Залізобетонні конструкції будівель і споруд

Необхідна ширина однієї сітки С2:

 

.

 

З урахуванням n – кратності кроків робочої арматури s1 =250мм і двох поперечних звисів с2=30мм фактичну ширину сітки приймаємо рівною:

 

Вс =n×s1+2с2=9×250+2·30=2310мм.

 

При цьому фактичний напуск сіток l0v,fac становитиме:

 

Довжину сітки Lc і величину поздовжніх звисів с1 не обумовлюємо, оскільки вони визначаються за місцем при монтажі. Таким чином, шифр сітки марки С2:

 

 

 

Схема-розріз армування монолітної плити рулонними сітками С1 та С2 наведена на рис.2.2, а план-схема – на рис.2.3.

 

 

 

Рис.2.2. Схема-розріз армування монолітної плити рулонними сітками С1 та С2 в крайньому та проміжному прольотах.

 

 

 

3.Розрахунок головної балки

 

3.1 Вихідні дані

Розміри балки:

Довжина:

  L1=6м

Ширина:

b = 0,5 * 0,5 = 0,2 м

Висота:

h = 1/12 * 6 = 0,5 м

 

Приймаю розміри поперечного перерізу ригеля b * h = 0,2 * 0,5 м

 

Клас бетону - важкий класу C 20/25;

Арматура – А400С

 

3.2Розрахунок навантажень

 

qпер=qповне*L1=4456*6=26736 Н*м

 

Визначаємо розрахункове навантаження на 1м.п. балки

 

qбал= V*p*γf*10= 1*0.2*0.5*2500*1.1*10=2750 Н/м.п.

 

Повне розрахункове навантаження на 1м.п. балки

 

q= qпер* qбал= 26736+2750=26736 Н/м.п.

 

3.3 Визначення розрахункового прольоту

 

Спирання балки на колону:

Lсп.кол = 150мм

 

Спирання балки на стіну:

Lсв = L2 -300-150 = 4500-300-150=4050мм

Lсп.ст. Lк - Lсв - Lсп.кол = 4500-4050-150=300мм

 

Визначаемо розрахунковый проліт:

Lef = Lк - Lсп.кол/2 - Lсп.ст./2 = 4500-75-150=4275мм

 

 

3.4 Статичний розрахунок

 

Поперечна сила:

Qmax =(q*Lef)/2 = (29486*4,275)/2 = 63027 Н

 

Згинальний момент:

Mmax=(q*Lef2)/8 = (29486*4,2752)/8 = 67360 Н

 

 

 

 

3.5 Розрахунок міцності нормальних  перерізів

 

Підбираємо робочу арматуру

 

Дано:

 

Mmax = 67360 Н*м

Бетон – С16/20

Арматура – А400С

b*h = 0,2*0,5м

Rb= 11,5 МПа

 

Необхідно знайти:

 

• Необхідну площу поперечного перерізу робочої арматури
• Діаметр стержнів робочої арматури

 

 

1. Визначаємо розрахункові характеристики міцності матеріалів:

 

Для бетону класу С16/20 розрахунковий опір стиску Rb= 11,5 МПа

 

2. Визначаємо робочу висоту стержня:

 

h0 = h-a = 50 - 4 = 46см

де а=4см - захисний шар бетону

 

3. Визначаємо коефіцієнт А0:

 

А0 = Mmax/(Rb*b*h02) = 67360*100/(11,5*100*30*462) = 0,13 з цього випливає що n=0,935

 

4. Визначаємо необхідну площу поперечного перерізу робочої арматури:

 

Аs = Mmax/( Rs*n*h0) = 67360*100/(365*100*0.935*46) = 4,29 см2

Приймаємо за сортаментом арматурних виробів

3 стержні діаметром 18мм з Аs = 5,1 см2

 

 

 

 

 

3.6 Розрахунок міцності похилих перерізів

 

 

Перевіряємо умову необхідності розрахунку поперечних перерізів арматури

 

Qmax = 63027 Н

Qb = φb3*Rb*b*h0 = 0,6*0,9*20*46*100 = 49680H

де φb3 - коефіцієнт важкого бетону встановлений

 

    Умова не виконується, поперечну  арматуру встановлюю по розрахунку.

    З конструктивних міркувань при  діаметрі робочої арматури 20мм А400С, приймаю діаметр поперечної арматури з умов технології зварювання діаметром 10мм арматура А240С

 

 

4. Розрахунок залізобетонної колони І-го поверху.

 

 

Колону першого поверху проектуємо монолітною квадратного перерізу з попередніми розмірами 300×300мм (п.1.1). Колона стикується з монолітним фундаментом Фм-1 через випуски з нього арматури.

 

4.1. Обчислення навантаження від власної ваги конструкції покриття.

 

Для заданого будинку проектуємо суміщену пласку покрівлю, конструкція якої наведена на рис. 4.1:

 

Рис. 4.1. Конструкція покриття із суміщеною покрівлею.

 

Обчислення навантажень на покриття зводимо в таблицю:

Табл. 4.1

Види навантажень і їх підрахунок	Характеристичне навантаження, кН/м2	Коефіцієнт надійності, γfm	Розрахункове граничне навантаження, кН/м2
А.  Постійні: – шар євроруберойду на мастиці t = 0,005м, ρ = 600кг/м3; t×ρ = 0,005×600×(0,01)   – цементно-піщана стяжка t = 0,03м, ρ =1800кг/м3; t×ρ =0,03×1800× (0,01)   – утеплювач (плитний пінопласт) t =0,1м, ρ =45кг/м3; t×ρ =0,1×45× (0,01)   – одна верства пергаміну на мастиці t = 0,003м, ρ =600кг/м3; t×ρ = 0,003×600× (0,01)   – залізобетонна монолітна плита t=0,05м, ρ =2500кг/м3; t×ρ =0,05×2500× (0,01)     ребро головної балки, якщо крок балок аmb =L2 =7м: gmb =bmb(hmb–hpl)ρ/аmb =0,2(0,6–0,05) ×2500(0,01)/4,5 Б. Тимчасові:Донецьк Повне Sm= fm* S0*C Тривале Sp= (0,4*S0-S)*C                                                   Всього постійне:                  Всього тривале:	0,030       0,540       0,045       0,018       1,250     0,61         1,390	1,3       1,3       1,3       1,3       1,1     1,1 –       1,14	0,039       0,702       0,059       0,023       1,375     0,671         1,824 0,48   4,693 3,349

 

 

4.2. Обчислення навантаження від власної ваги колони.

 

Зосереджене навантаження від власної ваги колони  попередньо прийнятими поперечними розмірами bc ×hc =300×300мм обчислюємо за формулою:

Gc =(nH+ΔHfund)bc hc ρ γfm =(4·3,2+0,15) 0,3·0,3·2500(0,01)1,1=32,05кН,

де n =4 – кількість поверхів;

H =3,2м – висота окремого поверху;

ΔHfund =0,15м – заглиблення колони нижче відмітки підлоги І-го поверху.

 

4.3. Обчислення навантаження на монолітну колону І-го поверху.

 

1.Вантажна  площа покриття:

Авант = L1*L2 = 27м2

 

2. Розрахункове  навантаження від конструкції  покриття по вантажній площі:

Nпокр=Аван*qпокр повне=27*4693 = 126711 Н

тривала частина навантаження:

Nпокр= Аван*qпокр=27*3349=90423 Н

 

3. Розрахункове  навантаження від балок:

Nбал = V*р*10* fm= 6*0,2*0,5*2500*10*1,1 =16500 Н

 

4. Розрахунок  конструкцій перекриття по вантажній площі:

Nпер повн= Аван*qпер = 27*4456 = 120312 Н

тривала частина навантаження

Nпер тр= Аван*qпер = 27*3079 = 83052 Н

 

5. Розрахункове  навантаження від власної ваги  стержня колони:

Nкол повне = Nкол тр = V*р*10* fm= 0,3*0,3*12,95*2500*10*1,1= 32052 Н

 

Визначаємо повне розрахункове навантаження на колону першого поверху

Nповне= Nпокр повне+(Nбал повне*n)+(Nпер повне*n)+Nкол повне=126711+(16500*4)+(120312*3)+(32052*4)= 681855 Н

тривала частина навантаження:

Nтр= Nпокр тр+(Nбал тр*n)+(Nпер тр *n)+Nкол тр= 90423+(16500*4)+( 83052*3) + (32052*4) =

 =533787 Н

 

Відповідь: навантаження на колону становить:

Nповне = 681855 Н

Nтривале = 533787 Н

 

4.4. Розрахунок арматури і конструювання колони.

 

 

Розрахунок арматури ведемо спрощеним методом за алгоритмом, наведеним у [8]. Колону розглядаємо як залізобетонний елемент, стиснутий з випадковим ексцентриситетом.

Величину випадкового ексцентриситету еа. приймають більшою із двох значень

 

                      

 

Визначаємо співвідношення тривалого і повного зусиль в колоні

 

.

 

Розрахункова довжина колони, якщо коефіцієнт приведення геометричної довжини стрижня до розрахункової μ =0,7:

 

 

Обчислюємо гнучкість колони λh:

 

.

 

Оскільки гнучкість колони є більша, ніж 4, потрібно враховувати вплив бокового прогину колони на втрату стійкості. При λh=7,8<20 необхідну площу перерізу поздовжньої симетричної арматури розраховуємо за формулою:

 

 

Задаємося коефіцієнтом армування μ=0,01 (відсотком армування μ=0,5%) і обчислюємо коефіцієнт αs:

 

 

φb = 0,92

Тоді необхідна площа поздовжньої арматури, якщо А= bc hc =30·30=900см2, дорівнює:

 

 

За сортаментом приймаємо армавання 4Ø25А-ІІІ з фактичною площею арматури

При цьому фактичний коефіцієнт армування:

,

 

Конструювання ствола колони. Поздовжню арматуру в поперечному перерізі розміщуємо симетрично по кутах, забезпечуючи величину захисного шару бетону із умови сb≥ds ≥20мм. При ds=25мм призначаємо захисний шар бетону сb =30мм. Приймаємо зварні пласкі каркаси марки КР3, які слід виготовляти в заводських умовах за допомогою контактного точкового електрозварювання. Пласкі каркаси марки КР3 слід об’єднувати в просторові шляхом приварювання окремих стрижнів марки ОС3 із Ø8А-І за допомогою електрозварювальних кліщів. Діаметр поперечної арматури в колоні приймаємо конструктивно із умови dsw ≥ 0,25ds= 0,25·25=6,25мм. Фактично приймаємо поперечні хомути діаметром 8мм із гарячекатаної гладкої арматури класу А-І (Ø8А-І). Крок хомутів у колоні у випадку зварних каркасів призначаємо із умови sw ≥ 20ds ≥ bc. Призначаємо крок хомутів sw=bc=300мм. Захисний шар бетону для торців поперечної арматури – 10мм.

Довжину напуску поздовжньої арматури з арматурою випусків із монолітного фундаменту приймаємо рівною lov=20ds=20·25=500мм. Довжину просторового каркасу марки КП3 призначаємо з урахуванням напуску поздовжньої арматури в місці подібного стику арматурних каркасів на рівні відмітки монолітної плити ІІ-го поверху