Расчет одноэтажного пром здания

           Расчет выполняется  для стадий изготовления и эксплуатации на действие расчетных нагрузок с коэффициентом надежности и коэффициентом точности натяжения .

     Стадия  изготовления. Рассматриваем следующие сечения по длине балки: II – II – наиболее опасное по раскрытию верхних (начальных) трещин в момент подъема; 0 – 0, I – I, III – III и V – V – для выяснения необходимости учета начальных трещин в сжатой зоне при расчете по трещиностойкости нижней зоны и деформациям.

     Расчет  выполним на примере сечения II – II. Исходные данные для расчета принимаем по табл. 1, 2 и 3. Образование верхних (начальных) трещин при обжатии элемента проверяем из условия

,

где - расстояние от центра тяжести приведенного сечения до нижней ядровой точки; - коэффициент, учитывающий неупругие деформации сжатого бетона и обусловленное ими уменьшение размеров ядра сечения; - момент от собственного веса элемента, принимается со знаком «+», когда направления этого момента и момента совпадают.

     Усилия  обжатия , эксцентриситет . Изгибающий момент от собственного веса для сечения II – II с учетом коэффициента динамичности при подъеме

.

     Максимальное  краевое напряжение в сжатом бетоне от действия собственного веса и усилия обжатия ()

.

     Тогда ; .  Проверяем условие

 

, следовательно, в  сечении II – II при подъеме балки не образуются начальные (верхние) трещины, в связи с чем нет необходимости проверять ширину их раскрытия. Проверка трещиностойкости остальных сечений выполнена аналогично и результаты ее приведены в табл. 4.

Таблица 4

К расчету  по образованию начальных (верхних) трещин

     Стадия  эксплуатации. Расчет по образованию нормальных трещин производится из условия

,

где - изгибающий момент от внешних нагрузок с коэффициентом надежности по нагрузке ; - момент, воспринимаемый сечением при образовании нормальных трещин; здесь – момент усилия обжатия относительно ядровой точки сечения, наиболее удаленной от грани, трещиностойкость которой проверяется (на данной стадии проверяется трещиностойкость нижней грани балки, следовательно, момент определяется относительно верхней ядровой точки сечения). Расчет приводим на примере сечения IV – IV. По табл. 3 усилие обжатия , его эксцентриситет , изгибающий момент в сечении IV – IV по табл.1 .

     Максимальное  напряжение в крайнем сжатом волокне  бетона

( мм)

 

 .

     Коэффициент , принимаем . Расстояние до наиболее удаленной ядровой точки с учетом неупругих деформаций сжатого бетона

.

     Момент  образования трещин

 

. При  в стадии эксплуатации на нижней грани балки образуются нормальные трещины и необходимо выполнить расчет по их раскрытию. Результаты определения момента образования трещин для остальных сечений приведены в таблице 5.

Таблица 5

К расчету  по образованию трещин в стадии эксплуатации

 

3.9. Расчет по раскрытию нормальных трещин.

     Стадия  эксплуатации. Рассматриваем наиболее напряженное сечение IV – IV, в котором действуют усилие обжатия с эксцентриситетом и момент от полной нагрузки , в т.ч. от продолжительно действующей нагрузки ; высота сечения , рабочая высота .

     Определяем  непродолжительное раскрытие трещин от полной нагрузки.

     1. Вспомогательные коэффициенты и  параметры:

;

;

;

;

где ;  ;

- при  непродолжительном действии нагрузки;

;

;

;

.

     2. Относительная высота сжатой  зоны в сечении с трещиной

.

, отсюда .

     3. Плечо внутренней пары сил  в сечении с трещиной

.

     4. Так как растянутая арматура  расположена в два ряда по  высоте сечения нижнего пояса,  напряжения в ней определяем  с учетом коэффициента δ, равного

;

где - расстояние до центра тяжести всей растянутой арматуры нижнего пояса балки; - то же до нижнего ряда стержней.

     5. Приращение напряжений в растянутой  арматуре

.

     6. Средний диаметр растянутой арматуры

.

     7. Ширина непродолжительного раскрытия  трещин

,

где .

     Определим непродолжительное (начальное) раскрытие  трещин от продолжительно действующей  нагрузки.

     Высоту сжатой зоны принимаем (так как в сечение с отверстием высота сжатой зоны не может превышать высоту верхнего пояса балки, а с уменьшением нагрузки она увеличивается), поэтому принимаем и , плечо внутренней пары сил не изменится . Тогда приращение напряжений в растянутой арматуре не изменится

,

а ширина непродолжительного раскрытия трещин от продолжительно действующей нагрузки

.

     Определим продолжительное раскрытие трещин от продолжительно действующей нагрузки, для которой

.

     Тогда ширина продолжительного раскрытия  трещин

.

     Полная (непродолжительная) ширина раскрытия  трещин

, что меньше нормируемой величины . 

3.10. Определение прогиба балки

     Для элементов покрытий зданий производственного  назначения прогиб ограничивается эстетико-психологическими требованиями и определяется только от продолжительно действующих нагрузок (постоянных и временных длительно  действующих).

     Решетчатая  балка представляет сквозной стержень переменного сечения, прогиб которого приближенно можно определить по формуле

                               

где - кривизна на опоре (сечение 0 – 0); - кривизна в сечении на расстоянии от опоры; - кривизна в сечении на расстоянии от опоры;  - кривизна в сечении посреди пролета.

     Значения  этих кривизн определяются при отсутствии трещин в растянутой зоне. При действии момента  от постоянной и временной длительной нагрузок трещины во всех расчетных сечениях отсутствуют (), и полные кривизны в сечениях должны определяться по формуле

,

где - кривизна от кратковременных нагрузок;

  – кривизна от постоянных и временных длительно действующих нагрузок;

  – кривизна выгиба элемента от действия усилия предварительного обжатия;

  – кривизна выгиба  от усадки и  ползучести бетона  при длительном  действии усилия  обжатия.

     Здесь - относительные деформации усадки и ползучести бетона соответственно на уровне растянутой арматуры и крайнего сжатого волокна бетона

;        ;

где -для тяжелого бетона; - при продолжительном действии нагрузки и влажности воздуха 40…75%.

     Кривизны  в расчетных сечениях вычислены по этим формулам в таблице 6. При этом принимается не менее  .

     Прогиб  балки от продолжительной нагрузки

,

где - предельно допустимы прогиб.

Таблица 6

Определение кривизн в расчетных сечениях балки

Примечание. Значения коэффициентов и приняты для сечений с начальными трещинами в сжатой зоне (сеч. I – I табл. 4); для сечений без начальных трещин в сжатой зоне (сеч. 0 – 0, III – III, V – V).

     Армирование решетчатой балки приведена на рисунке 15.

     Рис. 15. Армирование решетчатой балки. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4. Расчет фундамента под среднюю колонну 

    4.1. Данные для проектирования.

    Фундамент проектируется из бетона класса В25 с расчетными характеристиками при : , , . Арматура подошвы класса A-II (). Расчетное сопротивление грунта основания , средний вес материала фундамента и грунта на нем . Под фундаментом предусматривается бетонная подготовка из бетона класса В3,5 толщиной 100 мм. Глубину заложения подошвы фундамента не обусловлена глубиной промерзания грунта, технологическими или иными особенностями здания.