144112 (Многоэтажное производственное здание), страница 4

4. Следует стремиться к меньшему количеству разных диаметров рабочей арматуры. Разница в диаметрах рабочей арматуры не должна быть меньше 2 мм.

5. Из лежащих по визу балки стержней не менее чем два стержня должны быть доведены до опоры по низу балки (при b > 150 мм).

6. Подбор количества стержней и их диметров должен быть осуществлен таким образом, чтобы разность расчетной площади сечения арматуры и суммарной площади уложенных в пролетах стержней была минимальной (до ±5%).

7. При размещении в поперечном сечении стержней следует обязательно следить за соблюдением зазора между ними, исходя из принятой ширины балки. Над опорой зазоры между стержнями в ряду увеличиваются для удобства бетонирования.

При расположении нижней арматуры более чем в два ряда по высоте сечения расстояние между стержнями, расположенными в третьем и следующих рядах, должны приниматься не менее 50 мм.

8. Требуемая на опорах по расчету на момент, продольная рабочая арматура должна быть получена за счет пролетной арматуры, которую можно отогнуть, и арматуры, принятой по отрицательному моменту в соседних пролетах и укладываемой на крайние свободные места с тем, чтобы они являлись ' одновременно и монтажными стержнями.

Площадь сечения стержней первой плоскости отгибов (при отсутствии "уток"), считая от опоры, но только слева иди только справа от опоры, не учитывается. Эти отгибы имеют, как правило, горизонтальный участок на опоре всего 50 - 100 мм и не могут воспринимать изгибающий момент.

В опорном сечении на восприятие изгибающего момента работает тот стержень, который имеет до опорного сечения прямой участок не менее ho / 2.

В некоторых случаях допускается для получения на опоре требуемой площади сечения арматуры устанавливать дополнительные прямые стержни, которые укладывают на крайние свободные места.

9. Стержни с отгибами рекомендуется располагать на расстоянии не менее 2d от боковых граней элемента, где d - диаметр отгибаемого стержня

На основании этих требований подберём диаметр и количество стержней.

I пролёт As^тр = 35.68 см^2.. Принимаем арматуру: 3d12 As=. см² >As^тр = см².

Произведем расстановку арматуры:

Рис.9. Сечение второстепенной балки в первом полёте.

II пролёт As^тр = см²

Принимаем арматуру: 3 As = см²

As = см² >As^тр = см²

Произведём расстановку арматуры:

Рис. 10. Сечение второстепенной балки во втором полёте.

Опора В:

Площадь арматуры на опоре В получается из:

2 12 - монтажная арматура As = 2,26 см²

один отгиб из второго пролёта, т.е.1 As = см²

Общая площадь арматуры равна As =

По расчёту необходимо на опоре В As^тр = см²

Дополнительно устанавливаем 1 12 As = 1,131 см²

Общая площадь арматуры равна As =

Необходима установка арматуры в два ряда.

Произведём расстановку арматуры. (рисунок 7 и 8)

Так как значение h₀ изменяется, то необходимо пересчитать требуемую площадь арматуры.

а = (3,39 * 3,5 + 5,09 * 3,8 + 2,545 * 8) / (3,39 + 5,09 + 2,545) = 4,68 см

h₀ =h - a = 50 - 4,68 = 45,32 см

_m = M_в / (R_b*b2* b_f’* h₀²) = 109,277*10⁵ / (8,5*100*0,9*25*45,32²) = 0,278. По _m =0,278 =0,3339 = 1 - / 2 = 0.831

Так как As = 11,025 см² > As^тр = 10,36 см² дополнительная арматура не нужна. Разница в площадях равна ( (11,025 - 10,36) /10,36) * 100% = 6,4%

Рис. 11 Сечение второстепенной балки на опоре В слева.

Рис. 12. Сечение второстепенной балки на опоре В справа.

Опора С:

Площадь арматуры на опоре С получается из:

2 12 - монтажная арматура As = 2,26 см²

один отгиб из второго пролёта, т.е.1 18 As = 2,545 см²

один отгиб из третьего пролёта, т.е.1 18 As = 2,545 см²

Общая площадь арматуры равна As = 2,26 + 2,545 + 2,545 = 7,35 см²

По расчёту необходимо на опоре В As^тр = 8,25 см²

Так как As = 8,25 < As^тр = 7,35 см², необходимо дополнительно устанавливать арматуру на опоре С. Дополнительно устанавливаем 1 16 As = 2,011 см². Общая площадь арматуры равна

As = 2,26 + 2,545 + 2,545 + 2,011 = 9,361 см²

Необходима установка арматуры в три ряда. Произведём расстановку арматуры.

Рис. 13. Сечение второстепенной балки на опоре С справа.

Так как значение h₀ изменяется, то необходимо пересчитать требуемую площадь арматуры.

а = (2,26 * 3,5 + 2,545 * 3,8 + 2,011 * 7,5 + 2,545 * 11) / (2,26 + 2,545 + 2,011 + 2,545) = 6,48 см

h₀ =h - a = 50 - 6,48 = 43,52 см

_m = M_в / (R_b*b2* b_f’* h₀²) = 93,749*10⁵ / (8,5*100*0,9*25*43,52²) = 0,259 По _m =0,259 =0,306 = 1 - / 2 = 0.847

Так как As = 9,361 см² > As^тр = 9,06 см² дополнительная арматура не нужна

Разница в площадях равна ( (9,361 - 9,06) /9,06) * 100% = 3,32

1.3.7. Построение эпюры материалов

Прочность балки должна быть обеспечена по всей ее длине, однако не следует забывать и экономическую сторону проектирования. Площади сечения арматуры найдены по усилиям в наиболее загруженных сечениях и, естественно, что по мере уменьшения изгибающих моментов по длине балки часть стержней обрывают или переводя! в другую зону. Определяются места обрывов и уточняются места отгибов стержней при помощи построения эпюры материалов.

Эпюра материалов представляет собой графическое изображение значений моментов, которые могут быть восприняты балкой в любом сечении.

Сопоставляя эпюру материалов с огибающей эпюрой моментов, можно проверить прочность балки на изгиб во всех сечениях по её длине.

В любом сечении балки момент внешних сия не должен быть больше того момента, который может быть воспринят бетоном и арматурой в этом сечении, т. с. эпюра материалов должна везде перекрывать эпюру моментов. Чем ближе на всём протяжении балки эпюра материалов подходит к огибающей эпюре моментов, тем рациональнее и экономичнее запроектирована балка.

К началу построения эпюры материалов балка должна быть заармирована.

Несущая способность того или иного сечения балки меняется в зависимости от соответствующего изменения площади сечения арматуры, полезной высоты сечения и плеча внутренней пары сил.

Подсчет ординат эпюры материалов осуществляется для арматуры, уложенной по низу балки и воспринимающей положительные моменты, и для стержней, уложенных по верху балки и воспринимающих отрицательные моменты.

Определение ординат эпюры материалов приведено в таблице 6.

Определим ординаты эпюры материалов в дополнительных характерных сечениях.

Рис. 64. Сечение второстепенной балки на опоре В слева.

Так как значение h₀ изменяется, то

а = (3,39 * 3,5 + 2,505 *8) / (3,39 + 2,505) = 5,41 см

h₀ =h - a = 50 - 5,41 = 44,59 см

Рис. 15 Сечение второстепенной балки на опоре В справа.

Так как значение h₀ изменяется, то

а = (3,39 * 3,5 + 5.09 *3.8) / (3,39 + 5.09) = 3.68 см

h₀ =h - a = 50 - 5.09 = 46.32 см

Рис.16. Сечение второстепенной балки на опоре С слева.

Так как значение h₀ изменяется, то

а = (2,26 * 3,5 + 2,011 *7,5 + 2,505 *11) / (2,26 + 2,011 + 2,505) = 7,46 см

h₀ =h - a = 50 - 7,46 = 42,54 см

Так как значение h₀ изменяется, то

а = (2,26 * 3,5 + 2,011 *7,5 + 2,505 *3,8) / (2,26 + 2,011 + 2,505) = 4,80 см

h₀ =h - a = 50 - 4,80 = 45,20 см

Рис.17. Сечение второстепенной балки на опоре С справа.

Для обеспечения прочности наклонных сечений на действие изгибающего момента в элементах постоянной высоты продольные растянутые стержни, обрываемые в пролете, должны заводится за точку теоретического обрыва на величину , определим по формуле:

= (Q - R_sw * A_{s inc} * sin ) / q_sw

или по формуле = Q / q_sw + 5 d > 20d

q_sw = (R_s *A_sw / S) + 5 d

d - диаметр обрываемого стержня

Q - поперечная сила в точке теоретического разрыва

A_sw - площадь хомутов

S - шаг хомутов

Для стержня обрываемого в первом пролете:

Q= 95.47 кH d = 18 мм AII R_s = 280 МПа

q_sw = (280* 100*0.57/10) = 1596 Н/см

= 95470/1596+5 * 1,8 = 68,8 cм

≥ 20d = 20 * 1,8 = 36 см

Принимаем = 70 см

Для стержней, обрываемых во втором пролете слева:

Q= 34,56 кH d=18 мм AII R_s = 280 МПа

q_sw = (280* 100 *0.57/35) = 456 Н/см

= 34560/456+5 * 1,8 = 84,8 см

≥ 20d = 20 * 1,8 = 36 см

Принимаем = 88 см

3. Для стержня, обрываемого во втором пролете справа:

Q= 45,55 кH d= 18 мм AII R_s = 280 МПа

q_sw = (280* 100 *0.57/35) = 456

= 45550/456+5*1,8 = 108,9 см

≥20d=20*1,8=36 см

Принимаем = 110 см2.

2. Расчёт и конструирование монолитной железобетонной колонны

Под действием вертикальной нагрузки на здание от покрытия и перекрытий в колоннах возникают продольные силы и изгибающие моменты от неравномерного распределения полезной нагрузки.

В учебных целях допускается расчёт колонны производить, как центрально сжатый элемент квадратного сечения с симметричной арматурой со случайным эксцентриситетом.

2.1 Сбор нагрузок на колонну.

Нагрузки на колонну складываются из постоянной (от собственной массы колонны, конструкций покрытия и перекрытий) и временной (снеговой и полезной) нагрузки. Нагрузка на колонну передаётся с грузовой площади.

А = (6.3/2+6.3/2) * (7.2/2+7.2/2) = 6.3 * 7.2 = 45.36 м²