qsw = 0,75q csw ,

c где с ? длина проекции наклонного сечения на продольную ось элемента, ?b2? коэффициент, принимаемый равным 1,5 (п. 6.2.34 [3]).

Подставляя эти выражения в (3), из условия минимума несущей способности ?Q

ригеля по наклонному сечению в виде =0 находим наиболее опасную длину ?c

проекции наклонного сечения, равную:

c= ??b2 b1R bhbt 012 = 1,5? ?0,9 0,115? ?20 272 = 32,37см, (4)

0,75qsw,1 0,75?2,88

которая должна быть не более 2h01 = 54 см. С учётом этой величины условие (3) преобразуем к виду:

1,5??b1 ? Rbt ?b?h012

Q ? + 0,75?qsw ?с;

c QкН, т.е. условие прочности ригеля по наклонному сечению в подрезке при действии поперечной силы соблюдается.

Необходимо также убедиться в том, что принятый шаг хомутов sw1 =10 см не превышает максимального шага хомутов sw,max , при котором ещё обеспечивается прочность ригеля по наклонному сечению между двумя соседними хомутами, т.е.

Rbt ?b?h02 0,9?0,115?20?272 sw1 =10 см119,24?(1? ) = 42,59кН

т.е. установленных дополнительных хомутов достаточно для предотвращения горизонтальных трещин отрыва у входящего угла подрезки.

Расчёт по прочности наклонного сечения, проходящего через входящий угол подрезки, на действие изгибающего момента производится из условия:

M M? s + Msw + Ms inc, , (6)

где М ? момент в наклонном сечении с длиной проекции "с" на продольную ось элемента; Мs, Мsw, Ms,inc ? моменты, воспринимаемые соответственно продольной и поперечной арматурой, а также отгибами, пересекаемыми рассматриваемым наклонным сечением, относительно противоположного конца наклонного сечения (в отсутствии отгибов Ms inc, = 0).

В нашем случае продольная арматура короткой консоли подрезки представлена горизонтальными стержнями, привариваемыми к опорной закладной детали ригеля, что обеспечивает её надёжную анкеровку на опоре, а значит и возможность учёта с полным расчётным сопротивлением. Примем эту арматуру в количестве 2O12 А500С с площадью сечения As = 2,26см2 и расчётным сопротивлением R s = 435МПа.

Невыгоднейшее значение "с" определим по формуле:

, , , = =15,6 см

, , Ms=Q(a0+c)=119,24 8,5 15,6 10 28,7 кНм

M s = R A zs s s = 43,5?2,26?0,24 = 23,6 кН м? , при zs = h01 ? a? = 27 ?3 = 24 см;

0,5

0,5 2,88 15,6 30 2,26 15,6 3 1204кН · см

12,04кН · м

Подставляя найденные значения в условие (6), получаем:

28,7 кН · м 23,6 11,15 34,75 кН · м

т.е. прочность рассматриваемого наклонного сечения на действие изгибающего момента обеспечена.

Определим необходимую длину заведения продольной растянутой арматуры за конец подрезки по формуле:

, 10 , , 8,5 10 1,2 56,2см

, что не меньше базовой (основной) длины анкеровки, равной:

R As s 435 1,131?

l0,an = = = 45,4 см,

Rbondus 2,875?3,77 где Rbond ? расчётное сопротивление сцепления арматуры с бетоном:

Rbond =?1 2?Rbt = 2,5 1,0 1,? ? 15 =2,875МПа.

Выясним необходимость устройства анкеров для нижнего ряда продольной арматуры ригеля. Для этого выполним расчёт по прочности наклонного сечения, расположенного вне подрезки и начинающегося на расстоянии h0 ? h01 = 42 ? 27 =15 см от торца ригеля, на действие изгибающего момента; то-

гда расстояние от конца анкеруемого стержня до рассматриваемого сечения ls =15 ? =1 14 см.

При пересечении наклонного сечения с продольной растянутой арматурой, не имеющей анкеров в пределах зоны анкеровки, усилие в этой арматуре Ns определяется по формуле [5]:

ls 14

Ns = R As s = 43,5?6,28? = 50,6 кН, (7)

lan 75,6 где lan ? длина зоны анкеровки арматуры, равная lan =?ands = 37,8?2 = 75,6 см,

Rs 435 здесь ?an = ?= ?1,0 = 37,8;

4Rbond 4?2,875 ?? коэффициент, учитывающий влияние поперечного обжатия бетона в зоне анкеровки арматуры и при отсутствии обжатия принимаемый равным 1,0.

Учитывая, что в пределах длины ls =14 см к стержням нижнего ряда продольной арматуры приварены 2 вертикальных и 1 горизонтальный стержень O8 А400, увеличим усилие, найденное по формуле (7), на величину:

Nw = 0,7n d Rw?w sw2 bt = 0,7? 4?150?82 ? 0,9?1,15 = 27820 Н = 27,82 кН , здесь ?w ? коэффициент, зависящий от диаметра хомутов dsw и принимаемый по таблице Приложения 17 .

Тогда ?s As = Ns + Nw = 50,6 + 27,8 = 78,4 кН.

Определим высоту сжатой зоны бетоны (без учёта сжатой арматуры):

?s As 78,4 x = = = 2,6 смp 2a? = 6 см, т.е. zs = h0 ? a? = 42 ?3 = 39 см. R bb 0,9 1,? 7?20

Невыгоднейшее значение "с" равно:

36,2см 56,2 42 27 41,2 см

т.е. при таком значении "с" наклонное сечение пересекает продольную арматуру короткой консоли. Принимаем конец наклонного сечения в конце указанной арматуры, т.е. на расстоянии w0 =56,2 см от подрезки, при этом 41,2 см.

Расчётный момент M в сечении, проходящем через конец наклонного сечения, равен:

0,5 119,24 8,5 56,2 0,5 0,416 8,5 56,2 6844,1кН · см

68,44 кН · м

Проверяем условие (6):

68,44кН · м 0,5 78,4 39 0,5 2,88 41,2

5501,9 кН · см 55,02 кН · м

. Поскольку условие прочности по рассматриваемому наклонному сечению не соблюдается, необходимы дополнительные мероприятия по анкеровке концов стержней нижнего ряда продольной арматуры ригеля или устройство отгибов у входящего угла подрезки. Примем два отгиба из стержней O12 А500С сечением

As inc, = 2,26 см2 , что позволяет создать дополнительный момент в наклонном сечении, равный:

Ms inc, = R A zsw s inc, s inc, = 30?2,26?0,553= 37,5 кН м? , где

, cos sin 39 0,707 41,2 0,707 56,7см, здесь a1 ? 0, т.к. начало рассматриваемого наклонного сечения и начало отгиба в рас-

тянутой зоне практически совпадают. Проверка условия (6) даёт:

, кН · м , , , , ,

, кН · м

Таким образом, установка отгибов позволяет обеспечить соблюдение условия прочности по наклонному сечению вне подрезки.

4.5. Построение эпюры материалов

Продольная рабочая арматура в пролете 2O20 А500С и 2O22 А500С. Площадь этой арматуры Аs определена из расчета на действие максимального изгибающего момента в середине пролета. В целях экономии арматуры по мере уменьшения изгибающего момента к опорам два стержня обрываются в пролете, а два других доводятся до опор. Если продольная рабочая арматура разного диаметра, то до опор доводятся два стержня большего диаметра.

Площадь рабочей арматуры Аs,ef = 13,88 см2. Определяем изгибающий момент, воспринимаемый сечением ригеля с полной запроектированной арматурой 2O20 А500С и 2O22 А500С (Аs = 13,88 см2). Из условия равновесия:

Rs·As = ?b1?Rb·b·x, где х = ?·h0;

Rs ? As,ef ?= ; ?b1 ?Rb ?b?h0

Rs = 435 МПа = 43,5 кН/см2; Rb = 17,0 МПа = 1,7 кН/см2;

; х = ?·h0 = 0,493·40 = 19,72 см.

Изгибающий момент, воспринимаемый сечением ригеля, определяется из условия равновесия:

М = Rs·As(h0 -0,5х);

М(2O20+2O22)= 43,5·13,88·(40 - 0,5·19,72) = 18197,9 кН·см = 182кН·м

182 кН·м > 170,81 кН·м, то есть больше действующего изгибающего момента от полной нагрузки, это значит, что прочность сечения обеспечена.

До опоры доводятся 2O22 А500С, h0 = 45 - 3 = 42 см (см. рис. 9), As=7,6 см2.

; х1 = ?·h0 = 0,257·42 = 10,8 см.

Определяем изгибающий момент, воспринимаемый сечением ригеля с рабочей арматурой в виде двух стержней, доводимых до опоры

М(2O22) = Rs·As(2O22) (h0 -0,5х1);

М(2O22) = 43,5·7,6·(42 - 0,5·10,8) = 12099,96 кН·см = 121 кН·м.

Откладываем в масштабе на эпюре моментов полученные значения изгибающих моментов М(2O20+2 O22) и М(2O22) и определяем место теоретического обрыва рабочей арматуры - это точки пересечения эпюры моментов с горизонтальной линией, соответствующей изгибающему моменту, воспринимаемому сечением ригеля с рабочей арматурой в виде двух стержней М(2O22) (рис. 10).

Эпюра моментов для этого должна быть построена точно с определением

1 2 значений изгибающих моментов в , в и в пролета.

8 8

Изгибающий момент в любом сечении ригеля определяется по формуле

(g + v)? x2 M x = RA ? x ? , где RA - опорная реакция, х - текущая координата. 2

(g + v)?l RA кН

При x = 0,716 м; Mм;

При x = 1,433 м; Mм ;

3 41,62?2,1492

При x = l0 = 2,149 м; M3 =119,24?2,149 ? =160,1кН ? м.

8 8l0 2

Длина анкеровки обрываемых стержней определяется по следующей зависимости:

Q w = + 5d ? 15d , где d - диаметр обрываемой арматуры.

2qsw Поперечная сила Q определяется графически в месте теоретического обрыва, в данном случае Q = 64 кН.

Поперечные стержни O8 А400 Rsw = 285 МПа с Аsw = 1,01 см2 в месте теоретического обрыва имеют шаг 10 см;

Rsw ? Asw 28,5?1,01

qsw = = = 2,88 кН/см;

Sw 10 W см, что меньше 15d=15?2,0=30 см.

Принимаем W = 30 см.

Место теоретического обрыва арматуры можно определить аналитически. Для этого общее выражение для изгибающего момента нужно приравнять моменту, воспринимаемому сечением ригеля с арматурой 2O22 А500

М(2O22) = 121 кН?м

(g + V)?l0 (g + V)? x2 41,62?5,73 41,62? x2

М ; 119,24х - 20,81х2 = 121; х2 - 5,73х + 5,81 = 0;

х1,2 = 2,865 ± 2,8652 ?5,81 = 2,865 ±1,549; х1 = 1,316 м; х2 = 4,414 м.

Это точки теоретического обрыва арматуры.

Длина обрываемого стержня будет равна 4,414 - 1,316 + 2·0,3 = 3,693 м.

Принимаем длину обрываемого стержня 3,7 м.

Определяем аналитически величину поперечной силы в месте теоретического обрыва арматуры х = 1,321 м.

Q x;

Q . Графически поперечная сила была принята 64 кН с достаточной степенью точности.

5. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ

Для проектируемого 8-этажного здания принята сборная железобетонная колонна сечением 40?40 см.

Для колонн применяется тяжелый бетон классов по прочности на сжатие не ниже В15, а для сильно загруженных - не ниже В25. Армируются колонны продольными стержнями диаметром 16 ...40 мм из горячекатаной стали А400, А500С и поперечными стержнями преимущественно из горячекатаной стали класса А240.

5.1. Исходные данные

Нагрузка на 1 м2 перекрытия принимается такой же, как и в предыдущих расчетах (см. табл. 1).

Нагрузка на 1 м2 покрытия

Таблица 3

Вид нагрузки Нормативная нагрузка

(?f = 1), кН/м2 Коэффициент надежности по нагрузке ?f Расчетная нагрузка

(?f > 1), кН/м2 1 2 3 4 Гидроизоляционный ковер (3 слоя) 0,150 1,3 0,195 Армированная цементно-песчаная

стяжка, ? = 40 мм, ? = 2200 кг/м3 0,880 1,3 1,144 Керамзит по уклону, ? = 100 мм, ? = 600 кг/м3 0,600 1,3 0,780 Утеплитель - минераловатные плиты, ? = 150 мм, ? = 150 кг/м3 0,225 1,2 0,270 Пароизоляция 1 слой 0,050 1,3 0,065 Многопустотная плита перекрытия с омоноличиванием швов, ? = 220 мм 3,400 1,1 3,740 Постоянная нагрузка (groof) 5,305 6,194 Временная нагрузка - снеговая* : S = S0?

1,800·0,7 = 1,260

- 1,800 в том числе длительная часть снеговой нагрузки Ssh 0,630 - 0,900 Полная нагрузка (groof + S) 6,565 7,994

* полная кратковременная снеговая нагрузка и коэффициент ? принимаются по СНиП 2.01.07-85* [1] или по приложению 18.

Материалы для колонны:

Бетон - тяжелый класса по прочности на сжатие В25, расчетное сопротивление при сжатии Rb = 14,5 МПа (табл. 5.2 [3], Приложение 4).

Арматура:

? продольная рабочая класса А500С (диаметр 16 ...40 мм), расчётное сопротивление Rs = Rsc = 435 МПа (табл. 5.8 [3], Приложение 7), ? поперечная - класса А240.

5.2. Определение усилий в колонне

Рассчитывается средняя колонна подвального этажа высотой hfl = 2,8 м. Высота типового этажа hfl также равна 2,8 м.

Грузовая площадь колонны А = 6?6,3 = 37,8 м2.

Продольная сила N, действующая на колонну, определяется по формуле:

N = ?n(g +Vp +?n1·V0)n·A + gb(n + 1) + gcol(n + 1) + ?n(groof + S)A,

где n - количество этажей. В нашем случае n = 8; А - грузовая площадь; g, Vp, V0 - соответственно постоянная и временная нагрузки на 1 м2 перекрытия по табл. 1.

Согласно табл. 1, g = 4,7 кН/м2; Vp = 0,6 кН/м2; V0 = 1,95 кН/м2;

groof - постоянная нагрузка на 1 м2 покрытия по табл. 2 (groof = 6,194 кН/м2); S - полная снеговая нагрузка на 1 м2 покрытия по табл. 2; gb - собственный вес ригеля с учетом ?f и ?n длиной (6,3 - 0,4) = 5,9 м; gb = 3,66·5,9 = 21,59 кН;

3,66 кН/м - погонная нагрузка от собственного веса ригеля (см. расчет риге-

ля); gcol - собственный вес колонны;

gcol = ?n· ?f · ?· Аcol· hfl = 0,95·1,1·2500(10-2) ·0,4·0,4·2,8 = 11,7 кН;

?n1 - коэффициент сочетаний (коэффициент снижения временных нагрузок в зависимости от количества этажей), определяемый по формуле 3 [1]:

?A1 ?0,4 ?n1 = 0,4+,

где ?А1 = 0,69 (см. расчет ригеля); ?n1 = 0,4 + = 0,504;

N = 0,95· (4,7 +0,6+ 0,504·1,95) ·8·37,8 + 21,59· (8 + 1) + 11,7· (8 + 1) + + 0,95· (6,194 + 1,8) ·37,8 = 2391,6 кН.

5.3. Расчет колонны по прочности

Расчет по прочности колонны производится как внецентренно сжатого элемента со случайным эксцентриситетом еа:

1 40 hfl 280 eа = hcol = =1,33 см; eа = = = 0,47см; еа = 1 см.

30 30 600 600 Однако расчет сжатых элементов из бетона классов В15 ...В35 (в нашем случае В25) на действие продольной силы, приложенной с эксцентриситетом е0 =

hcol

eа = =1,33 см при гибкости l0/hcol 3 %, то шаг поперечных стержней должен быть s ? 10d и s ? 300 мм.

Армирование колонны показано на рис.11.

6. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ

6.1. Исходные данные

Грунты основания - пески средней плотности, условное расчётное сопротивление грунта R0 = 0,35 МПа.

Бетон тяжелый класса В25. Расчетное сопротивление растяжению Rbt = 1,05 МПа, ?b1 = 0,9. Арматура класса А500С, Rs = 435 МПа = 43,5кН/см2.

Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах ?m = 20 кН/м3.

Высоту фундамента предварительно принимаем 90 см. C учётом пола подвала глубина заложения фундамента Н1 = 105 см. Расчетное усилие, передающее-

ся с колонны на фундамент, N = 2391,6 кН. Нормативное усилие

Nn = N/?fm = 2391,6/1,15 = 2079,65 кН, где ?fm = 1,15 - усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке.

6.2. Определение размера стороны подошвы фундамента

Площадь подошвы центрально нагруженного фундамента определяется по условному давлению на грунт R0 без учета поправок в зависимости от размеров подошвы фундамента и глубины его заложения

Nn 2079,65 2 A = = 3 = 6,32 м .

R0 ??m H1 0,35?10 ? 20?1,05

Размер стороны квадратной подошвы фундамента: a = A = 6,32 = 2,51м.

Принимаем а = 2,7 м (кратно 0,3 м). Давление на грунт от расчетной нагрузки

N 2 2

p = 2 =2391,6/2,7 = 328,1 кН/м .

a 6.3. Определение высоты фундамента Рабочая высота фундамента из условия продавливания

0 = ?0,2 + 0,685 = 0,485 м.

Полная высота фундамента устанавливается из условий:

1) продавливания Hf =(h0+0,05)= 0,485 + 0,05 = 0,535 м; 2) заделки колонны в фундаменте:

Hf = 1,5hcol + 0,25(м) = 1,5·0,4 + 0,25 = 0,85 м;

3) анкеровки сжатой арматуры колонны Hf = han + 0,25(м).

Базовая длина анкеровки, необходимая для передачи усилия в арматуре с полным расчетным сопротивлением Rs на бетон, определяется по формуле [3]:

Rs As h0,an = ,

RbondUs

где As и Us - соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого

стержня арматуры и периметр его сечения (в нашем случае для арматуры O20, As = 3,142 см2; Us = ?d = 3,14·2,0 = 6,28 см);

Rbond - расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном, принимаемое равномерно распределенным по длине анкеровки

Rbond = ?b1·?1·?2·Rbt,

где ?1 - коэффициент, учитывающий влияние вида поверхности арматуры.

Для горячекатаной арматуры периодического профиля ?1 = 2,5; ?2 - коэффициент, учитывающий влияние размера диаметра арматуры, при-

нимаемый равным:

1,0 - при диаметре продольной арматуры ds ? 32 мм; 0,9 - при ds = 36 мм и ds = 40 мм. Rbond = 0,9·2,5·1·1,05 = 2,36 МПа

h0,an .

Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле [3]:

As,cal han =?h0,an ,

As,ef где As,cаl и As,ef - площади поперечного сечения арматуры, соответственно требуемая по расчету и фактически установленная (для нашего случая As,cаl = 9,4 см2; As,ef = 12,56 см2);

? - коэффициент, учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного состояния бетона и арматуры. Для сжатых стержней периодического профиля ? = 0,75. Тогда:

han см.

Кроме того, согласно требованиям [3], фактическую длину анкеровки необходимо принимать han ? 0,3 h0,an = 0,3·92,2 = 27,66 см;

han ? 15ds = 15·2,0 = 30 см; han ? 20 см.

Из четырех величин принимаем максимальную длину анкеровки, т.е.

han = 52,96 см.

Следовательно, из условия анкеровки арматуры Hf = 52,96 + 25 = 77,96 см.

Принимаем трехступенчатый фундамент общей высотой 90 см и с высотой ступеней 30 см. При этом ширина первой ступени а1 = 1,1 м, а второй а2 = 1,8 м.

Проверяем, отвечает ли рабочая высота нижней ступени h03 = 30 - 5 = 25 см условию прочности при действии поперечной силы без поперечного армирования в наклонном сечении. Для единицы ширины этого сечения (b = 100 см) должно выполняться условие:

Q = pl ? Qb,min = 0,5?b1Rbth03b. Поперечная сила от давления грунта:

Q = pl = 0,5(а - a2 - 2 h03)р,

где а - размер подошвы фундамента; h03 = 30 - 5 = 25 см; р - давление на грунт от расчетной нагрузки (на единицу длины).

Q = 0,5(2,7 - 1,8 - 2·0,25) ·328,1 = 65,62 кН;

Q = 65,62 кН 3 м dmin = 12 мм.

Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлениях арматурой из стержней O14 А500 с шагом 250 мм.

Имеем 12O14 А500 с As = 18,47 см2 > AsI = As,max =17,6 см2.

Процент армирования ?:

A 18,47 - в сечении I-I: ?1 = s %

a1h01 - в сечении II-II: A 18,47

?2 = s ?100% = ?100% = 0,187% > 0,1% a2h02 180?55 - в сечении III-III: A 18,47

?3 = s ?100% = ?100% = 0,273% > 0,1% a3h03 270?25

Так как во всех сечениях ?i>?min=0,1 %, количество принятой арматуры оставляем без изменений. В случае ?i

Конструкция фундамента приведена на рис.13.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия. М.: ГУП ЦПП, 2003.

2. СНиП 52-01-2003. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. М.: ФГУП ЦПП, 2004.

3. СП 52-101-2003. Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры. М.: ФГУП ЦПП, 2005.

4. СП 52-102-2004. Предварительно напряженные железобетонные конструкции. М.: ФГУП ЦПП, 2005.

5. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 520101-2003). М.: ФГУП ЦПП, 2005.

6. Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетонных конструкций из тяжелого бетона (к СП 520101-2003). М.: ФГУП ЦПП, 2005.

ПРИЛОЖЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Минимальный класс бетона элементов с предварительно напряженной арматурой

Таблица 4

Характеристика напрягаемой Класс бетона арматуры не ниже Арматура классов: А540-А800

В20 А1000 В30 Арматура классов:

Вр1200,Вр1300

В30 Вр 1400, Вр 1500 В20 К1400,К1500 В30

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин acrс,ult

Таблица 5

Для элементов, к которым не предъявляются требования непрониwаемости, значения acrс,ult принимают равными: При арматуре классов При продолжительном раскрытии трещин, мм При непродолжительном раскрытии трещин, мм А240-А600

В500 0,3 0,4 А800;А1000

Вр1200-Вр1400

К1400;К1500(К-19) К1500(К-7) диаметром 12 мм 0,2 0,3 Вр1500 К1500(К-7) диаметром 6 и 9 мм 0,1 0,2

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Нормативные сопротивления бетона Rb,n и Rbt,n

Таблица 6

Вид сопротивления

Нормативные сопротивления бетона Rb,n и Rbt,n и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй группы Rb,ser и Rbt,ser, МПа (кгс/см2), при классе бетона

по прочности на сжатие В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60 Сжатие осевое

Rb,n и Rb,ser 7,5

(76,5) 11,0 (112) 15,0

(153) 18,5 (188) 22,0

(224) 25,5 (260) 29,0

(296) 32,0

(326) 36,0 (367) 39,5

(403) 43,0 (438) Растяжение осевое

Rbt,n, Rbt,ser 0,85 (8,7) 1,10 (11,2) 1,35

(13,8) 1,55

(15,8) 1,75 (17,8) 1,95

(19,9) 2,10 (21,4) 2,25

(22,9) 2,45 (25,0) 2,60

(26,5) 2,75

(28,0 ) ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Расчетные сопротивления бетона Rb и Rbt

Таблица 7

Вид сопротивления Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rb и Rbt, МПа (кгс/см2), при классе бетона по прочности на сжатие В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60 Сжатие осе-

вое, Rb 6,0

(61,2) 8,5 (86,6) 11,5

(117) 14,5 (148) 17,0

(173) 19,5 (199) 22,0

(224) 25,0

(255) 27,5 (280) 30,0

(306) 33,0 (336) Растяжение осевое, Rbt 0,56 (5,7) 0,75

(7,6) 0,90 (9,2) 1,05

(10,7) 1,15

(11,7) 1,30 (13,3) 1,40

(14,3) 1,50 (15,3) 1,60

(16,3) 1,70 (17,3) 1,80

(18,3)

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения начального модуля упругости бетона Еь

Таблица 8

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении

Еь·10-3, МПа (кгс/см2), при классе бетона по прочности на сжатие В10 В15 В20 В25 В35 В35 В40 В45 В50 В55 В60 19,0

(194) 24,0

(245) 27,5 (280) 30,0

(306) 32,5 (331) 34,5

(352) 36,0 (367) 37,0

(377) 38,0

(387) 39,0 (398) 39,5

(403) 55 ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rs,n

Таблица 9

Арматура классов Номинальный диаметр арматуры, мм Нормативные значения сопротивления растяжению Rs,n и расчетные значения

сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы

Rs,ser , МПа (кгс/см2) А240 6-40 240(2450) A3 00 10-40 300(3050) А400 6-40 400(4050) А500 10-40 500(5100) А540 20-40 540(5500) А600 10-40 600(6100) А800 10-40 800(8150) А1000 10-40 1000(10200) В500 3-12 500(5100) Вр1200 8 1200(12200) Вр1300 7 1300(13200) Вр1400 4; 5; 6 1400(14300) Вр1500 3 1500(15300) К1400 (К-7) 15 1400(14300) К1500 (К-7) 6; 9; 12 1500(15300) К1500 (К-19) 14 1500(15300) 56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7

Расчетные значения сопротивления арматуры растяжению Rs и Rsc

Таблица 10

Арматура классов Расчетные значения сопротивления арматуры для

предельных состояний первой группы, МПа

Арматура классов Расчетные значения сопротивления арматуры для

предельных состояний первой группы, МПа

растяжению

Rs сжатию

Rsc растяжению

Rs сжатию

Rsc А240 215 215 В500 415 415 (360) А300 270 270 Вр1200 1000 500 (400) А400 355 355 Вр1300 1070 500 (400) А500 435 435(400) Вр1400 1170 500 (400) А600 520 470(400) Вр1500 1250 500 (400) А800 695 500(400) К1400 1170 500 (400) А1000 830 500(400) К1500 1250 500 (400) Примечание: Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки.

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw

Таблица 11

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500 Расчетное сопротивление поперечной арматуры Rsw, МПа (кгс/см2) 170

(1730) 215 (2190) 285

(2900) 300 (3060) 300

(3060)

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es

Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es, МПа (кгс/см2) Арматура всех классов кроме канатной 200000

(2000000) Канатная классов К1400;К1500 180000

(1800000) 57 ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ?, ?, ?m

Таблица 13

? ? ?м ? ? ?м ? ? ?м 0,01 0,995 0,01 0,26 0,87 0,226 0,51 0,745 0,38 0,02 0,99 0,02 0,27 0,865 0.234 0,52 0,74 0,385 0,03 0,985 0,03 0,28 0,86 0,241 0553 0,735 0,39 0,04 0,98 0,039 0,29 0,855 0.248 0,54 0,73 0,394 0,05 0,975 0,049 0,30 0,85 0,255 0,55 0,725 0,399 0,06 0,97 0,058 0,31 0,845 0,262 0,56 0,72 0,403 0,07 0,965 0,068 0,32 0,84 0,269 0,57 0,715 0,407 0,08 0,96 0,077 0,33 0,835 0,276 0,58 0,71 0,412 0,09 0,955 0,086 0,34 0,83 0,282 0,59 0,705 0,416 0,10 0,95 0,095 0,35 0,825 0,289 0,60 0,7 0,42 0,11 0,945 0,104 0,36 0,82 0,295 0,62 0,69 0,428 0,12 0,94 0,113 0,37 0,815 0,302 0,64 0,68 0,435 0,13 0,935 0,122 0,38 0,81 0,308 0,66 0,67 0,442 0,14 0,93 0,13 0,39 0,805 0,314 0,68 0,66 0,449 0,15 0,925 0,139 0,40 0,8 0,32 0,70 0,65 0,455 0,16 0,92 0,147 0,41 0,795 0,326 0,72 0,64 0,461 0,17 0,915 0,156 0,42 0,79 0,332 0,74 0,63 0,466 0,18 0,91 0,164 0,43 0,785 0,338 0,76 0,62 0,471 0,19 0,905 0,172 0,44 0,78 0,343 0,78 0,61 0,476 0,20 0,9 0,18 0,45 0,775 0,349 0,80 0,6 0,48 0,21 0,895 0,188 0,46 0,77 0,354 0,85 0,575 0,489 0,22 0,89 0,196 0,47 0,765 0,36 0,90 0,55 0,495 0,23 0,885 0,204 0,48 0,76 0,365 0,95 0,525 0,499 0,24 0,88 0,211 0,49 0,755 0,37 1,00 0,50 0,50 0,25 0,875 0,219 0,50 0,75 0,375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ?R, ?R

Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500 Значение ?R 0,612 0,577 0,531 0,493 0,502 Значение ?R 0,425 0,411 0,390 0,372 0,376 58

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Сортамент арматурных канатов класса К1400(К-7); К1500(К-7)

Таблица 16

Класс и номинальный диаметр каната, мм Диаметр проволок, мм Площадь поперечного сечения каната, см2 Теоретическая масса 1-го м пог. каната, кг К1500 6 2 0,227 0,173 9 3 0,51 0,402 12 4 0,906 0,714 К1400 15 5 1,416 1,116

ПРИЛОЖЕНИЕ 14

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные расстояния между стержнями в сварных сетках и каркасах, изготовляемых с помощью контактной точечной сварки

Таблица 17

Диаметр стержня одного направления; мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40 Наименьший допустимый диаметр

стержня другого направления, мм. 3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10 Наименьшее допустимое расстояние между

осями стержней одного направления, мм 50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200 То же, продольных стержней при двух-

рядном их расположении, мм - 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 15

Значения ?с Таблица 18

?f es

h0 Коэффициент ?c при значениях ??s2 равных 0,03 0,05 0,07 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,90 1,10 1,50 2,00 0,0

0,7

0,8 0,9 1,0

1,1 1,2 1,3 0,29

0,18 0,12 0,09

0,07

0,06 0,05 0,29

0,20 0,14 0,11

0,09 0,08 0,07 0,30

0,21

0,16 0,13 0,11

0,10 0,09 0,30

0,22 0,18 0,15

0,13

0,12 0,11 0,30

0,24 0,20 0,18

0,16 0,14 0,13 0,31

0,25

0,21 0,19 0,17

0,16 0,15 0,31

0,26 0,23 0,20

0,19

0,18 0,17 0,31 0,27

0,24 0,21 0,20

0,19 0,18 0,32 0,28

0,25

0,23 0,22 0,21

0,20 0,32 0,28 0,26

0,24 0,23 0,22

0,21 0,32

0,29 0,27 0,25

0,24 0,23 0,23 0,32

0,29 0,27 0,26

0,25

0,24 0,23 0,32

0,30 0,28 0,27

0,26 0,26 0,25 0,33

0,31

0,29 0,28 0,28

0,27 0,26 0,33

0,31 0,30 0,29

0,28

0,28 0,27 0,33 0,32

0,31 0,30 0,29

0,29 0,29 0,2

0,8

0,9 1,0 1,1

1,2 1,3 0,31

0,18 0,12 0,09

0,07

0,07 0,33 0,21

0,15 0,12 0,10

0,09 0,34 0,23

0,18

0,15 0,13 0,11 0,35

0,26 0,21 0,17

0,15 0,14 0,37

0,29

0,24 0,21 0,19

0,17 0,38 0,31

0,27 0,24 0,22

0,20 0,39

0,33 0,29 0,26

0,24 0,22 0,40 0,34

0,30 0,28 0,26

0,24 0,41

0,36 0,33 0,30

0,28 0,27 0,42 0,38

0,34 0,32 0,30

0,29 0,43

0,39 0,36 0,34

0,32 0,31 0,43

0,40 0,37 0,35

0,33

0,32 0,44 0,41

0,39 0,37 0,36

0,35 0,45 0,42

0,40

0,39 0,38 0,37 0,45

0,43 0,42 0,40

0,39 0,38 0,46 0,44

0,43

0,43 0,41 0,40 0,4

0,8

0,9 1,0 1,1

1,2

1,3 0,46 0,23

0,14 0,10 0,10

0,11 0,47 0,27

0,18

0,14 0,11 0,10 0,48

0,30 0,22 0,17

0,14 0,13 0,50

0,34

0,25 0,21 0,18

0,16 0,51 0,38

0,30 0,25 0,22

0,20 0,53

0,41 0,33 0,29

0,26 0,24 0,54

0,43 0,36 0,32

0,29

0,27 0,54 0,44 0,38

0,34 0,31 0,29 0,56

0,47 0,41 0,38

0,35

0,33 0,57 0,49 0,44

0,40 0,38 0,36 0,57

0,50 0,46 0,42

0,40

0,38 0,58 0,52

0,47 0,44 0,42

0,40 0,59 0,53

0,50

0,47 0,45 0,43 0,59

0,55 0,52 0,50

0,48 0,46 0,60

0,56

0,54 0,52 0,50

0,49 0,60 0,58 0,55

0,54 0,52 0,51 0,6

0,8

0,9 1,0 1,1

1,2 1,3 0,61

0,28 0,16 0,13

0,14

0,15 0,63 0,33

0,21 0,15 0,12

0,13 0,64 0,37

0,25

0,19 0,16 0,14 0,65

0,41 0,29 0,23

0,20 0,17 0,67

0,46

0,35 0,29 0,25

0,23 0,68 0,50

0,39 0,33 0,29

0,27 0,69

0,52 0,43 0,37

0,33 0,30 0,69 0,54

0,45 0,40 0,36

0,33 0,71

0,58 0,50 0,44

0,41 0,38 0,71 0,60

0,53 0,48 0,44

0,42 0,72

0,62 0,55 0,51

0,47 0,45 0,73

0,63 0,57 0,53

0,50

0,47 0,73 0,62

0,60 0,56 0,53

0,51 0,74 0,68

0,63

0,60 0,57 0,55 0,75

0,69 0,65 0,62

0,60 0,58 0,75 0,71

0,68

0,65 0,63 0,62 0,8

0,8

0,9 1,0 1,1

1,2

1,3 0,79 0,33

0,17 0,16 0,17

0,19 0,80 0,38

0,23

0,16 0,16 0,17 0,80

0,43 0,27 0,20

0,17 0,15 0,81

0,48

0,33 0,25 0,21

0,19 0,83 0,54

0,40 0,32 0,27

0,24 0,84

0,58 0,45 0,37

0,32 0,29 0,85

0,62 0,49 0,41

0,36

0,33 0,85 0,64 0,52

0,45 0,40 0,37 0,86

0,68 0,57 0,50

0,46

0,42 0,87 0,71 0,61

0,55 0,50 0,47 0,87

0,73 0,64 0,58

0,54

0,50 0,88 0,75

0,66 0,61 0,57

0,54 0,88 0,78

0,70

0,65 0,61 0,58 0,89

0,80 0,74 0,70

0,66 0,64 0,90

0,82

0,77 0,73 0,70

0,67 0,90 0,84 0,80

0,76 0,74 0,72 1,0

0,8

0,9 1,0 1,1

1,2 1,3 0,97 0,37

0,18 0,19 0,21

0,23 0,98

0,44 0,24 0,18

0,19 0,21 0,98

0,49 0,29 0,22

0,18

0,19 0,99 0,55

0,36 0,27 0,22

0,20 1,00 0,62

0,44

0,34 0,29 0,26 1,01

0,67 0,50 0,40

0,35 0,31 1,01

0,71

0,54 0,46 0,37

0,36 1,02 0,74 0,58

0,49 0,43 0,39 1,02

0,78

0,64 0,56 0,50

0,46 1,03 0,82 0,69

0,61 0,55 0,51 1,03

0,84

0,72 0,65 0,59

0,56 1,04 0,86

0,75 0,69 0,63

0,59 1,04

0,89 0,80 0,73

0,69 0,65 1,04

0,93 0,85 0,79

0,75

0,71 1,05 0,95

0,88 0,83 0,79

0,76 1,05 0,97 0,91

0,87

0,84 0,81

ПРИЛОЖЕНИЕ 16 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

Относительная влажность воздуха

окружающей среды,

% Значения коэффициента ползучести ?b,cr при классе бетона на сжатие В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60 Выше 75 2,4 2,0 1,8 1,6 1,5 1,4 1,3 1,2 1,1 1,0 40-75 3,4 2,8 2,5 2,3 2,1 1,9 1,8 1,6 1,5 1,4 Ниже 40 4,8 4,0 3,6 3,2 3,0 2,8 2,6 2,4 2,2 2,0 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СНиП 23-01 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства.

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17

Значения ?w

Таблица 20

dw 6 8 10 12 14 ?w 200 150 120 100 80

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Расчетные значения веса снегового покрова Sq на 1м2 горизонтальной поверхности земли

Таблица 21

Район (карта 1

СНиП 2.01.07-85*. приложение 3) Города, расположенные в соответствующих районах S0, кПа I Астрахань, Благовещенск, Чита 0,8 II Волгоград, Иркутск, Хабаровск, Омск 1,2 III Белгород, Великий Новгород, Воронеж, Екатеринбург, Красноярск, Курск, Липецк, Москва, Орел, Санкт - Петербург, Саратов, Смоленск, Тамбов, Тюмень, Челябинск 1,8 IV Вологда, Кемерово, Нижний Новгород, Нижний Тагил, Новосибирск, Самара, Томск, Тверь, Ярославль 2,4 V Киров, Пермь, Уфа 3,2 VI Нефтегорск, Петропавловск - Камчатский 4,0

ПРИЛОЖЕНИЕ 19

Значения коэффициента продольного изгиба ?

ПРИЛОЖЕНИЕ 20

Значения коэффициента ?

Таблица 23

?f e

s h0 Коэффициенты ?= z при значениях ??s1, равных h0 0,02 0,03 0,05 0,07 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,40 0,50 0,0 0,7 0,70 0,69 0,69 0,69 0,68 0,68 0,67 0,67 0,67 0,67 0,67 0,8 0,77 0,76 0,74 0,73 0,72 0,70 0,69 0,68 0,68 0,67 0,66 0,9 0,82 0,80 0,77 0,76 0,74 0,71 0,70 0,68 0,67 0,66 0,64 1,0 0,84 0,82 0,78 0,77 0,74 0,71 0,69 0,67 0,66 0,64 0,62 1,1 0,85 0,83 0,79 0,77 0,74 0,71 0,68 0,66 0,65 0,62 0,60 ?1,2 0,85 0,83 0,79 0,77 0,74 0,70 0,67 0,65 0,63 0,60 0,58 0,2 0,7 0,7 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70 0,8 0,79 0,79 0,78 0,77 0,77 0,76 0,75 0,75 0,74 0,74 0,73 0,9 0,85 0,84 0,82 0,81 0,80 0,78 0,77 0,76 0,75 0,74 0,73 1,0 0,87 0,86 0,84 0,83 0,81 0,79 0,77 0,76 0,75 0,74 0,72 ?1,2 0,88 0,87 0,85 0,83 0,81 0,79 0,77 0,75 0,74 0,72 0,70 0,4 0,7 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70 0,8 0,80 0,79 0,79 0,79 0,79 0,78 0,78 0,78 0,77 0,77 0,77 0,9 0,87 0,86 0,84 0,83 0,82 0,81 0,80 0,80 0,79 0,78 0,77 1,0 0,89 0,88 0,86 0,85 0,84 0,82 0,81 0,80 0,79 0,78 0,77 ?1,2 0,88 0,87 0,86 0,85 0,84 0,82 0,81 0,80 0,79 0,77 0,76 0,6 0,8 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80 0,79 0,79 0,79 0,79 0,79 0,79 0,9 0,87 0,87 0,86 0,85 0,84 0,83 0,82 0,82 0,81 0,80 0,80 1,0 0,89 0,88 0,87 0,87 0,86 0,84 0,83 0,83 0,82 0,81 0,80 ?1,2 0,90 0,88 0,87 0,86 0,85 0,84 0,83 0,82 0,81 0,80 0,79 ?0,8 0,8 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80 0,9 0,88 0,87 0,86 0,86 0,85 0,84 0,84 0,83 0,83 0,82 0,82 1,0 0,89 0,89 0,88 0,87 0,87 0,86 0,85 0,84 0,83 0,83 0,82 ?1,2 0,90 0,88 0,87 0,87 0,86 0,85 0,84 0,84 0,83 0,82 0,81 (b?f ?b)h?f +?s1 Asp? +?s1 As? M s ?s1 Asp +?s1 As

?f = ; es = ; ??s1 = bh0 P bh0

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ ........................................................................................................................................ 3

1. КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ .................... 5

2. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО

НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ ................................................................................... 8

ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 1,5 кН/м2 ........................................................ 8

2.1. Исходные данные ................................................................................................................... 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия.................................................................................................... 8

Материалы для плиты ............................................................................................................... 8

2.2. Расчет плиты по предельным состояниям первой группы ................................................. 9 Определение внутренних усилий ............................................................................................. 9

Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента ........... 10

Расчет по прочности при действии поперечной силы ......................................................... 11

2.3. Расчет плиты по предельным состояниям второй группы ............................................... 13 Геометрические характеристики приведенного сечения ..................................................... 13

Потери предварительного напряжения арматуры ................................................................ 15

Расчет прогиба плиты ........................................................................................................... 16

3. ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ

ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ, РАВНОЙ 4,5 кН/м2 .......................................... 20

3.1. Исходные данные ................................................................................................................. 20

3.2. Расчет плиты по предельным состояниям первой группы ............................................... 20 Определение внутренних усилий ........................................................................................... 20

Расчет по прочности на действие изгибающего момента ................................................... 21

Расчет по прочности при действии поперечной силы ......................................................... 21

3.3. Расчет плиты по предельным состояниям второй группы ............................................... 24 Геометрические характеристики приведенного сечения (см. п. 2.3) .................................. 24

Потери предварительного напряжения арматуры ................................................................ 24

Расчет по раскрытию трещин, нормальных к продольной оси ........................................... 25

Расчет прогиба плиты ........................................................................................................... 26

4. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ .................................... 30

4.1. Исходные данные ................................................................................................................. 30

4.2. Определение усилий в ригеле ............................................................................................. 32

4.3. Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента32

4.4. Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил ............................................ 33

4.5. Построение эпюры материалов ........................................................................................... 39

5. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ ..................................................................... 41

5.1. Исходные данные ................................................................................................................. 41

5.2. Определение усилий в колонне ........................................................................................... 44

5.3. Расчет колонны по прочности ............................................................................................ 44

6. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ ........................... 47

6.1. Исходные данные ................................................................................................................. 47 6.2. Определение размера стороны подошвы фундамента ...................................................... 47

6.3. Определение высоты фундамента ....................................................................................... 47 6.4. Расчет на продавливание ..................................................................................................... 50

6.5. Определение площади арматуры подошвы фундамента .................................................. 51 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ............................................................................................ 53

ПРИЛОЖЕНИЯ ............................................................................................................................... 54

64

2 2

60

60 60

Показать полностью… https://vk.com/doc-76512378_450329288
2 Мб, 10 сентября 2017 в 22:11 - Россия, Москва, МГСУ НИУ (МГСУ-МИСИ), 2017 г., pdf
Рекомендуемые документы в приложении