144603 (Расчет и конструирование элементов одноэтажного промышленного здания в сборном железобетоне), страница 4

Бетон класса В25: МПа; МПа; ; МПа; МПа; МПа.

Арматура класса А-II: МПа; МПа.

Поперечная и конструктивная арматура класса А-I.

Коэффициент условия работы бетона - при действии всех нагрузок; - при отсутствии в расчетном сочетании ветровой и крановой нагрузок.

Расчет надкрановой части колонны

Расчетное сочетание

кН;

кН;

кНм.

Расчет в плоскости поперечной рамы.

Расчетную длину для учета продольного изгиба согласно таблице 33 [1 СНиП 2.03.01-84* Бетонные и железобетонные конструкции.], без учета крановой нагрузки м.

Случайного эксцентриситет

мм.

Эксцентриситет продольной силы

мм мм.

Гибкость сечения . Необходимо учесть влияние прогиба элемента на его прочность.

Отношение

принимаем .

При прямоугольном сечении с симметричным армированием (без предварительного напряжения) с учётом, что

см⁴,

см⁴;

Зададимся при 6ø 16 А-II, см². - первое приближение;

- коэффициент длительности действия на прогиб элемента в предельном состоянии, где - тяжелый бетон (п. 4.2. [ 1 ]), - моменты относительно оси, проходящей через ц.т. растянутой арматуры;

кНм,

кНм.

Отношение модулей упругости .

Критическая сила

кН.

Вычисляем коэффициент .

Эксцентриситет составляет

см.

Верхний пояс армируют симметричной арматурой. Расчётные формулы для подбора симметричной арматуры получают из совместного решения системы трёх уравнений: уравнения равновесия продольных усилий, моментов и эмпирической зависимости для .

Определяем

, - тяжелый бетон.

Вычисляем характеристику сжатой зоны по формуле:

, ,

где - арматура с физическим пределом текучести;

;

;

;

;

мм²

Принимаем конструктивно ø 12 А-II (приложение 6 [ 1 ]), см².

Расчет в плоскости перпендикулярной поперечной раме.

Расчетную длину для учета продольного изгиба согласно таблице 33 [1 СНиП 2.03.01-84* Бетонные и железобетонные конструкции.] м;

Случайного эксцентриситет мм, мм.

Гибкость сечения - расчет на устойчивость производить не требуется.

Сечение надкрановой части колонны показано на рисунке 16:

Рисунок 16. Сечение надкрановой части колонны

Расчет подкрановой части колонны

Подкрановая ветвь.

Расчетное сочетание– max сжимающее усилие

кН;

кН;

кНм.

Расчет в плоскости поперечной рамы.

Расчетную длину для учета продольного изгиба согласно таблице 33 [1 СНиП 2.03.01-84* Бетонные и железобетонные конструкции.], при учете крановой нагрузки м;

Случайного эксцентриситет

мм мм.

Эксцентриситет продольной силы

мм мм.

Гибкость сечения . Необходимо учесть влияние прогиба элемента на его прочность.

Отношение

принимаем .

При прямоугольном сечении с симметричным армированием (без предварительного напряжения) с учётом, что

см⁴,

см⁴;

Зададимся при 6ø 16 А-II, см². - первое приближение;

- коэффициент длительности действия на прогиб элемента в предельном состоянии, где - тяжелый бетон (п. 4.2. [ 1 ]), - моменты относительно оси, проходящей через ц.т. растянутой арматуры;

кНм,

кНм.

Отношение модулей упругости .

Критическая сила

кН.

Вычисляем коэффициент .

Эксцентриситет составляет

мм.

Верхний пояс армируют симметричной арматурой. Расчётные формулы для подбора симметричной арматуры получают из совместного решения системы трёх уравнений: уравнения равновесия продольных усилий, моментов и эмпирической зависимости для .

Определяем

, - тяжелый бетон.

Вычисляем характеристику сжатой зоны по формуле:

,

где - арматура с физическим пределом текучести;

;

;

;

Принимаем конструктивно 3ø 16 А-II (приложение 6 [ 1 ]), см².

Внешняя ветвь.

Расчетное сочетание

кН;

кН;

кНм.

Расчет в плоскости поперечной рамы.

Расчетную длину для учета продольного изгиба согласно таблице 33 [1 СНиП 2.03.01-84* Бетонные и железобетонные конструкции.], при учете крановой нагрузки м;

Случайного эксцентриситет

мм мм.

Эксцентриситет продольной силы

мм мм.

Гибкость сечения . Необходимо учесть влияние прогиба элемента на его прочность.

Отношение

принимаем .

При прямоугольном сечении с симметричным армированием (без предварительного напряжения) с учётом, что

см⁴,

см⁴;

Зададимся при 6ø 16 А-III, см². - первое приближение;

- коэффициент длительности действия на прогиб элемента в предельном состоянии, где - тяжелый бетон (п. 4.2. [ 1 ]), - моменты относительно оси, проходящей через ц.т. растянутой арматуры;

кНм,

кНм.

Отношение модулей упругости .

Критическая сила

кН.

Вычисляем коэффициент .

Эксцентриситет составляет мм.

Верхний пояс армируют симметричной арматурой. Расчётные формулы для подбора симметричной арматуры получают из совместного решения системы трёх уравнений: уравнения равновесия продольных усилий, моментов и эмпирической зависимости для .

Определяем

, - тяжелый бетон.

Вычисляем характеристику сжатой зоны по формуле:

,

где - арматура с физическим пределом текучести;

;

;

Принимаем конструктивно 3ø 16 А-II (приложение 6 [ 1 ]), см².

Расчет в плоскости перпендикулярной поперечной раме.

Расчетную длину для учета продольного изгиба согласно таблице 33 [1 СНиП 2.03.01-84* Бетонные и железобетонные конструкции.] м;

Случайного эксцентриситет

мм, мм.

Гибкость сечения - расчет на устойчивость производить не требуется.

Сечение надкрановой части колонны показано на рисунке

Рисунок 17. Сечение подкрановой части колонны

Расчет распорки.

кНм.

кНм.

кНм.

мм².

Принимаем ø 12 А-II (приложение 6 [ 1 ]), см².

Коэффициент, учитывающий влияние продольной силы на несущую способность наклонного сечения

кН -

поперечной арматуры по расчету не требуется, - тяжелый бетон. Принимаем ø 4 Вр-I с шагом мм.

Сечение распорки показано на рисунке 18:

Рисунок 18. Сечение распорки

Подбор размеров подошвы фундамента для колонны по оси А

Вычисляем предварительную площадь фундамента:

м²,

где - сумма нагрузок на фундамент для расчётов по второй группе предельных состояний кН;

кПа - значение расчётного сопротивления грунта несущего слоя;

кН/м³- средний удельный вес материала фундамента и грунта на его обрезах

м– глубина заложения фундамента.

По полученному значению площади подошвы фундамента вычисляют его размеры:

м².

Рисунок 19. К конструированию фундамента

Расчётные характеристики грунта основания:

кН/м³; ; ; кПа; МПа, кН/м³ - удельный вес взвешенного в воде грунта.

Расчётные характеристики грунта засыпки:

кН/м³; ;

кПа - расчётное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;

Нагрузка от массы грунта:

кН/м³;

Нагрузка от веса фундамента

кН.

Нагрузка от части стены до отм. 8.4 м и фундаментной балки

мм: кН, м.

Нагрузка от пола и отмостки:

кН.

Расчетное сочетание:

Суммарная вертикальная нагрузка в уровне подошвы фундамента:

кН,

Изгибающий момент у обреза фундамента:

кНм.

Поперечная сила: кН.

Момент в уровне подошвы фундамента:

кНм.

Расчётное сопротивление грунта основания

кН/м².

-коэффициенты условий работы, принимаемые по таблице 3[1];

- коэффициент надёжности, т.к. с и φ приняты по таблицам;

- коэффициенты, принимаемые по таблице 4 [1];

при b<10 м, ширина подошвы фундамента, м;

кН/м³ - осреднённое расчётное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяются с учётом взвешивающего действия воды), кН/м³;

м - глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки ;

глубина подвала.

Среднее давление под подошвой фундамента:

кПа кПа.

Максимальное и минимальное давление под подошвой фундамента:

,

,

.

Проверки выполняются. Размеры фундамента достаточны для восприятия нагрузок от вышележащих конструкций здания.

Расчет тела фундамента

Глубина стакана из условий

- заделки колонны в фундаменте см;

- анкеровки сжатой арматуры колонны ø16 А-II в бетоне класса по прочности В25 ( МПа, МПа) см- для бетона В25;

- и условия м.

Принимаем конструктивно см.

Усилия на уровне верха фундамента:

кН,

кН.

кНм.

Момент действующий на уровне низа подколонника (сечение 1-1, рисунок )

кНм.

Рисунок 20. Внецентренно нагруженный фундамент

Эксцентриситет м м – стенку стакана следует производить по расчету.

Расчет продольной арматуры. Расстояние от наружной грани до ц.т. арматуры см. Эксцентриситет продольной силы относительно арматуры

см.

Площадь сечения арматуры

, где

см,

см³;

см - размеры стакана.

Принимаем конструктивно по см² 6ø16 А-II с см².

Расчет поперечной арматуры. Армируем подколонник поперечными сетками из арматуры класса А-I ( МПа), шаг сеток принимаем мм мм.

м м м,

принимаем расстояние до условной оси поворота колонны м. Площадь сечения арматуры

где кНм, кН,

где см,

м - сумма расстояний от обреза фундамента до каждой сетки.

Принимаем конструктивно сетки с арматурой ø 10 А-I.

Расчет нижней части фундамента. Максимальное и минимальное давление под подошвой фундамента без учета массы фундамента и грунта на уступах:

кН,

кПа,

кПа,

. кПа.

Рабочая высота плиты у основания подколонника из условия прочности на продавливание:

,где , кПа, кН.

Принимаем м, см.

Расчет рабочей арматуры сетки нижней плиты. Длинная сторона .

Расчётные изгибающие моменты в сечениях I-I и II-II но формулам:

В сечении I-I по грани подколонника:

кНм.

кПа.

Площадь сечения арматуры:

см².

Принимаем шаг стержней см на ширине м укладывают 16ø10 А-II с см².Процент армирования:

;

В сечении II-II по грани первой ступени:

кНм. кПа.

Площадь сечения арматуры:

см²- половину стержней не доводим до торцов плиты.

Короткая сторона .

В сечении III-III по грани подколонника:

кНм.

кПа – среднее давление по подошве.

Площадь сечения арматуры:

см².

Принимаем шаг стержней см на длине м укладывают 18ø10 А-II с см².Процент армирования:

;

Законструированный фундамент представлен в графической части.

Литература

1. Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции: Общий курс. Учебник для ВУЗов. – 5-е изд., перераб. и дополн. – М.: Стройиздат, 1991. – 768с.

2. СНиП 2.03.01-84. Бетонные и железобетонные конструкции - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1985. – 79с.

3. «Колонны одноэтажных промышленных зданий» - Методические указания по курсовому проекту №2 по курсу «Железобетонные конструкции» для студентов всех форм обучения специальности 2903 – Промышленное и гражданское строительство. – Краснодарский политехнический институт, 2005. – 41с.

4. Голышев А.Б. и др. Проектирование железобетонных конструкций. Справочное пособие. – Киев: Будивельник, 1994. – 496с.