_materials_Mpos-2011-09(p1-p11)_p8

тонного ригеля в соответствии с огибающей эпюрой изгибающих моментов (см. рис. 16).

Определяем изгибающие моменты, воспринимаемые в расчетных сечениях, по фактически принятой арматуре в соответствии с требованиями [5, п. 3.15].

ξ= •⁄ 0 = 21,5⁄562 = 0,167 < ξ2 = 0,583;

* = E ( 0 − 0,5•) = 365 ∙ 226(562 − 0,5 ∙ 21,5) =

=45,14 ∙ 10- Н ∙ мм = 45,14 кН·м.

Рис. 19. К построению эпюры материалов

Пользуясь полученными значениями изгибающих моментов, графическим способом находим точки теоретического обрыва стержней и соответствующие им значения поперечных сил.

Вычисляем необходимую длину анкеровки обрываемых стержней для обеспечения прочности наклонных сечений на действие изгибающих моментов в соответствииM с [7, п. 3.46].

Для нижней арматуры по эпюре графическим способом находим поперечную силу в точке теоретического обрыва

62

стержней диаметром 25 мм: M = 125 кН, тогда требуемая длина

анкеровки будетM равна: 125 ∙ 10Z

€7 = 2G Q + 5• = 2 ∙ 88,4 + 5 ∙ 25 = 580 мм = 58 см.

M = 70 кН соответственно70 ∙ 10Z получим:

Для верхней арматуры диаметром 28 мм у опоры при

€ = 2 ∙ 88,4 + 5 ∙ 28 = 395 мм = 39,5 см.

Чтобы получить в награду результаты расчета и конструирования второго пролета ригеля, разумеется, при успешной самостоятельной работе, необходимо заполнить соответствующий контрольный талон. При заполнении контрольного талона и расшифровке результирующей информации вам следует руководствоваться рис. 15 и рис. 20. Пример заполнения контрольного талона приведен на рис. 21.

Если вдруг возникнет необходимость проектировать самостоятельно и второй пролет ригеля, то теперь вам это сделать легче, так как методику проектирования вы освоили.

Рис. 20. К расшифровке параметров неразрезного ригеля

63

4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СБОРНОЙ ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ КОЛОННЫ И ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ

При проектировании сборного балочного перекрытия наряду с расчетом плиты и ригеля необходимо запроектировать среднюю колонну первого этажа и фундамент под нее.

Осевая нагрузка на колонну должна вычисляться с учетом следующих особенностей:

– грузовая площадь для средней колонны принимаетсяj

равной произведениюj шага колонн в продольном ( 7) и поперечном ( ) направлениях здания;

–постоянная и временная нагрузка от междуэтажных перекрытий принимается из расчета плиты перекрытия;

–постоянная расчетная нагрузка от веса плит покрытия

икровлиγ без учета коэффициента надежности по назначению здания должна быть равна 5 кН/м2;

–снеговая нагрузка должна соответствовать заданному району строительства и определяется в соответствии с требованиями [4];

–нагрузка от веса ригелей и колонны вычисляется по фактически принятым размерам поперечных сечений;

–высота этажа и количество этажей должны соответствовать индивидуальному заданию.

Классы бетона и продольной арматуры колонны принимаются по заданию для сборных ненапрягаемых конструкций. Поперечная арматура может конструироваться из класса Вр-I диаметром не более 5 мм или из класса A-I диаметром более 5 мм.

Расчет прочности колонны выполняется на действие продольной сжимающей силы со случайным эксцентриситетом.

4.1.Общие сведения о расчете сжатых элементов со случайным эксцентриситетом

К центрально сжатым элементам условно относят: промежуточные колонны в зданиях и сооружениях, работающих по

65

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 слагается из сопротивления бетона и продольной арматуры. При этом напряжение в бетоне принимается равным расчетному сопротивлению на сжатие и напряжение в арматуре – расчетному сопротивлению на сжатие.

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

По нормам‚ проектирования [7, п. 3.50] случайные эксцентриситеты g должны приниматься равными большему из следующих значений: 1/30 высоты сечения элемента, 1/600 длины элемента (или ее части между местами, закрепленными от поперечных перемещений). В сборных конструкциях следует учитывать возможность образования случайного эксцентриситета вследствие смещения элементов на опорах из-за неточности монтажа. При отсутствии и опытных данных значение этого эксцентриситета принимается не менее 10 мм.

Элементы прямоугольного сечения из бетона класса В40 и ниже с симметричным армированием стержнями из стали классов А-I, А-II, А-III ‚при<l‚0 ≤ 20h (l0 – расчетная длина элемента) и эксцентриситете 0 gв практических расчетах допускается рассчитывать по несущей способности (предельное состоя-

ние первой группы) какƒ ≤центрально[ E + сжатыеE \,исходя из условия:

φ ? , V

где N – продольное сжимающее усилие, вычисленное при расчетных нагрузках; А – площадь сечения элемента брутто;

66

(здесь Nl – продольная сила от постоянных и длительных расчетных нагрузок, N – продольная сила от действия полных расчетных нагрузок).

Если предварительно приняты размеры поперечного сечения элемента и необходимо найти площадь сечения арматуры

где φ устанавливается методом последовательногоφ = 0,8 приближения, первоначально задаваясь значением .

4.2. Конструктивные особенности сжатых элементов

По форме поперечного сечения сжатые элементы со случайными эксцентриситетами выполняют чаще всего квадратными, прямоугольными, реже круглыми или двутавровыми.

Размеры поперечного сечения колонн (b, h) определяют расчетом и принимают в интервале от 300 до 400 мм. В целях стандартизации опалубки и арматурных каркасов размеры сечения прямоугольных колонн назначают кратными 50 мм.

Сжатые элементы армируют продольными стержнями диаметром 12–40 мм. Минимальный• диаметр= 16 ммрабочих стержней для

•сборных= 12колоннмм составляет N]^ , монолитных колонн N]^ , класс рабочей арматуры А-Ш и реже А-II.

67

Процент армирования сжатых элементов μ не должен превышать 3 %. При специальном обосновании, если нет возможности увеличить сечение сжатого элемента, процент армирования может быть увеличен до 5 %.

Поперечная арматура в сжатых элементах устанавливается без расчета, но с соблюдением норм [5, п. 5.26]. Она обеспечивает совместную работу всех рабочих продольных стержней, их устойчивость при действии сжимающей силы, а также воспринимает не учтенные расчетом напряжения от усадки бетона.

4.3. Нагрузки, действующие на колонну

Методику проектирования сборной железобетонной колонны каркаса многоэтажного промышленного здания рассмотрим далее на примере со следующими исходными данными, выданными ПК (табл. 17).

68

Таблица 17

Данные, необходимые для проектирования (по заданию)

от междуэтажных перекрытий и покрытия, а также постоянные нагрузки от собственного веса колонны.

Постоянная нагрузка от конструкций одного этажа:

– от перекрытия (см. табл. 11) 4·40,8·0,95 = 155,04 кН;

грузка будет равна 0,25·0,6·6,8·25·1,1·0,95 = 26,65 кН;

– от собственного веса колонны сечением 0,3 × 0,3 м при высоте этажа 3,6 м она составит 0,3·0,3·3,6·25·1,1·0,95 = 8,46 кН;

Итого: 155,04 + 26,65 + 8,46 = 190,15 кН.

69

Временная нагрузка на колонну от перекрытия одного этажа (см. табл. 11) 7,2·40,8·0,95 = 279,1 кН, в том числе дли-

тельная – 5,4 ·40,8·0,95 = 209,3 кН.

Постоянная расчетная нагрузка от покрытия при нагрузке от кровли и плит 5 кН/м2 составит 5·40,8·0,95 = 193,8 кН, то же с учетом нагрузки от ригеля и колонны верхнего этажа

193,8 + 26,65 + 8,46 = 228,91 кН.

Временная нагрузка от снега для г. Томска (IV снеговой районγ = 1,4s = 1,5 кН/м2) при коэффициенте надежности по нагрузкебудет равна 1,5·1,4·40,8·0,95 = 81,4 кН, в том числе дли-

тельная – 0,5 ·81,4 = 40,7 кН.

[7, п. 3.64] на действие продольной силы со случайным эксцентри-

Уточняем коэффициент продольного изгиба с учетом рабочей арматуры, вычисленной в первом приближении.

При Nl / N = 1473,1 / 1709,9 = 0,862; l0 / h = 3600/300 = 12 и а' = 40 мм < 0,15h = 0,15·300 = 45 мм по прил. 3 методом ин-

терполяции находим коэффициенты φ и φ :

φ = 0,868; φ = 0,89.

70