Строительные конструкции

 

Крок стержнів буде складати

 

Приймаємо зварену сітку марки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.  Розрахунок залізобетонної колони першого поверху.

Для розрахунку навантаження поперечний переріз ригеля приймаємо прямокутним  з розмірами b×h = 300×650 мм, колони –  квадратним 400×400 мм. Вантажна площа, з  якої передається навантаження на колону середнього ряду від перекриття та покриття, буде складати:

 

Таблиця 3.1. Визначення поздовжніх зусиль у колоні.

Різновиди конструктивів  і навантажень		Характеристичне значення навантаження		Коефіцієнт надійності		Граничне розрахункове значення навантаження, кН
		На одини-цю площі, кН/м2	Від вантажної площі, кН	γf	γn
Постійне
1. Від покриття:
захисний шар дрібного гравію в
бітумній мастиці δ = 15 мм,
ρ = 1,6 т/м3
1*1*0,015*1,6*9,81		0,24	0,24*34,5=8,28	1,3	0,95	10,26
шари руберойду на мастиці
0,01*9,81		0,1	0,1*34,5=3,45	1,3	0,95	4,3
асфальтова стяжка δ = 20 мм,
ρ = 1,8 т/м3
1*1*0,02*1,8*9,81		0,35	0,35*34,5=12,1	1,3	0,95	14,94
утеплювач:пористо-бетонні
плити δ = 200 мм, ρ = 0,3 т/м3
1*1*0,2*0,3*9,81		0,59	0,59*34,5=20,4	1,3	0,95	25,2
пароізоляція: 1 шар пергаміну  на
мастиці
0,005*9,81		0,05	0,05*34,5=1,73	1,3	0,95	2,14
залізобетонні плити
		2,45	2,45*34,5=84,53	1,1	0,95	88,33
залізобетонні ригелі
0,3*0,650*1*2,5*9,81		4,78	4,78*6,9=33	1,1	0,95	34,5
2. Від перекриттів
підлога –
З керамічної плитки		0,229	0,229*34,5*4=31,6	1,3	0,95	39
Шар цементно- піщаного розчину(табл..1.1)		0,353	0,353*34,5*4 = 48,7	1,3	0,95	60,14
залізобетонні плити		2,45	2,45*34,5*4=338,1	1,1	0,95	353,31
залізобетонні ригелі
0,3*0,65*1*2,5*9,81		4,78	4,78*6,9*4=132	1,1	0,95	137,94
3. Від власної ваги  колон (4 пов-в)
0,4*0,4*3,6*2,5*9,81		14,12	14,12*4=56,48	1,1	0,95	59,02
1 поверх                                       Сумарне постійне: 770,37						829,08(Nl1)
Змінне
1. Снігове (на покритті)	1,34		1,34*34,5=46,23	1,04	0,95	45,67 (Nsh)
2. Змінне (на 2-х перекриттях)	6,0		6*34,5*4=828	1,2	0,95	943,92 (Nl2)
Сумарне змінне: 874,23						989,59
Разом:  Nn = 1644,6						N = 1818,67

 

Граничне розрахункове значення снігового  навантаження на горизонтальну проекцію покриття підраховується за формулою

 

де  - коефіцієнт надійності за граничним значенням снігового навантаження, при T_ef = 60 років.

S₀ = 1,34 МПа.

С – коефіцієнт, який визначається за формулою

 

  – коефіцієнт переходу від ваги снігового навантаження на поверхні землі до снігового навантаження на покритті при плоскому покритті, = 1.

С_e – коефіцієнт, який враховує режим експлуатації покрівлі, С_e = 1.

С_alt – коефіцієнт, який враховує висоту Н розміщення будівельного об’єкта над рівнем моря, С_alt = 1 (при Н<0,5 км).

Бетон для колони приймаємо важкий классу В25. Розрахунковий опір бетону стиску з урахуванням коефіцієнта  умов роботи γ_b2 = 0,9 буде таким:

 

Подовжня арматура – класу А400С (А-ІІІ) З R_sc = 375 МПа.

Поздовжні зусилля будуть такими:

• від постійних та тривалих змінних навантажень

 

• від короткочасного змінного навантаження (снігового)

 

Колони середніх рядів розраховуються як позацентрово стиснуті з випадковими  ексцентриситетами.

Розрахункова довжина колон  дорівнює висоті поверху:

 

Так як випадковий ексцентриситет

 

то приймаємо більше значення e_a = 13,3 мм. Тоді розрахунок виконуємо, приймаючи

1773+45,67=1818,67 кН.

Для важкого бетону при 

 

припускаючи відсутність проміжних  стержнів при a = a < 0,15h = 60 мм, що знаходимо  шляхом інтерполяції: φ_b ≈ 0,89;  φ_sb ≈ 0,91.

Приймаючи в першому наближенні φ = φ_b = 0,89, знаходимо

 

Тоді

 

Так як α_s < 0,5, уточнюємо значення φ в другому наближенні.

 

 

Зусилля, яке припадає на стиснуту арматуру,

 

Одержане в другому наближенні значення Н) відрізняється від одержаного в першому наближенні (47*10³ Н) на 4% (< 5%), тому сумарна площа арматури може бути прийнята такою:

 

 

За сортаментом приймаємо 4 Ø 18 А-ІІІ (d_s = 18 мм) з фактичною площею перерізу А_s = 1256мм² > 1250 мм². Поперечна арматура Ø 6 А-І (d_sw = 0,25d_s = 0,25*18 4,5 мм) встановлюється з кроком S = 20d_s = 20*18 = 360мм.

 

4. Розрахунок фундаменту під колону середнього ряду.

Переріз колони має розмір 400×400 мм. Сумарне нормативне зусилля в  колоні на рівні верху фундаменту N_n = 1644,6 кН.

Ґрунти основи – піски пилуваті середньої щільності, мало вологі, умовний  розрахунковий опір ґрунту R₀ = 0,25 МПа = 0,25*10⁶ Н/м². Бетон фундаменту приймаємо важкий, класу В20 з R_bt = 0,9 МПа = 0,9*10⁶ Н/м², коефіцієнт умов роботи бетону γ_b2 = 1,0. Арматура классу А300С (А-ІІ) з R_s = 280 МПа = 280*10⁶ Н/м². Вага одиниці об’єму бетону фундаменту та ґрунту на його уступах γ = 20 кН/м³.

Висота фундаменту попередньо приймається  рівною Н = 900 мм (кратною 300 мм), глибина  закладання фундаменту Н₁=900+150=1050мм=1,05м.

Площу підошви фундаменту визначаємо попередньо за формулою

 

Розмір сторони квадратної підошви  Приймаємо розмір а = 3,0 м (кратний 0,3 м).

Тиск на ґрунт від розрахункового навантаження

 

Робоча висота фундаменту з умови  продавлювання

 

Повна висота фундаменту встановлюється з умов:

1 Продавлювання: H = h₀ + a = 45 + 4 = 49 см.

2 Жорсткого защемлення колони в фундаменті:

 

3 Анкеровки стиснутої арматури  Ø 20 А-ІІІ:

 

Приймаємо остаточний фундамент висотою  Н = 79см, h₀ = Н–а =79–4 =75 см,  з двома уступами. Висота уступів 45 см. Товщина дна стакана 20 + 5 = 25 см.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 4.1. Фундамент під колону.

 

Розрахункові згинальні моменти  в характерних перерізах 1-1 та 2-2:

 

Де 

 

Де 

Потрібна площа перерізу арматури розраховується так:

 

 

 

Приймаємо крок стержнів – 150 мм, тоді кількість стержнів буде такою:

3000/150+1=21 шт. Площа одного стержня – 2614/21=124,5 мм², а діаметр – 14 мм. Захисний шар бетону – 35 мм (з підготовкою), 75 мм – без підготовки

 

5. Розрахунок перекриття з металевими балками та залізобетонним настилом.

5.1.  Компонування конструктивної схеми.

Вихідні дані:

1. Прольот балки – 7,3 м;
2. Крок балок S – 2,3 м;
3. Товщина залізобетонного настилу (плити) – 75 мм;
4. Тимчасове технологічне навантаження – 3,5 кН/м²;
5. Підлога – із керамічної плитки;
6. Довжина перекриття - S×5 = 2,2×5 = 11 м.

 

Відповідно до вихідних даних прийнята схема балкової клітки за рис. 5.1.1. Металеві балки мають обпирання на цегляні  стіни з товщиною 510 мм і глибиною обпирання 250 мм.

 

2. Розрахунок металевої балки.

Розрахункова схема балки зображена  на рис. 5.2.1.

Підрахунок навантаження на балку  подано в таблиці 5.2.1.

Матеріал металевих балок –  прокатні профілі зі сталі С235 марки  ВСт3кп2-1 ГОСТ 380-71, розрахунковий опір сталі – R_y = 230 МПа, коефіцієнт умов роботи конструкції – γ_с = 1,1, коефіцієнт, що враховує вплив пластичних деформацій, - с₁ = 1,1.

Розрахункова довжина балки (відстань між серединами глибини обпирання) складає

 

Максимальний згинальний момент складає

 

Максимальна поперечна сила

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 5.2.1. Розрахункова схема металевої  балки.

Таблиця 5.2.1. Навантаження на металеву балку перекриття.

Вид навантаження, товщина  δ, та щільність шару ρ	Характеристичне значення навантаження		Коефіцієнти надійності		Граничне розрахункове значення навантаження, кН/м
	На одиницю площі, кН/м2	На одиницю довжини, кН/м	γf	γn
Постійне
1. Полімербетонна підлога
δ = 30 мм, ρ = 2,2 т/м3
1*1*0,03*2,2*9,81	0,65	0,65*2,3=1,5	1,2	0,95	1,71
2. Залізобетонний настил
(плита) δ = 70 мм, ρ = 2,5 т/м3
1*1*0,07*2,5*9,81	2,5	2,5*2,3=5,75	1,1	0,95	6
3. Металева балка (орієнтовно)
0,0273*9,81		0,27	1,1	0,95	0,28
Усього:		gn = 7,52			g = 7,99
Тимчасове
1. Змінне навантаження	3,5	vn = 3,5*2,3=8,5	1,2	95	v = 9,2
Разом:		gn + vn = 15,57			g + v = 17,19

 

Потрібний момент опору перерізу балки

 

Приймаємо двотавр І 30 ГОСТ 8239-89 з такими характеристиками:

W_x = 472 см³; І_х = 7080 см⁴; S_x = 268 см³;

d = 6,5 мм; g = 36,5 кг/м.

Тоді нормальні та дотичні напруження будуть складати:

 

 

Тобто умови міцності балки виконуються.

Визначаємо прогин балки при  дії нормативного навантаження:

 

де  - граничний прогин балки.

Отже вибраний двотавр І 33 відповідає вимогам міцності та жорсткості. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список використаної літератури.

1. Байков В. Н., Сигалов Э. Е.: Железобетонные конструкции. Общий курс: Учеб. Для вузов. – 5-е изд., перераб. И доп. – М.: Стройиздат, 1991. – 767 с.:ил.
2. Заикин А. И. Проектирование железобетонных конструкций многоэтажных промышленных зданий: Учеб. Пособие. М.: Издательство АСВ, 2005. – 200 с.
3. Руководство по конструированию бетонных и железобетонных             конструкций из тяжелого бетона (без предварительного напряжения) [Текст]: ГПИ Ленингр. Промстройпроект Госстроя СССР, ЦНИИпромзданий Госстроя СССР. – М.: Стройиздат, 1978. – 175 с.
4. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры. [Текст]. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1988 г.
5. СНиП 2. 03.01 – 84. Бетонные и железобетонные конструкции.
6. Бондаренко В.М., Римшин В.И. Примеры расчёта железобетонных и каменных конструкций: Учеб. пособие. - М.: Высш. шк., 2006. - 504 с.