Vi. расчет и конструирование колонн многоэтажных зданий

1. НАГРУЗКИ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА КОЛОННУ:

- от покрытия - в таблице №5

№ п/п	Нагрузка	Нормативная нагрузка, кН/м2	Коэффициент надежности по нагрузке, γf	Расчетная нагрузка, кН/м2
кН/м2	кН(х 39,6м2)
Постоянная
1.	Кровля	0,15	1,3	0,195	77,22
2.	Стяжка	0,44	1,3	0,572	22,65
3.	Утеплитель	1,25	1,3	1,625	64,35
4.	Пароизоляция	0,05	1,3	0,065	2,574
5.	Бетон в швах	0,2	1,3	0,26	10,296
6.	Плита покрытия	1,55	1,1	1,705	67,518
7.	Ригель	-	-	-	32,67
	qn	3,14	q	3,772	207,78
Временные
8.	Длительная	0,42		0,6	23,76
9.	Кратковременная	0,42		0,6	23,76

-от перекрытия - в таблице №6

№ п/п	Нагрузка	Расчетная, кН/м2	Расчетная нагрузка, кН/м2 (х 39,6м2)
Постоянная+ длительная	Полная	Постоянная+ длительная	Полная
Постоянная
1.	Перекрытие (q+ + )=5,78+ +6,12+1,8=11,9+1,8=13,7	11,9	13,7	471,24	542,52
2.	Ригель ( )	-	-	32,67	32,67
3.	Колонна (	-	-	21,12	21,12
	525,03		596,31

Поэтажная нагрузка на среднюю колонну приведена в таблице №7.

Этаж	Постоянная + длительная, кН	Полная, кН
VI
V
IV
III
II
I

2. РАСЧЕТ КОЛОННЫЙ МНОГОЭТАЖНОГО ЗДАНИЯ ПО I ГРУППЕ ПРЕДЕЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ.

2.1. КОЛОННА 1ОГО ЭТАЖА

B25, _b1

А400,

2.1.1 ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОЛОННЫ.

коэффициент, учитывающий влияние возможности продольного изгиба.

коэффициент, учитывающий длительность действия нагрузки.

относительное значение эксцентриситета

≥

Принимаем

2.1.2 РАСЧЕТНАЯ СХЕМА

2.1.3

Определяем вспомогательные показатели:

– относительная величина продольной силы

Так как то

По сортаменту принимаю 4 Ǿ28 3 ²

2.1.4 ПРОВЕРКА ПРОЧНОСТИ

Прочность обеспечена.

Т.к. сечение переармировано, увеличиваем класс бетона:

B30, _b1

А400,

2.1.1 ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОЛОННЫ.

коэффициент, учитывающий влияние возможности продольного изгиба.

коэффициент, учитывающий длительность действия нагрузки.

относительное значение эксцентриситета

≥

Принимаем

2.1.2 РАСЧЕТНАЯ СХЕМА

2.1.3

-2 случай разрушения

Определяем вспомогательные показатели:

– относительная величина продольной силы

Так как то

По сортаменту принимаю 4 Ǿ25: ²

2.1.4 ПРОВЕРКА ПРОЧНОСТИ

Прочность обеспечена.

2.1.5. КОНСТРУИРУЕМ СЕЧЕНИЕ

Принимаем

2.2 КОЛОННА ПОСЛЕДНЕГО ЭТАЖА

B25, _b1

А400,

2.2.1 ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОЛОННЫ.

коэффициент, учитывающий влияние возможности продольного изгиба.

коэффициент, учитывающий длительность действия нагрузки.

относительное значение эксцентриситета

≥

2.2.2 РАСЧЕТНАЯ СХЕМА

2.2.3

По сортаменту принимаю 2 Ǿ16 ²

2.2.4 ПРОВЕРКА ПРОЧНОСТИ

Прочность обеспечена.

2.2.5. КОНСТРУИРУЕМ СЕЧЕНИЕ.

Принимаем

V. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СТЫКОВ И УЗЛОВ

1. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОРОТКИХ КОНСОЛЕЙ.

B30, _b1

А400,

(2 тип опирания)

1.1 Назначение размеров консоли.

Определяем вылет консоли из условия смятия

Принимаем t=5 см

Принимаем

Принимаем

Принимаем

Из условия обеспечения прочности наклонного сечения.

1.2. ПОДБОР НЕОБХОДИМОГО КОЛИЧЕСТВА ПРОДОЛЬНОЙ АРМАТУРЫ

Принимаем 3Ǿ12

1.3. ПОПЕРЕЧНАЯ АРМАТУРА КОНСОЛИ.

Шаг поперечной арматуры:

1.4. ПРОВЕРКА ПРОЧНОСТИ КОНСОЛИ ПО НАКЛОННОЙ ПОЛОСЕ.

2. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СТЫКА РИГЕЛЯ С КОЛОННОЙ.

B30, _b1

А300,

С235 – материал соединительной пластины,

Рабочая верхняя арматура 3Ǿ14

2.1. ОПРЕДЕЛЯЕМ ГОРИЗОНТАЛЬНОЕ УСИЛИЕ, ДЕЙСТВУЮЩЕЕ НА СОЕДИНИТЕЛЬНУЮ ДЕТАЛЬ.

z – плечо внутренней пары сил,

Принимаем

2.2. ОПРЕДЕЛЯЕМ ПАРАМЕТРЫ РАБОЧЕГО СЕЧЕНИЯ РЫБКИ.

Задаемся толщиной: =4,78 см

Принимаем размеры сечения «рыбки»

2.3. РАССЧИТЫВАЕМ ДЛИНУ СВАРНЫХ ШВОВ, ПРИКРЕПЛЯЮЩИХ «РЫБКУ» К ЗАКЛАДНЫМ ДЕТАЛЯМ РИГЕЛЯ.

· по металлу шва:

· по границе сплавления:

. Тогда

3. ЖЕСТКИЙ СТЫК КОЛОННЫ.

Расчет элементов на местное смятие при наличии косвенной арматуры в виде сварных сеток производят из условия:

приведенное с учетом косвенной арматуры в зоне местного сжатия расчетное сопротивление бетона сжатию, определяемое по формуле:

Здесь:

площадь, заключенная внутри контура сеток косвенного армирования, считая их по крайним стержням,

расчетное сопротивление растяжению косвенной арматуры

коэффициент армирования, определяемый по формуле:

число стержней, площадь сечения и длина стержня, считая в осях крайних стержней, в направлении x.

то же, в направлении y.

S – шаг сеток косвенного армирования.

площадь приложения сжимающей силы (площадь смятия).

коэффициент, принимаемый равным:

при равномерно распределенной местной нагрузке по площади смятия – 1,0.

при неравномерно распределенной местной нагрузке по площади смятия (под концами балок, прогонов, перемычек и т.п.) – 0,75.

расчетное сопротивление бетона сжатию при местном действии нагрузок, определяемое по формуле:

Определим усилие в арматурных выпусках.

Радиус инерции арматурного стержня равен:

Длина сваренных выпусков

отсюда:

Предельная продольная сила, воспринимаемая незамоноличенным стыком, равна:

VI.РАСЧЕТ ФУНДАМЕНТА С ПОДКОЛОННИКОМ ИЛИ ВЫНОСНЫМ СТАКАНОМ.

Фундамент. B30, А300,   Грунт.

Дано:

Колонна.

B30, _b1

А400,

Усилие в обрезе фундамента:

1. НАЗНАЧЕНИЕ РАЗМЕРОВ ФУНДАМЕНТА.

Предварительно назначаем размеры фундамента как для центрально нагруженного:

удельный вес фундамента и грунта на его уступах.

Фундамент рассчитываем как центрально нагруженный.

2. РАСЧЕТНОЕ ДАВЛЕНИЕ ГРУНТА ПОД ФУНДАМЕНТОМ.

3. ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ НАЗНАЧЕНИЕ РАЗМЕРОВ ПЛИТНОЙ ЧАСТИ ФУНДАМЕНТА.

при наличии бетонной подготовки

без наличия бетонной подготовки

.

4. РАСЧЕТ ПОДКОЛОННИКА.

4.1. РАЗМЕРЫ ПОДКОЛОННИКА.

²

базовая длина анкеровки

Принимаем

4.2. АРМИРОВАНИЕ ПОДКОЛОННИКА.

· продольная арматура

²

²

· поперечная арматура

4.2.1. АНКЕРОВКА ПРОДОЛЬНОЙ АРМАТУРЫ ПОДКОЛОННИКА В ФУНДАМЕНТЕ:

Принимаем

4.3. ПОПЕРЕЧНОЕ АРМИРОВАНИЕ СТЕНОК СТАКАНА.

Армирование стенок выполняют сварными сетками с унифицированным шагом.

Если армирование конструктивное

5. ПРОВЕРКА ФУНДАМЕНТА НА ПРОДАВЛИВАНИЕ.

периметр (контур) продавливания.

²

Прочность на продавливание обеспечена.

6. ПРОВЕРКА ОБЩЕЙ ВЫСОТЫ ФУНДАМЕНТА И ЕГО СТУПЕНЕЙ НА ДЕЙСТВИЕ ПОПЕРЕЧНОЙ СИЛЫ.

Сечение 1-1

часть поперечной силы, воспринимаемая 1ым сечением.

Увеличиваем ширину 1ой ступени.

Сечение 2-2

часть поперечной силы, воспринимаемая 2ым сечением.

7. ПОДБОР АРМАТУРЫ.

Сечение 1-1

Сечение 2-2

Арматуру подбираем по 2ому сечению.

Принимаем S=100мм (35*100 мм)

VI. ПРОЕКТИРОВАНИЕ КАМЕННЫХ СТЕН ЗДАНИЯ.

РАСЧЕТ САМОНЕСУЩЕЙ НАРУЖНОЙ СТЕНЫ.

1. ПОЛОЖЕНИЕ ОПАСНОГО СЕЧЕНИЯ.

2. Сбор нагрузок.

3. РАСЧЕТ КЛАДКИ.

расчетная продольная сила

коэффициент, учитывающий длительности действия нагрузки

коэффициент продольного изгиба

упругая характеристика кладки (

гибкость

расчетная длина сжатого элемента

²

расчетное сопротивление кладки

табличное значение сопротивления кладки

коэффициент условия работы

Так как то

VIII. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Дукарский Ю. М., Расс Ф.В., Семенов В.Б. «Инженерные конструкции». – М.: «КолосС», 2008.

2. СНиП 2.01.07 - 85*. Нагрузки и воздействия.- М.: Госстрой России ФГУП ЦПП, 2004.

3. СНиП 52-01-2003. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. – М.: Госстрой России ФГУП ЦПП, 2004.

4. СНиП 52-01-2004. Предварительно напряженные железобетонные конструкции – М.: Госстрой России ФГУП ЦПП, 2004.

5. СН 528-80. Перечень единиц физических величин, подлежащих применению в строительстве. – М.: Госстрой России ФГУП ЦПП, 2002.

6. Байков В. Н., Сигалов Э. Е. Железобетонные конструкции. Общий курс. – М.: СИ, 1991.

7. ГОСТ 27751 – 88*. Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения по расчету. - М.: Госстрой России ФГУП ЦПП, 2004.