Строительство многоэтажной конструкции

 

Вычисляем расчетную нагрузку на 1м длины ригеля. Нагрузка на ригель передается панелями перекрытий. Подсчет  нагрузок на 1м² приведен в таблице 1.

     Ширина грузовой  полосы равна 6м.

Расчетные нагрузки на ригель для расчета по первой группе предельных состояний без учета собственного веса:

-постоянная нагрузка    g=5,48∙6=32,88 кН/м;

-временная нагрузка       v=19,2∙6=115,2 кН/м.

Полная нагрузка с учетом коэффициента надёжности по назначению здания :

q = (32,88+115,2)∙1 = 148,08 кН/м.

 

Расчетный изгибающий момент для расчетов по второй группе предельных состояний:

 

 

3.3 Расчет  прочности ригеля

Требуемый момент сопротивления:

 

где  = 1 – коэффициент условий работы металлических конструкций в промышленных зданиях.

 

Принимаем 2двутавровых балок №60, фактический момент сопротивления

W_x=5120³ > W_mp=4347,63. см³, момент инерции I_x=151612 см⁴, масса единицы длины прокатного двутавра – 2160Н/м.

4.0 Расчет  ригеля по второй группе предельных  состояний

4.1 Расчетные  нагрузки и определение действующих  усилий на ригель для расчета  по второй группе предельных  состояний.

 

Расчет по второй группе предельных состояний ведется на расчетные нагрузки при= 1 т.е на нормативные нагрузки.

 

Нагрузки от веса панели и пола  4,9∙ 6 = 29,4 кH/м;

-нагрузка от собственного  веса ригеля 2,160кH/м.

Итого:

-постоянная                                 g_n=29,4+2,16=31,56 кH/м

-временная нагрузка                   v_n=16∙6=96кH/м

 

Полная нагрузка с учетом коэффициента надежности по значению здания = 1:

q_n = (31,56+96)∙1=127,56 кH/м

 

расчетный изгибающий момент для расчетов по второй группе предельных состояний:

 

 

 

 

 

4.2 Определение  прогиба ригеля

 

Проверяем достаточность  подобранной балки из условия  жесткости, определив ее прогиб.

Для балок междуэтажных перекрытий отношение допустимого прогиба, к пролету балки. не должно превышать = 1/400. Следовательно, = /400= 7350/400 = 18,37 мм.

Расчетный прогиб балки в  середине пролета будет равен 

 

 

 

 

 

Следовательно, подобранная  балка достаточна из условия жесткости.

4.3 Окончательный  расчет балки перекрытия с  учетом собственного веса

 

Собственный вес 2двутаврf №6 – 2,16 Н/м.

Расчетная нагрузка на 1 м  длины от собственного веса при коэффициенте надежности по нагрузке и

будет равна 2,16∙1.05∙1=2,27/м

.

Расчетная нагрузка на ригель с учетом собственного веса

 

q=148,08+2,27=150,35 кН/м.

 

Расчетный изгибающий момент

 

 

 

 

 

Условие прочности по нормальным напряжениям:

 

1015,29∙10⁶/(5120∙10³)=198,29 МПа<R_y=230МПа

Следовательно, двутавр № 60достаточно для восприятия расчетной нагрузки.

5.0 Расчет  колонны со случайным эксцентриситетом

5.1 Задание  на проектирование

Требуется определить размеры  поперечного сечения и площадь  рабочей арматуры колонны первого  этажа двухэтажного промышленного  здания с жесткой конструктивной схемой с несущими кирпичными стенами.

Исходные данные:

Шаг колонн в продольном направлении, м                                                        6

Шаг колонн в поперечном направлении, м                                                       8

Высота этажа, м                                                                                                  3,6

Временная нормативная нагрузка на перекрытия, кН/м²                                 16

Постоянная нормативная  нагрузка от массы пола, кН/м²                              0,9

Класс бетона колонны                                                                                      В30

Класс продольной рабочей  арматуры                                                            А-III

Район строительства                                                                                г.  Игарка

Влажность окружающей среды                                                                      60%

Класс ответственности здания                                                                             1

5.2 Расчетные  характеристики материалов

Бетон тяжелый класса В30: призменная прочность R_b=17∙0,9=15,3. Продольная рабочая арматура в сжатых элементах принимается диаметром не менее 16 мм. Расчетное сопротивление сжатию арматуры класса А-III- R_sc-365Мпа.

5.3 Расчетная  схема и нагрузки, действующие  на колонну в стадии эксплуатации

 

Расчетная длина колонны  в пределах первого этажа равна:

 

Где а – расстояние от уровня чистого полла до обреза фундамента.

 
.

Расчетная длина для последующего этажа 

Грузовая площадь:

 

.

Нагрузки на колонну зависят  от района строительства указанного в задании, состава кровли и нагрузки на 1 м² перекрытия. Сбор нагрузок производится в табличной форме и представлен в таблицах 5.1 и 5.2

 

Таблица 5.1

Нагрузка на колонну  от покрытия.

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, кН	Коэффициент надежности по нагрузке γf	Расчетная нагрузка, кН
Постоянная 1. 3 слоя рубероида на  битумной мастике δ=0,02 м;ρ=6 кН/м3	0,02∙6∙48=5,76	1,3	7,49
2.  Цементно-песчаная стяжка δ=0,025 м;ρ=18 кН/м3	0,025∙18∙48=21,6	1,3	28,08
3. Утеплитель-керамзит δ=0,018 м;ρ=6 кН/м3	0,18∙6∙48=51,84	1,3	67,39
4.Пароизоляция - слой толя δ=0,005 м;ρ=6 кН/м3	0,005∙6∙48=1,44	1,3	1,87
5. Нагрузка от собственного веса перекрытия -4 кН/м2	4∙48=192	1,1	211,2
6. Нагрузка от собственного  веса ригеля – 2,16кН/м.	2,16∙48=103,68	1,05	108,86
Итого: постоянная	376,32		424,89
Временная: г. Игарка , 5-снеговой район Sq=2,0 кН/м В том числе: Длительная   Кратковременная			2*48=96     96 0,5=48   96∙0,5=48
Итого: длительная – Nl,покр.                    полная        - N,покр.			472,89 520,89

Таблица 5.2

Нагрузка на колонну  от междуэтажного перекрытия

Вид нагрузки	Расчетная нагрузка, кН
1. Постоянная От конструкции пола и  собственного веса панелей перекрытия 5,48кН/м2 От собственного веса ригеля 2,16∙1,05=0,97кН/м2	5,48∙48=263,04   2,16∙8=17,28
Итого: постоянная 2.Временная расчетная нагрузка на перекрытие 19,2 кН/м2 В том числе: Кратковременная 1,5∙1,92=2,88 кН/м2 Длительная 16,32кН/м2	280,32       2,88∙48=138,24 16,32∙48=783,36
Итого:   Длительно действующая – Nl,перекр.   Полная – Nперекр.	280,32 +783,36=1063,68 1063,68+138,24=1201,92

 

Собственный вес колонны 

 

 

Нагрузка на колонну первого  этажа:

-полная             

 

 

-длительная

 

 

 

 

5.4 расчет  армирования колонны

Рассчитываем колонну  первого этажа.

Расчетные нагрузки: полная-2972,25 кН, длительная-2647,77кН.

Гибкость колонны:

 

 

следовательно, расчитываем колонну как условно центрально сжатую. Так как при расчете учитываем продольный изгиб.

Определяем размеры поперечного  сечения колонны, принимая коэффициенты

 

 

Сечение колонны . Принимаем размеры колонны

Чтобы определить коэффициент  продольного изгиба φ, находим отношение

 

Определяем коэффициенты

Определяем коэффициент  :

 

 

 

Принимаем

Определяем площадь рабочей  арматуры:

 

 

 

Принимаем по сортаменту 8 Ø20 A-III, A_s=2513>2341,1 мм².

 

 

 

Несущая способность первого  этажа будет равна:

 

 

N=,

Т.е. прочность сечения  обеспечена.

Список  литературы:

 

1. Методические указания Н.К. Ананьева – «Проектирование конструкций многоэтажных зданий»