1.5.3. Окончательный расчет балки перекрытия

Собственный вес двутавра № 55 – 926 Н/м [1, приложение 10].

Расчетная нагрузка на 1 м длины от собственного веса при коэффициенте надежности по нагрузке γ_f = 1,05 [2,табл.1] и γ_n = 1,0, будет равна 0,926 ∙1,05 · 1,0 = 0,972 кН/м.

Расчетная нагрузка на ригель с учетом собственного веса:

75,6 + 0,97 = 76,57 кН/м

Расчетный изгибающий момент

Условие прочности по нормальным напряжениям

σ =

σ = < R_y = 230 МПа.

Следовательно, двутавр № 55 достаточен для восприятия расчетной нагрузки.

2. Расчет и конструирование колонн

2.1. Общие сведения о расчете сжатых элементов со случайными эксцентриситетами

К центрально сжатым элементам условно относят: промежуточные колонны в зданиях и сооружениях, работающих по связевой системе; верхние пояса раскосных ферм, загруженных по узлам, восходящие раскосы ферм и другие конструктивные элементы.

Эксперименты показали, что сопротивление коротких центрально сжатых элементов внешнему усилию слагаются из сопротивления бетона и продольной арматуры. При этом обычно бетон достигает своего предела прочности, а арматура – предела текучести; это обусловлено достаточно большими неупругими деформациями сильно напряженного бетона.

На несущую способность длинных (гибких) сжатых железобетонных элементов заметное влияние оказывают случайные эксцентриситеты, вызванные неоднородностью бетона, несовершенством геометрических форм, явлением продольного изгиба, длительным воздействием нагрузки. 16

По нормам [5] случайные эксцентриситеты должны приниматься равными большему из следующих значений: высота сечения элемента, длины элемента. В сборных конструкциях следует учитывать возможность образования случайного эксцентриситета вследствие смещения элементов на опорах из – за неточностей монтажа. При отсутствии опытных данных значение этого эксцентриситета принимается не менее 10 мм.

Некоторые элементы прямоугольного сечения, а именно: с симметричным армированием стержнями из стали классов А – Ι, А – ΙΙ, А – ΙΙΙ при l_o ≤ 20h и эксцентриситете е_о = е_а ≤ в практике допускается рассчитывать по несущей способности (предельное состояние первой группы) как центрально сжатые, исходя из условия

(2.1)

где N – продольное сжимающее усилие, вычисленное при расчетных нагрузках;

А = h ∙ b – площадь сечения элемента, h и b высота и ширина сечения;

η – коэффициент условий работы: η = 0,9 при h ≤ 200 мм и η = 1 при

h > 200 мм;

φ – коэффициент, учитывающий длительность загружения, гибкость и характер армирования элемента, вычисляется по формуле

(2.2)

но коэффициент φ принимается не более φ_sb. Значение φ_b и φ_sb приведены в [1, приложение 5].

Несущую способность сжатого элемента со случайными эксцентриситетами при всех известных данных о размерах поперечного сечения элемента, армировании, материалах и нагрузке проверяют по формуле (2.1), для чего предварительно по формуле (2.2) и [1,приложение 1] находят коэффициент φ.

Если предварительно приняты размеры поперечного сечения, то необходимо найти лишь площадь сечения арматуры. Следует воспользоваться выражением (2.1), из которого искомая площадь сечения арматуры

(2.3)

где φ – устанавливается методом последовательного приближения.

Поперечные размеры центрально сжатого элемента и площадь сечения арматуры при заданных нагрузке, расчетной длине и материалах определяют, первоначально задаваясь значениями φ = 0,9; A_s + A= μ ∙ A = 0,01А, где μ – коэффициент армирования. 17

Из условия (2.1) вычисляют необходимую площадь сечения:

(2.4)

По результатам расчета уточняют размеры поперечного сечения элемента с учетом их унификации. Затем вычисляют отношение и подбирают арматуру по формуле (2.3). Если окажется, что процент армирования не удовлетворяет условию μ_min % ≤ μ ≤ μ_max %, то поперечные размеры элемента следует изменить и повторно вычислить значение φ и (A_s + A).