Материал: Записка_начало10

В результате вычисления всех моментов инерции определяется искомый момент инерции :

Находится изгибная жесткость приведенного поперечного сечения с трещиной:

тогда,

значит,

следовательно,

Условие выполнено. Проверка по прогибам выполнена. Величина прогиба не превышает допустимую.

4. Расчёт и конструирование колонны

4.1 Расчёт ствола колонны

4.1.1 Сбор нагрузок

Расчёту подлежит колонна первого этажа крайнего ряда. Расчёт прочности производится в наиболее нагруженном месте, у обреза фундамента. Нагрузка на колонну с учётом её веса определяется от опирающихся на неё ригелей, междуэтажного перекрытия и покрытия.

Расчёт нагрузки на 1 м² междуэтажного перекрытия приведен в таблице 1. В таблице 2 сведён расчёт нагрузки на покрытие.

Таблица 2. Сбор нагрузок на 1 м² покрытия

Расчетная величина продольной силы от покрытия определятся по формуле:

- грузовая площадь колонны;

количество этажей;

собственная масса ригеля.

Определяется нагрузка от собственной массы ригеля:

Расчетная величина продольной силы от перекрытия определяется по формуле:

Определяется нагрузка от собственного веса колонны:

Полной расчетное значение продольной силы:

Расчетная величина продольной силы от длительнодействующей нагрузки:

4.1.2 Назначение материалов

Колонны изготавливаются из бетона класса B20(R_b = 11,5 МПа, R_bt = 0,95 МПа,E_b = 27500 МПа), продольная рабочая арматура класса А400 (R_s= 350 МПа, R_sc = 350 МПа), поперечная – Вр500 (R_sw= 415 МПа).

4.1.3 Расчетная схема и статический расчёт

Проверяется выполнение условия , условие выполнено. Следовательно, считаем колонну со случайным эксцентриситетом, защемленную в уровне обреза фундамента и шарнирно закрепленную в уровне середины высоты ригеля.

Рис. 13 Расчетная схема ствола колонны

Расчетная длина

4.1.4 Подбор сечения продольной арматуры колонны

Сечение колонны принимаем квадратное (рис. 14)

рис.14 Схема поперечного сечения колонны

Площадь колонны определяется по формуле:

- минимальный коэффициент армирования.

(

Соответственно, сечение колонны принимаем квадратное со стороной:

Принимается .

Определятся площадь требуемой продольной арматуры в поперечном сечении ствола колонны:

По сортаменту арматуры конструктивно принимается 4Ø20 А400 ( = 12,57  см²).

Исходя из фактической площади принятой арматуры, вычисляется новое значение коэффициента , которое должно удовлетворять следующему условию:

Для сварки каркаса устанавливается поперечная арматура класса Вр500. При диаметре стержней продольной арматуры 20 мм, поперечные стержни из условия технической сварки принимаются d_w = 5 мм (= 19,6 мм²).

Шаг принимается:

Принимается шаг .

Рис.15 Стык колонны с колонной

4.2 Расчёт и конструирование консоли колонны

4.2.1 Статический расчёт

Консоль рассчитывается на действие поперечной силы Q, передаваемой от сборного ригеля:

Для определения необходимо собрать нагрузку на 1 погонный метр ригеля, определить расчетный пролет ригеля

4.2.2 Конструктивный расчёт

Определяются размеры консоли:

- высота консоли по грани колонны принимается равной:

- высота консоли у свободного края принимается равной:

Консоль выполняется из того же материала что и ствол колонны, т. е. бетона В20, продольной арматуры – А400, поперечной Вр500.

- длина площадки передачи нагрузки ригеля на консоль.

Наименьший вылет консоли с учетом зазора между торцом ригеля и гранью колонны:

Вычисляется величина изгибающего момента в опорном сечении консоли (по грани консоли):

Рассчитываем площадь поперечного сечения продольной арматуры ребер:

, МПа

Принимаем по сортаменту арматуры 2Ø14 А400 ( = 3,08 см²).

Поперечная арматура консоли конструируется исходя из условий:

Следовательно, арматура конструируется в виде отогнутых стержней и горизонтальных хомутов по всей высоте консоли.

В этом случае шаг поперечной арматуры определяется из условий:

мм

Принимается поперечная арматура класса Вр500. При диаметре стержней продольной арматуры 16 мм, поперечные стержни из условия технической сварки принимаются d_w = 4 мм (= 12, 6 мм²).

Назначаем отгибы:

на 2 отгиба.

На 1 отгиб: . По сортаменту арматуры назначаем следующие отгибы: 2Ø16 А400.

Проверяем прочность бетона консоли у грани по наклонной сжатой полосе между силой Q и опорой.

Здесь:

5. Расчет стыка ригеля с колонной

5.1. Расчётная схема ригеля и стыка

Число пролётов равно 7, следовательно, расчётная схема – трехпролётная балка с равными пролётами (l₁=l₂=l₃=6 м), загруженная равномерно распределённой нагрузкой.

Рис.16 Расчётная схема ригеля

Рис. 17 Схема к расчету стыка ригеля с колонной

5.2. Расчётные усилия

Для изготовления ригеля используем бетон марки В20, арматура стыковых стержней А400.

Поперечную силу, действующую со стороны пролёта, берём из расчёта консоли Q= кН.

Изгибающий момент по оси опоры определяется из таблицы 2.1[8].

- от постоянной нагрузки