нормального сечения производится на действие максимального по абсолютной величине изгибающего момента и соответствующей ему сжимающей силы, которые принимаются по результатам статического расчета.
Расчет стойки заключается в определении требуемого количества продольной арматуры. Порядок расчета рекомендуется следующий.
а) б)
Рис. 6.1. Расчетная схема (а)
и схема армирования (б) стойки рамы
1. Определяем эксцентриситет: |
|
||
расчетный еN = |
M |
, |
(6.1) |
|
|||
|
N |
|
|
где М – максимальный изгибающий момент, определяется из таблицы расчетов усилий в раме (Мв или Мс), кН∙м;
N – максимальная продольная сила в таблице, определяется из таблицы расчетов усилий в раме (NA или ND), кН.
48
Случайный эксцентриситет принимается наибольшим из двух значений:
еа Нs где Нs – высота стойки в свету, м;
600
еа hc где hс – размер поперечного сечения стойки, м.
30
Так как стойка входит в состав статически неопределимой системы, в последующих расчетах эксцентриситет е0, равный наибольшему из еа и еN.
2. Предварительно располагают в сечении арматуру и назначают высоту рабочей зоны hо и величину плеча поворота Zs
h0 = hс – а; |
Zs= h0 – а/, |
||
где а и а/ толщина заделки принимается а = а/ = 3…4 см. |
|||
3. Находим гибкость стойки в плоскости рамы |
|||
|
l0 |
, |
(6.2) |
|
|||
|
i |
|
|
где l0 = 1,5·Нs, (м);
i |
I |
, |
(6.3) |
|
|||
|
A |
|
|
где I – момент инерции (м4) определяется для прямоугольного сечения, он находится
|
b h3 |
|
|
I |
c c |
; |
(6.4) |
|
|||
12 |
|
|
|
А – площадь сечения, м2.
4. В случае, когда λ ≥ 14, следует учитывать влияние изгиба стойки на увеличение эксцентриситета. Для этого вычисляют значение критической силы Ncr:
|
6,4Eb |
|
I |
|
0,11 |
|
|
|
|
|
Ncr |
|
|
|
|
|
, |
(6.5) |
|||
l2 |
|
0,1 |
|
|||||||
|
|
1 |
0,1 |
Is |
||||||
|
0 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
49
где 1 |
Мl |
; |
(6.6) |
|
|||
1 |
M |
|
|
|
|
||
Мl – момент, относительно центра тяжести растянутой арматуры от действия постоянных и длительных нагрузок; принимаем из табл. 4.1 расчетов усилий в раме (сумма длительно действующих нагрузок Мв или Мс);
М – момент, относительно центра тяжести растянутой арматуры от действия постоянных, длительных и временных нагрузок; принимаем из таблицы расчетов усилий в раме (Мв или Мс);
δ1 – относительный эксцентриситет;
|
eo |
. |
|
|
(6.7) |
|
|
|
|||||
1 |
h |
|
|
|||
|
c |
|
|
|||
Это значение должно быть не менее δmin |
|
|||||
min |
0,5 0,01 |
l0 |
0,01Rb , |
(6.8) |
||
hc |
||||||
|
|
|
|
|
||
Rb – призменная прочность бетона на сжатие, МПа;
коэффициент приведения арматуры к бетону (учитывает неупругие деформации в сжатой зоне бетона),
Es |
E ; |
(6.9) |
|
b |
|
Es, Eb – соответственно модули упругости для арматуры и бетона; принимаются по прил. 1 и 2.
Is = µb0h0(Zs/2)2 , |
(6.10) |
где µ коэффициент армирования стойки, предварительно можно принять в пределах 0,008–0,012.
5. Зная величину сжимающей силы, действующей на стойку, и условную критическую силу, определяют коэффициент η, учитывающий изменение эксцентриситета:
50
|
1 |
|
, |
(6.11) |
1 N |
|
|||
|
Ncr |
|
||
|
|
|
||
-если η ≤ 1 – коэффициент не учитывают;
-если N > Ncr или η > 2,5 – увеличивают размеры сечения;
-если 1≤ η ≤ 2,5 находим эксцентриситет приложения сжимающей силы с учетом изгиба стойки
е е . |
(6.12) |
|
0 |
0 |
|
6. По предварительно принятым размерам составляют расчетную схему стойки и определяют эксцентриситет е
е е 0,5h a. |
(6.13) |
0 |
|
7. После составления расчетной схемы сжатого сечения стойки определяют высоту сжатой зоны сечения для случая симметричного армирования
x |
N |
, |
(6.14) |
|
Rbbс b2
и проверяют условие,
x/h0 ≤ R
где R – граничное значение, определяемое по прил. 4, в случае невыполнения увеличивают размеры и повторяют расчет.
8. Требуемую площадь сечения арматуры определяют из условия
А/ |
A |
|
N(e h0 |
0,5x) |
. |
(6.15) |
||
|
|
|||||||
s |
s |
|
R |
sc |
(h |
a/ ) |
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
9. Количество и диаметр продольной арматуры принимают по сортаменту, исходя из требуемой площади арматуры. Рекомендуется принимать стержни диаметром не менее 16 мм. Рабочие стержни располагают вдоль коротких граней стойки в один ряд с соблюдением конструктивных требований по величине защитного слоя и расстояний между стержнями.
51
10. После расположения продольной арматуры в сечении учитываются величины а, а/, ho и определяется процент армирования
% |
|
|
as |
100% % min , |
bс |
|
|||
|
|
h0 |
||
где μ%min – минимальный процент армирования, принимается в зависимости от соотношения l0/i
μ%min = 0,05, при l0/i ≤ 17; μ%min = 0,10, при 17 < lo/i ≤ 35; μ%min = 0,20, при 35 < lo/i ≤ 83; μ%min = 0,25, при l0/i > 83.
11. Диаметр поперечной арматуры определяют из условия свариваемости с продольной арматурой согласно прил. 7. Шаг поперечных стержней принимают наименьшим из условий S ≤ 20 d, S ≤ 500 мм, S ≤ 2bc и округляют в меньшую сторону, кратно 50 мм.
7. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА
Фундамент рамной опоры работает как внецентренно загруженный под действием изгибающего момента, осевой сжимающей силы и поперечной силы. Усилия определяют из статического расчета, принимают Мтах и соответствующие ему N и Q.
Расчет фундамента заключается в определении его размеров в плане, высоты, количества ступеней и подборе необходимой площади арматуры (рис. 7.1).
Высоту фундамента в сборном варианте определяют из условия его сопряжения со стойкой. Для обеспечения жесткого соединения стойки с фундаментом должно соблюдаться условие
hf = han + 25 см.
Глубину заделки стойки в фундамент han определяют из двух условий
han ≥ hc; han ≥ ℓan + 1см,
где длина зоны анкеровки растянутой арматуры в фундаменте ℓan вычисляется по формуле
ℓan = (ωan |
Rs |
+ ∆λan)d, |
(7.1) |
|
Rb |
||||
|
|
|
где d – диаметр рабочей арматуры, предварительно можно принять
1…2 см.
Коэффициенты в формуле принимают равными:
52