Расчёт железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания

 

1. Дополнительные  данные.

 

   Бетон тяжелый, класса В20, коэффициент условий работы бетона . Расчетные сопротивления бетона с учетом равны: R_b = 11,5 МПа; R_bt = 0,90 МПа. Продольная арматура – класса A300. Коэффициент снижения временной нагрузки к₁ = 0,9 

   2.2. Расчётные пролёты  ригеля. 

   Предварительно  назначаем сечение колонн 400×400 мм (h_c = 400 мм), вылет консолей l_c = 300 мм. Расчетные пролеты ригеля равны:

   -крайний  пролет l₁ = l - 1,5h_c - 2l_c = 5,7 - 1,5×0,4 - 2×0,3 = 4,5 м

   -средний  пролет l₂ = l  -h_c - 2l _c= 6,8 - 0,4 - 2×0,3 = 4,7 м. 

   2.3. Расчётные нагрузки. 

Нагрузка  на ригель собирается с грузовой полосы шириной l_к = 6,4 м, равной расстоянию между осями ригелей.

а) Постоянная нагрузка ( с 0,95  и 1,1):

вес железобетонных плит с заливкой швов: 

 0,95×1,1×3,0×6,4 = 20,064 кН/м

вес пола и перегородок:   0,95×1,1×2,5×6,4 = 16,72 (кН/м)

собственный вес  ригеля сечением  b×h = 0,3×0,65 м:

  0,95×1,1×0,3×0,65×25=3,92 кН/м

итого постоянная нагрузка g = 40,704 кН/м;

б) Временная  нагрузка с коэффициентом снижения к₁=0,9 ( с 0,95  и 1,2):

р = 0,95×0,9×1,2×14×6,4 = 81,87 кН/м.

Полная расчетная  нагрузка: q = g + p = 122,57 кН/м. 

2.4. Расчётные изгибающие  моменты. 

В крайнем пролете:

 кНм

На крайней  опоре:

 кН·м

В средних пролетах и на средних опорах

 кН·м

Отрицательные моменты в пролетах при p/g = 81,87/40,704 =2,011

в крайних пролетах для точки 4 при  -0,02

 кН·м

в среднем пролете  для точки 6 при  -0,023

 кН·м.

2.5. Расчётные поперечные  силы. 

На крайней  опоре  кН.

На опоре В  слева  кН.

На опоре В  справа и на средних опорах кН. 

2.6. Расчёт ригеля  на прочность по  нормальным сечениям. 

   Для бетона класса В20 и арматуры класса А300 0,650. Принимаем ширину сечения b = 300 мм. Высоту ригеля определяем по опорному моменту М_В = 169,223 кНм, задаваясь значением 0,650. Сечение рассчитывается как прямоугольное по формуле:

    

мм

h = h₀ + a = 411,975+65=476,975 мм, принимаем h = 600 мм (b/h = 0,5 мм).

Расчет  арматуры

Расчетное сопротивление  арматуры класса A300: R_S = 270 МПа.

а)Крайний  пролет.

 М₁ = 206,83  кНм; b = 300 мм; h = 600 мм; h₀ = h-a = 600-60 = 540 мм (арматура расположена в два ряда по высоте)

   

  

    

   

принимаем арматуру: 2ø22 А300+2ø25 А300 А_s = 760+982=1742 мм²  (+5,34%)

Проверяем выполнение условия  . Имеем , т.е. для сечения ригеля с наибольшим моментом М₁ условие выполняется.

б) Средний пролет.

М₂ = 169,223  кНм; b = 300 мм; h = 600 мм; h₀ = h-a = 600-55 = 545 мм (арматура расположена в два ряда по высоте)

   

 

   

 

    

 

принимаем арматуру: 2ø20 А300+2ø22 А300 А_s = 1388 мм²  (+8,86%)

в) Средная опора.

 М_В = М_С = М = 169,223 кНм; b = 300 мм; h = 600 мм; h₀ = h-a = 600-65 = 535 мм (однорядная арматура);

   

  

    

   

принимаем арматуру: 2ø32 А300 А_s = 1609 мм²  (+19,5%).

г) Крайняя опора.

  М_А = 124,102 кНм; h₀ = h-a = 600-65 = 535 мм (однорядная арматура);

   

  

    

принимаем арматуру: 2ø25 А300 А_s = 982 мм²  (+6,2%)

д) Верхняя пролетная  арматура среднего пролета  по моменту в сечении 6.

М₆ = 62,27  кНм; b = 300 мм; h = 600 мм; h₀ = h-a = 600-35 = 565 мм (арматура однорядная);

   

  

    

   

принимаем арматуру: 2ø18 А300 А_s = 509 мм²  (+17%).

е) Верхняя пролетная  арматура крайнего пролета  по моменту в сечении 4.

М₄ = 49,64  кНм; b = 300 мм; h = 600 мм; h₀ = h-a = 600-35 = 565 мм (арматура однорядная);

   

    

   

принимаем арматуру: 2ø16 А300 А_s = 402 мм²  (+17%). 

2.7. Расчёт ригеля  на прочность по  наклонным сечениям  на действие поперечных  сил. 

    Каждый  ригель армируется одним плоским сварным каркасом с односторонним расположением рабочих продольных стержней при наибольшем диаметре их d=32мм.

   Поперечные  стержни пролётных каркасов принимаем  из арматуры класса А400.

   Из  условия обеспечения доброкачественной  точечной сварке при максимальном диаметре продольных стержней d = 32 мм, во всех пролётах принимаем поперечную арматуру ø8 А400  с R_SW = 285 МПа. Имеем: 2×50,3=100,6 мм²;

   Бетон тяжелый, класса В20 (R_b = 11,5 МПа; R_bt= 0,90 МПа; так как нагрузка на ригель включает её временную составляющую).

   Сечение балки при расчёте на Q рассматривается прямоугольное с размерами: b=300 мм и высотой h = 600 мм, рабочая высота h₀ сечения берётся в зависимости от приопорного участка.

Средняя опора.

   

   Предварительно  принимаем 

                                                   

1. Проверка обеспечения прочности по наклонной сжатой полосе между наклонными трещинами по условию:

   

- коэффициент, принимаемый равным 0,3

   303360 Н ≤ 450225 Н

   2. Проверка прочности наклонного  сечения

   

 Н/мм.

   Поскольку Н/мм – хомуты полностью учитываются в расчете, и определяется по формуле:

   

 

кН/м;

Поскольку

     мм < 3h₀ =1605 мм

 принимаем  c = 1188,4 мм ; с₀ = 2h₀ =1070 мм.

 Н = 246,72 кН

кН

 кН

Проверка условия

   

 кН > кН.

Проверка требования

   

мм > S₁ = 150 мм.

   Определение приопорного участка (аналитический  способ). 

 При равномерно распределённой нагрузке длина  приопорного участка определяется в зависимости от:

, где

.

Поскольку - хомуты учитываются в расчёте.

Так как  , то:

   

Крайняя опора.

   

   Предварительно  принимаем 

                                                   

2. Проверка обеспечения прочности по наклонной сжатой полосе между наклонными трещинами по условию:

   

- коэффициент, принимаемый равным 0,3

   248200 Н ≤ 553725 Н

   2. Проверка прочности наклонного  сечения

   

 Н/мм.

   Поскольку Н/мм – хомуты полностью учитываются в расчёте и определяется по формуле:

   

 

кН/м;

Поскольку

     мм < 3h₀ =1605 мм

 принимаем  c = 1188,4 мм ; с₀ = 2h₀ =1070 мм.

 Н = 115,042 кН

кН

 кН

Проверка условия

   

 кН > кН.

Проверка требования

   

мм > S₁ = 200 мм.

   Определение приопорного участка (аналитический  способ). 

 При равномерно распределённой нагрузке длина  приопорного участка определяется в зависимости от:

, где

  
 

 

Поскольку - хомуты учитываются в расчёте.

Так как  , то:

, где  мм

поскольку то:

, принимаем  мм.

Таким образом длина приопорного участка  будет:

 

8. Обрыв продольной арматуры в пролёте. Построение эпюры арматуры.

 

   По  изложенному выше в пункте 2.6 расчету  определяется площадь продольной рабочей  арматуры в опасных участках сечения: в пролетах и на опорах, где действует наибольшие по абсолютной величине моменты.