Расчёт верхней полки на местный изгиб

При расчёте полки условно рассматривается полка шириной 1м и высотой равной толщине полки при пролёте равной расстоянию в свету между поперечными рёбрами. Армирование полки осуществляют сварными рулонными сетками, а расчёт производится как у прямоуголь-ного сечения с одиночной арматурой.

Подсчёт нагрузок на 1м² полки сводим в таблицу 2.2

Таблица 2.2

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м2	γF	Расчётная нагрузка, кН/м2
1. 1.1.   1.2.   1.3.   1.4.   1.5.	Постоянная Линолеум на телозвукоизляционной подоснове, δ=5мм, ρ=1800 кг/м3 Прослойка из мастики, δ=1мм, ρ=1000 кг/м3 Стяжка из цементно-песчаного раствора, δ=20мм, ρ=1800 кг/м3 Утеплитель – полистерольные плиты δ=80м, ρ=35кг/м3 Полки плиты δ=30,5м, ρ=2500кг/м3	0,005*18=0,09   0,001*10=0,01   0,02*18=0,36   0,08*0,35=0,02   0,0305*25=0,7625	1,35   1,35   1,35   1,35   1,15	0,1215   0,014   0,486   0,378   0,87
Всего	1,24	-	1,87
2.	Переменная (временная)	7,8	1,5	7,2
Итого	6,04	-	9,07

Расчётный пролёт l=0,159м, рабочая высота

Изгибающий момент от расчётных нагрузок

Определяем

По вычисленному устанавливаем, что деформированное состояние сечения соответствует области 1а, что означает достижение растянутой арматурой предельных деформаций, значит η=0,986.

Площадь арматуры

Принимаем сварную рулонную сетку марки 4 С_р 155х555

площадь

Расчёт плиты на монтажные нагрузки

Плита имеет 4 монтажные петли, расположенные на расстоянии 0,35м от концов плиты из арматуры класса S240. С учётом коэффициента динамичности нагрузка от собственного веса плиты составит:

P_d=1,4*1,35*0,12*25*1,49=8,45 кН/м

Тогда

Этот момент воспринимается верхней монтажной арматурой. Принимаем z=0,9*d, находим требуемую площадь арматуры:

, что значительно меньше принятой арматуры 3 Ø 4 S500,

При подъёме плиты весь её вес может быть передан на 3 петли, тогда усилие на одну петлю составит:

Площадь сечения петли составит

Принимаем петли d=10 мм из арматуры класса S240 площадью

Расчет колонны и фундамента под колонну

Расчет колонны.

Нагрузка на колонну складывается из постоянной (от собственной массы колонны, конструкции покрытия и перекрытия) и переменной (снеговой и полезной) нагрузки.

Для подсчета нагрузки от покрытия задаемся конструкцией кровли.

Для заданного района (г.Брест, снеговой район - IБ), S₀=0,8 кН/м², .Подсчет нагрузки на 1 м² покрытия и перекрытия сводим в таблицу 5.1 .

Таблица 5.1 – Нормативные и расчетные нагрузки.

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м2	γF	Расчётная нагрузка, кН/м2
1 1.1   1.2   1.3 1.4 1.5 1.6     1.7   1.8	Постоянная от покрытия Верхний слой «Техноэласт» с посыпкой (массой т=3,5 кг/м2); Два нижних слоя «Техноэласт» без посыпки (массой т=4 кг/м2); Огрунтовка битумно-кукерсольной мастикой δ=1мм, ρ=1100 кг/м3 Цементно-песчаная стяжка δ=40мм, ρ=1800 кг/м3 Утеплитель пенополистирольные плиты δ=150мм, ρ=35 кг/м3 Пароизоляция из 1 слоя рубероида на мастике δ1=2мм, ρ=1000 кг/м3 δ2=1,5мм, ρ=600 кг/м3 Железобетонная ребристая плита hred=120мм, ρ=2500 кг/м3 Железобетонный ригель b*h=250*500 мм, ρ=2500 кг/м3;	0,035   2∙0,04=0,08   0,001∙11=0,011   0,04∙18=0,72   0,15∙0,35=0,0525   0,002∙10=0,02 0,0015∙6=0,009   0,12∙25=3,0   [0,2*0,2+(0,4*0,25)]*25 5,3-0,4 =0,71	1,35   1,35   1,35   1,35   1,35   1,35 1,35   1,35   1,35	0,0472   0,108   0,0149   0,972   0,0709   0,027 0,0121   4,5   0,96
Всего	4,64	-	6,26
2.	Переменная (временная)	0,8	1,5	1,2
Итого	5,44	-	7,46

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м2	γF	Расчётная нагрузка, кН/м2
1 1.1   1.2   1.3 1.4 1.5	Постоянная от перекрытия Линолеум на теплозвукоизоляционной подоснове δ=5мм, ρ=1800 кг/м3 Подслойка из мастики δ=1мм, ρ=1000 кг/м3 Стяжка из цементно-песчаного раствора δ=20мм, ρ=1800 кг/м3 Железобетонная плита перекрытия hred=120мм, ρ=2500 кг/м3 Железобетонный ригель b*h=400*450 мм, ρ=2500 кг/м3;	0,005*18=0,09   0,02*18=0,36   0,001∙11=0,011   0,12∙25=3,0   0,71	1,35   1,35   1,35   1,35   1,35	0,1215   0,486   0,0149   4,05   0,96
Всего	4,0	-	6,26
2.	Переменная (временная)	4,8	1,5	7,2
Итого	8,8	-	12,6

Нагрузка на 1м² составит:

постоянная от перекрытия – g=5,4 кН/м²;

постоянная от покрытия – g=6,26 кН/м²;

переменная на перекрытие (полезная) – q=7,2 кН/м²;

переменная на покрытие (снеговая) – q=1,2 кН/м²;

Нагрузка на колонну собирается с грузовой площади равной:

;

тогда, G_покр=6,26∙30,42=190,42кН;

Q_покр=1,2∙30,42=36,5 кН;

G_перек=5,4∙30,42=164,27 кН;

Q_перек=7,2∙30,42=219,02 кН;

Собственный вес колонны в пределах первого этажа:

G_{col 1}=0,4∙0,4∙(3,2+0,15)∙25∙1,35=17,65кН.

Собственный вес колонны последующих этажей:

G_{col 2-4}= 0,4∙0,4∙3,2∙25∙1,35=17,28 кН.

Определяем усилие в колонне первого этажа:

от постоянных нагрузок:

G₁=, G_покр+(n-1)∙ G_перекр+ G_{col 1}+(n-1)∙ G_{col 2-5}=190,42+(4-1)*164,27+17,65+(4-1)*17,28=

=735,44кН.

от переменных нагрузок:

Q₁=(n-1)∙Q_перекр=3∙219,02=657,06 кН;

Q₂=Q_покр=36,5кН.

Составим расчетное сочетание усилий:

где Q_д=Q₁ – доминирующая переменная нагрузка

=0,85 – коэффициент уменьшения для неблагоприятно действующей постоянной нагрузки.

Наиболее невыгодным является второе сочетание – N_sd.2=1307,7кН.

Практически постоянную часть усилия от переменной нагрузки определяем путем умножения полного значения переменной нагрузки на коэффициент сочетания , который зависит от назначения здания и определяется согласно указаний СНБ 5.03.01-02.

Определяем часть продольной силы при практически постоянном сочетании нагрузок для второй комбинации:

таким образом,

N_sd=1341,57 кН – полное усилие в колонне первого этажа;

=862,4 кН – усилие при практически постоянном сочетании нагрузок в колонне первого этажа.

Расчетную длину колонны определяем по формуле:

где - коэффициент, зависящий от характера закрепления концов стойки;

- длина колонны равная расстоянию между внутренними гранями горизонтальных элементов перекрытий:

=H_эт+150-250=3200+150-250=3100 мм, т.е. расстояние между нижней и верхней плоскостью балки и обрезом фундамента.

Случайный эксцентриситет составит:

Определим гибкость колонны и необходимость учета влияния продольного изгиба:

- радиус инерции сечения колонны;

>14, следовательно, необходимо учитывать влияния продольного изгиба.

Определяем эффективную расчетную длину:

Определяем гибкость по ширине сечения колонны:

Вычисленным =8,75 и =0,05 соответствует коэффициент учитывающий влияние гибкости .

Согласно СНБ 5.03.01-02 «Бетонные и железобетонные конструкции» (п.6.1.2.2, с.20) принимаем для колонны следующие материалы:

бетон тяжелый класса С²⁰/₁₅ для которого расчетное сопротивление сжатию МПа, где =20 МПа – нормативное сопротивление бетона осевому сжатию, =1,5 – частный коэффициент безопасности по бетону;

арматура продольная рабочая класса S500, для которой расчетное сопротивление МПа; при диаметре арматуры 6-22 мм;

МПа; при диаметре арматуры 25-40 мм;

каркасы сварные с поперечной арматурой класса S240;

Расчет колонны производится из условия:

где - полная площадь продольной арматуры в сечении;

тогда см²

По сортаменту арматурной стали принимаем 4 стержня ø16, класса S500, площадью =8,04 см².

Процент продольного армирования колонны:

где

;

Так как N_sd=1307,7 кН <N_Rd=0,874*(1,0*13,33(100)*40*40+8,04*435(100))=216,8кН – условие соблюдается.

Принимаем поперечные стержни из арматуры Ø 6 мм класса S240 с шагом S=300 мм, что удовлетворяет условиям:

не более 400 мм и не более 20*d=20*16=320 мм, как при f_yd=435 МПа.