Конструирование фундамента

Принимаем 2Ø12АШ+2Ø14АШ; А_s =2,26+3,08=5,34см²

Проверка процента армирования  сечения:

Для ригеля .

 

 

2.5. Расчет  поперечной арматуры ригеля

Расчет производим в  сечении в котором действует  максимальная поперечная сила Q_{в лев} = 450 кН

Вычисляем предельную поперечную силу, воспринимаемую бетоном сечения (без учета поперечной арматуры):

, 

где φ_b4 – коэффициент, принимаемый для тяжелого бетона 1,5;

φ_n=0 - коэффициент, учитывающий влияние продольных сил.

с = 0,25·L₀ = 0,25·5,86 = 1,46м

Величину  Q_{в пред}  принимаем не менее: Q_{в пред} φ_b3·(1 + φ_п)·R_bt·b·h₀

Коэффициент .

но не более чем

 

Для дальнейших расчетов принимаю

Сравниваем Q_{в пред}  с внешним усилием Q_{в лев.} :

т.к. Q_{в пред} = 450кН < Q_{в лев.}= 139,97кН  требуется производить расчет поперечной арматуры.

Определяем поперечную силу, воспринимаемую бетоном над  наклонной трещиной:  Q_в = φ_b2 ·(1+ φ_f + φ_n)·R_bt·b·h₀²/с;

где: φ_b2  - коэффициент, учитывающий влияние вида бетона, принимаемый для тяжелого бетона равным 2.  φ_f =0- коэффициент, учитывающий влияние сжатых полок.

Величину с принимают из условия:

Определим требуемую интенсивность поперечного  армирования:

,

Проверяем выполнение условия: q_sw ≥ 0,5·R_bt·b;

 Условие  выполняется.

Вычисляем величину проекции наклонной трещины

 

Уточняем интенсивность поперечного  армирования:

q_sw = (Q-Q_b)/c;

Здесь c принимаем из условия:

c= min из (0,25·L₀; с₀; 2·h₀) =  1,08м

Принимаем максимальное значение q_sw  равное  335,05кН/м          

Вычисляем расчетное значение шага поперечных стержней:

где A_sw – площадь сечения поперечных стержней, расположенных в одной плоскости, нормальной и продольной оси конструкции 3Ø8АI; A_sw=1,51 см²

.

Вычисляем максимально допустимый шаг поперечных стержней:

 

Назначаем окончательно шаг поперечных стержней в приопорной зоне конструкции, протяженностью 0,25·L₀ , с учетом результата расчета и конструктивных требований:

S₁  ≤ S_{1 расч} ;

≤ Smax ;

≤ 0,5h ;

≤ 150мм

и с учетом требований унификации S₁= 75мм в приопорных участках.

В середине пролета протяженностью 0, 5·L₀  - шаг поперечных стержней

  S₂= 450мм

 

 

2.6. Конструирование  ригеля и построение эпюры  материалов

Цель конструирования  – рациональное расположение продольной арматуры по длине ригеля в соответствии с огибающей эпюрой материалов.

Конструирование ригеля производится с помощью эпюры материалов. Эпюра  материалов позволяет определить места  обрывов частей продольных стержней, т.е. те места где они уже не нужны по условию прочности.

Для построения эпюры материалов необходимо найти точки разрыва арматуры. И длину анкеровки.

, где

 высота сжатого бетона -  x определяется следующим отношением:

 

В пролёте:  при работе  4Ø12АШ;  А_s =4,52 см²

 

W=20d^обр=20*25=500мм

 

На приопорном участке: при работе  2Ø12АШ+2Ø14АШ; А_s=5,34см²

  

 

 

 

W=20d^обр=20*25=500мм

 

Конструирование ригеля на опоре.

 

Расчётное растягивающее  усилие, которое воспринимаю стыковые стержни:

 

                          

, где - z – плечо внутренней пары сил и определяется:

 

                      

 

Определяем  требуемую площадь  стержнем:

 

                           

                                          =

Принимаем 2Ø12АШ; А_s =2,26 см²

 

Расчёт общей длины  верхних сварочных швов стыковых стержней:

                                           

R_wf  = 2∙10⁵ КПа – расчётное сопративление сварнях швов.

t₂ – катет сваркого шва.

 t_2=9мм

 

Расчёт требуемой длины верхних сварочных швов стыковых стержней:

 

                                           

Площадь поперечного  сечения верхней закладной детали:

 

A_s^з.д = R_sA_s^факт / R_y,

где - R_y = 2,25∙10⁵ кН/м^2- расчётное сопративление стали.

                                     

Принимаем 1Ø25АШ; А_s =4,909см²

 

Определяем размеры  сечения пластины закладной детали:

                                             

 

 

                                                , δ_пл.≥10мм.- условие выполняется.

         Расчёт нижних сварных швов

 

                                         

                                    

 

3. Расчет колоны.

Принимаем класс бетона для колонны В20, R_bt=11,5 МПа, арматуру из стали класса А-III, R_s=R_sc=365 МПа.

При подсчете арматуры следует  при заранее назначенных размерах сечения вычислять необходимое ее количество со стороны сжатой и растянутой зон по усилиям для каждого их сочетания. Окончательно принимают большую величину А_s. Расчетные значения M, N,Q принимаем с γ_n=0,95

Расчет арматуры в  надкрановой части колонны по сечению 1-1. Сечение колонны b x h=50·60см, при а_b= а_b^’= 4см полезная высота сечения h₀=60-4=56 см. Расчетная длина надкрановой части колонны l₀=2H₂=2·4,05=8,1 м; при учете крановой нагрузки l₀=2,5H₂=2,5·4,05=10,125 м без учета крановой нагрузки.

Гибкость надкрановой  части колонны 

  ,         где

.

Следовательно, необходимо учесть влияние прогиба элемента на величину эксцентриситета продольной силы.

Для первой комбинации усилий эксцентриситет равен:

Определяем случайный  эксцентриситет из следующих условий

1/30h=60/30=2,0см;                 1/600L₀=810/600=1,35см;

Принимаем значение е_а=2,0см. Расчетный эксцентриситет будет равен:

е₀=M/N+е_а=9,9+2,0=11,9см.

,где

0,215≤0,272

принимаем δ_е=0,272; здесь γ_b2=1,1.

 M^’_ld-изгибающий момент в сечении 1-1 от постоянной нагрузки относительно центра тяжести растянутого стержня арматуры:

M^’-изгибающий момент в сечении 1-1 от совместного действия постоянных и временных нагрузок при наиболее невыгодном их сочетании:

Принимаем предварительно коэффициент армирования μ=0,005 тогда при

Приведенный момент инерции  сечения арматуры относительно центра тяжести бетонного сечения будет равно

Коэффициент η по формуле 

Расстояние

.

Граничное значение относительной  высоты сжатой зоны бетона.

,

где

, здесь γ_b2=1,1 ввиду учета в сочетаниях постоянных и двух и более кратковременных нагрузок; G_sR=R_s=280 МПа.

По таблице 2.12 [1] при  ξ_R=0,67 находим А_R=0,446

Сечение арматуры А^’_s назначаем по конструктивным соображениям:

Принимаем 2Æ16 А-ΙΙI, А_s=4,02см² при принятом сечении А_s^’значение А₀  равно:

       по таблице  2.12 [1]  находим ξ=0,09.

Определяем сечение  растянутой арматуры А_S:

 Сечение арматуры А_s также назначаем конструктивно принимая

А_s=А_s^’=4,02 см² (2Æ16 А-ΙΙI).

Полученный коэффициент армирования равен

Коэффициент близок к  предварительно принятому μ=0,005.

Проверка  на вторую комбинацию усилий

M_min=-26,25 кН; N_c=368,6 кН.

По аналогии с предыдущим расчетом имеем

е₀=M/N+е_а=26,25/368,6+2,0=8,65 см.

;

Принимаем δ_е=0,243;

Приведенный момент инерции  сечения арматуры относительно центра тяжести бетонного сечения будет равен:

Коэффициент η по формуле:

Расстояние

Определяем площадь  сечения арматуры А^’_s в сжатой зоне сечения при ξ_R=0,67 и А_R=0,446;

следовательно и в  этом случае принимаем арматуру конструктивно  не менее 0,2%; принимаем 2Æ16 А-ΙΙI, А_s=4,02 см².

Вычисляем нужное количество арматуры А_s в растянутой зоне.

, ξ=0,09

Определяем сечение  растянутой арматуры А_S

 

Сечение арматуры А_s также назначаем конструктивно принимая

А_s=А_s^’=4,02 см² 2Æ16 А-ΙΙI.

 

Проверка  на третью комбинацию усилий.

M_c=15,04 кН; N_max=393,8 кН.

По аналогии с предыдущим расчетом имеем:

;

А_s=А_s^’=4,02 см²  2Æ16 А-ΙIΙ.

Проверка надкрановой  части колоны в плоскости, перпендикулярной к плоскости изгиба:

расчетная длина  ;

радиус инерции  ;

так как  , то расчет из плоскости изгиба не требуется.

Расчет по сечению 3-3

M_max=-58,3 кН; N_c=434,5 кН.

По аналогии с предыдущим расчетом имеем:

l₀=1,5H₂=1,5·6,75=10,125 м

  ,        

.

е₀=M/N+е_а=58,3/434,5+0,025=15,91см

Принимаем δ_е=0,297;

при μ=0,005  I_{s red}=189584 см⁴

Коэффициент η по формуле 

Расстояние 

Предполагая, что А_s≈A_s^’ из условия

 что меньше граничного ξ_R=0,67 и А_R=0,446;

Полагая, что ξ=ξ_R вычисляем А_s^’:

;

Сечение арматуры назначаем по конструктивным соображениям: =8 см². Принимаем 2Ø25 А-111 Аs=9,82 см².

Вычисляем нужное количество арматуры А_s в растянутой зоне:

, ξ=0,05≤ ξ_R=0,64.

Определяем сечение  растянутой арматуры А_S

                                                       Сечение арматуры А_s также назначаем конструктивно принимая

А_s=А_s^’=6,28см²  2Æ20 А-IΙΙ

Коэффициент армирования 

На действие второй комбинации усилий

M_min=-293,9 кН; N_c=434,5 кН;

е₀=M/N+е_а=67,64+2,53=70,17см

принимаем δ_е=0,302;

принимаем предварительно коэффициент μ=0,005 и вычисляем 

Коэффициент η по формуле 

расстояние

Арматуру в сжатой зоне ставим из конструктивных соображений 

; принимаем 2Æ20 А_s=6,28 см² ;

Уточняем значение А₀ при принятом сечении А_s^’ =6,28см²:

,ξ=0,168≤ ξ_R=0,67

Определяем сечение  растянутой арматуры А_S

, принимаем 3Æ20 А_s=9,41 см²

Коэффициент армирования

На действие третьей комбинации усилий