144397 (Строительство здания "Реабилитационный центр"), страница 7

Пролет 21-22:

М_х=

где

Q_x= x=2,77 м

Пролет 22-23:

Q_x= x=3,02 м

М_х=

Пролет 23-24:

Q_x= x=2,96 м

М_х=

Пролет 24-25:

Q_x= x=3,22 м

М_х=

Построение эпюры М_вр.1 при временной нагрузке по всему пролету производим путем умножения эпюры М_пост. на к, где

к=V/g=10,3/38,1=0,27

Построение эпюры М_вр.2:

Пролет 22-23:

М_х=

Построение эпюры М_вр.3:

Пролет 21-22:

М_х=

Пролет 24-25:

М_х=

Рисунок 5.3. Эпюры моментов и равномерно распределенных нагрузок

Рисунок 5.4. Схема расположения монолитных плит перекрытия

Распределение моментов производим согласно табл. III. 1 [ 1. стр. 46 ]

Плита №1.

Наибольший опорный момент:

М_оп=-77,8-20,6=-98,4 кНм, М_х= кНм

Принимаем конструктивно

М_у=М_х=-70,8 кНм

Плита №2.

Наибольший пролетный момент:

М_пр=75,4+26,0=101,4 кНм, М_х= кНм – пролетный момент в надколонной полосе;

М_у= кНм – опорный момент в пролетной полосе;

Плита №3.

Наибольший опорный момент:

М_оп=-127,6-34,5=-162,1 кНм,

Опорный момент в надколонной полосе:

М_х= кНм

Принимаем конструктивно

М_у=М_х=-116,0 кНм

Плита №4.

Наибольший пролетный момент:

М_пр=57,0+18,0=75,0 кНм

Пролетный момент в надколонной полосе:

М_х= кНм

Опорный момент в пролетной полосе:

М_у= кНм

Плита №5.

Наибольший опорный момент:

М_оп=-112,3-35,8=-148,1 кНм,

Опорный момент в надколонной полосе:

М_х= кНм

Принимаем конструктивно

М_у=М_х=-106,6 кНм

Расчет арматуры.

Принимаем бетон класса В25:

R_b=14,5 МПа, R_bt=1.05 МПа, E_b=30000 МПа.

Рабочая арматура класса А-III d=10-40 мм с R_s=365 МПа, R_sc=365 МПа, E_s=200000 МПа.

Сечение расчетной полосы плиты: bxh=300x25 см, h₀=h-a=25-3=22 см

Коэффициент условий работы для бетона γ_b2=0,9

Надколонная плита:

Наибольший опорный момент в надколонной плите М_х=М_у=-116,0 кНм

По формуле (2.42 [ 2 ] ) граничная высота сжатой зоны:

ξ_R ,

где ω=0,85-0,008R_bγ_b2

Находим:

A₀

По табл.3.1. [ 2] η=0,971; ξ=0,067, условие ξ<ξ_R – соблюдается т.к. 0,061<0,604

Необходимая площадь сечения арматуры:

A_s см²

Наибольший пролетный момент в надколонной полосе М_х=52,7 кНм

A₀ , η=0,984

Необходимая площадь сечения арматуры:

A_s см²

Таким образом, плита армируется верхней сеткой из арматуры диаметром 12 А-III с шагом 150 мм и нижней сеткой из арматуры диаметром 10 А-III с шагом 150 мм.

Межколонная плита:

Опорный момент пролетной полосы М=-27,6 кНм

A₀ , η=0,992

Необходимая площадь сечения арматуры:

A_s см²

Принимаем арматуру диаметром 10 А-III с шагом 150 мм в обоих направлениях.

Наибольший пролетный момент в надколонной полосе М_х=52,7 кНм

A₀ , η=0,984

Необходимая площадь сечения арматуры:

A_s см²

Плита армируется нижней сеткой из арматуры диаметром 10 А-III с шагом 150 мм в обоих направлениях.

5.5 Расчет нижней части колонны по осям В-4

Грузовая площадь колонны: А м²

Постоянные нагрузки:

-от собственного веса покрытия кН

-от собственного веса 4-х перекрытий кН

-от собственного веса 5-ти колонн кН

Итого с учетом γ_n=0,95 кН

Временные полезные полные нагрузки:

-на покрытии кН

-на перекрытиях кН

Итого с учетом γ_n=0,95 кН

Полная нагрузка N кН

Длительная нагрузка N_дл кН

Изгибающий момент в колонне:

-от постоянной нагрузки М_п= +127,6-119,2=8,4 кНм

-от временной полной нагрузки М_вр= -25,4+10,6=-14,8 кНм

-от полной нагрузки М_п=-14,8+8,4=-6,4 кНм

-от длительных нагрузок М_дл кНм

Сечение колонны bxh=40x40 см, h₀=h-a=40-4=36 см. Расчетная длина колонны l₀=0.7H=3,6 м.

Бетон класса В25, арматура класса А-III.

По формуле 18.1 [2]:

Эксцентриситет силы:

e₀

Случайный эксцентриситет:

e₀ или e₀

Поскольку случайный эксцентриситет e₀=1,33 см больше эксцентриситета силы e₀=0.43 см, его и принимаем для расчета.

При отношении , следует учитывать влияние продольного изгиба.

Находим значения моментов в сечении относительно оси, проходящей через центр тяжести наименее (сжатой) растянутой арматуры.

При длительной нагрузке:

М_1l

При полной нагрузке:

М₁

Находим коэффициент, учитывающий влияние длительного действия на погиб элемента в предельном состоянии по формуле 4.19 [2]:

φ_l

Значение

δ

Принимаем δ=0,265

Отношение модулей упругости α

Задаемся коэффициентом армирования μ₁

Вычисляем критическую силу по формуле 18.5 [2]:

N_cr

Вычисляем коэффициент η по формуле 4.17 [2]:

η

Эксцентриситет

e

По формуле 18.1, 18.2, 18.3 [2]:

ξ

α_s ,

где δ^{^}=a/h₀=4/36=0,11

Армирование конструктивное. Принимаем по 2 диаметром 22 А-III c каждой стороны, тогда

μ₁

5.6 Расчет стыка колонны с надколонной плитой

Стык на поперечную силу Q рассчитывается по формуле: Q=∑R_aF₀sinα+Q_б.

При α=45º (угол наклона отгибов) и угле наклона пирамиды продавливания, также равном 45º, получим Q_б=0,15R_ub_срh_0. В этих формулах F₀-сечение отгибов по каждой грани колонны;

b_ср=b_в+b_н/2- средний периметр оснований пирамиды продавливания.

Расчетная поперечная сила принимается по колонне по оси “14” нижнего этажа:

Q= кН

На каждую грань колонны Q=308,6/4=77,1 кН

Проверяем условие формулы III.16 [1, стр. 49]: Q≤0,2R_ub_срh₀; h₀=22 см

b_ср= см; Q= кН

Требуемое сечение отгибов по каждой стороне колонны:

F₀= ,

отгибы ставятся конструктивно. Принимаем 4Ø12 А-I с каждой стороны колонны.

5.7 Расчет на воздействие сейсмической нагрузки

Район строительства относится к восьмибалльному по сейсмическому воздействию.

Фундаменты здания свайные, опирающийся на тугопластичные глины, поэтому по грунтам сейсмичность не изменяется.

Расчетные нагрузки: постоянные

-от покрытия g^р1= 9,098 кН/м² 9, 10 кН/ м²;

-от перекрытия g^р2= 8,902 кН/м² 8,90 кН/м².

Расчетные полезные нагрузки: длительные

-на покрытие g_дл1 = 0 кН/м²;

-на перекрытие g_дл2 = 1,20 кН/м².

Расчетные полезные нагрузки: кратковременные

-на покрытие g_кр1 =0,70кН/м²;

на перекрытие g_кр2 =1,20кН/м².

Ярусные расчетные нагрузки складываются из веса конструкции перекрытия, веса колонн, веса ограждающих стен и полезных нагрузок.

Так как сейсмическое воздействие относится к особым сочетаниям нагрузок, то применяются следующие коэффициенты сочетаний:

-для постоянных нагрузок _с=0,9;

-для временных длительных _с=0,8;

-для кратковременных _с=0,8.

При особых сочетаниях нагрузок ветровая нагрузка не учитывается.

Расчетный вес колонн (38шт.):

кН

Расчетный вес стен с оконными проемами с усредненным объемным весом =15,0 кН/м², при толщине 0,3м и длине 85м:

кН.

При общей площади этажа здания:

м²

Находим ярусные нагрузки по этажам:

-от покрытия

кН.

Ярусные массы:

Находим жесткости железобетонных диафрагм здания вдоль цифровых осей:

-для Д-1 -3шт

-для Д-2 -1шт.

Жесткость диафрагм при бетоне В25 (Ев=30000Мпа=3000000Н/см²=300000кН/м²)

В=0,85Ев

Находим тон свободных колебаний по формуле:

,

где ₁=1,8; ₂=0,3; ₃=0,1, соответственно формулам колебаний.

Н_о=3,6 - высота здания;

n=5 – число этажей;

L=3,6м – высота этажа.

Тон свободных колебаний определяется по формуле:

5.29с>0.4с

т.к. Т₁ > 0,4с, то необходимо определить тон для двух форм колебаний.

Для 2-го тона: Т₂ = 0,88с > 0,4с

Для 3-го тона: Т₃ = 0,29с < 0,4с

Динамические коэффициенты:

β₁ = 0,28 < 0,8 β₁ = 0,8

принято

β₂ = 1,70 < 2,0 β₂ = 1,92

β₃ = 5,17 > 2,0 β₃ = 2,0

Коэффициент формы колебаний:

X_i (X_j) = Sin (α_i - 1) ňξ_j , где i = 1,2,3.

Таблица 5.8.

Таблица 5.9. Коэффициенты форм колебаний

Рисунок 5.5. Формы свободных колебаний

* Расчетная сейсмическая нагрузка S_ik в выбранном направлении, приложенная к точке k и соответствующая i-му тону собственных колебаний зданий или сооружений (кроме гидротехнических сооружений), определяется по формуле

S_ik = K₁ S_0ik,

где К₁ - коэффициент, учитывающий допускаемые повреждения зданий и сооружений, принимаемый по табл3; СниП II-7-81* =0.25

S_0ik - значение сейсмической нагрузки для i-го тона собственных колебаний здания или сооружения, определяемое в предположении упругого деформирования конструкций по формуле

S_oik = Q_k A_iK_wnik,

где Q_k - вес здания или сооружения, отнесенный к точке k, определяемый с учетом расчетных нагрузок на конструкции согласно п. 2.1 СниП II-7-81* =0.9

А - коэффициент, значения которого следует принимать равными 0,1; 0.2; 0,4 соответственно для расчетной сейсмичности 7, 8, 9 баллов;

_i - коэффициент динамичности, соответствующий i-му тону собственных колебаний зданий или сооружений, принимаемый согласно п. 2.6 СниП II-7-81*=0.8

К_w - коэффициент, принимаемый по табл. 6 или в соответствии с указаниями разд. 5 СниП II-7-81 =1

S_oik =0.9· 0.2·0.8·1=0.144

Сейсмические силы:

Σ S₅ = 0,25·0.144·1,27·540 = ~ 25 кН