Конструирование каркаса К-1 ригеля

Каркас К-1 конструируем исходя из принятых сечений стержней арматуры, а также из принятых величин шага поперечной арматуры в разных частях пролета (Рис.4.6).

Длину верхнего стержня рабочей арматуры определяем по эпюре материалов. Требуемая длина стержня будет равна: 3730 + 440 ∙ 2 = 4610. Учитывая, что шаг внутренних стержней 250мм, а шаг стержней в приопорных зонах 200мм, принимаем длину верхнего стержня рабочей арматуры 3230мм, оставляя с обоих концов выпуски по 15мм для сварки:

l = 15 + 2 ∙ 100+2 ∙ 80 + 8 ∙ 200 + 10 ∙ 250 +8 ∙ 200 +15 = 5730мм.

 

Рис. 4.6. Каркас К-1 ригеля.

 

РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ

Для проектируемого 8-этажного здания принята сборная железобетонная колонна сечением 40×40 см. Для колонн применяется тяжелый бетон классов по прочности на сжатие не ниже В15, а для сильно загруженных – не ниже В25. Армируются колонны продольными стержнями диаметром 16 …40 мм из горячекатаной стали А400,А500С и поперечными стержнями преимущественно из горячекатаной стали класса А240.

 

Исходные данные

Нагрузка на 1 м2 перекрытия принимается такой же, как и в предыдущих расчетах (см. табл. 1).

Нагрузка на 1 м2 покрытия

Таблица 5,1

№ п/п	Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м2	Коэфф. надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка, кН/м2
	Постоянная:
	- гидроизоляциооный ковер(3слоя) -Армированная цементно-песчаная стяжка, δ = 40 мм, ρ = 2200 кг/м3 -Керамзит по уклону, δ = 100 мм, ρ =600 кг/м3 -Утеплитель – минераловатные пли- ты, δ = 150 мм, ρ = 150 кг/м3	0,150   0,880   0,6   0,225	1,3   1,3   1,3   1,2	0,195   1,,144   0,780   0,270
	- Пароизоляция 1 слой -Железобетонная плита перекрытия с омоноличиванием швов, δ = 220 мм	0,050   2,522	1,3   1,1	0,065   2,774
	Итого постоянная (groof)	4,44	-	5,204
	Временная нагрузка – снеговая*: S = S0μ в том числе длительная часть снего- вой нагрузки Ssh	2,4·0,7=1,680   0,840	-	2,4   1,200
Полная нагрузка (groof + S)	6,12	-	7,604

 

Материалы для колонны:

Бетон – тяжелый класса по прочности на сжатие В30, расчетное сопротивление при сжатии Rb = 17,0 МПа

Арматура:

− продольная рабочая класса А500С (диаметр 16 …40 мм), расчётное сопротивление Rs = 435МПа, Rsc = 435 МПа,

− поперечная – класса А240.

 

Определение усилий в колонне

Рассчитывается средняя колонна подвального этажа высотой h_fl = 2,8 м. Высота типового этажа h_fl также равна 2,8 м.

Грузовая площадь колонны А = 6×6,3 = 37,8м²

Продольная сила N, действующая на колонну, определяется по формуле:

N = γn (g +Vp + ψn 1·V0) n·A + gb (n + 1) + gcol (n + 1) + γn (groof + S) A,

где n – количество этажей. В нашем случае n = 8; А – грузовая площадь; g, V_p, V₀ –соответственно постоянная и временная нагрузки на 1 м2 перекрытия по табл. 1.

g_roof – постоянная нагрузка на 1 м2 покрытия по табл. 2 (g_roof = 5,204 кН/м2);

S – полная снеговая нагрузка на 1 м2 покрытия по табл. 2;

g_b – собственный вес ригеля с учетом γf и γn длиной (6,3 – 0,4) = 5,9 м;

g_b = 4,91·5,9 = 28,97 кН;

4,91 кН/м – погонная нагрузка от собственного веса ригеля (см. расчет ригеля);

g_col – собственный вес колонны;

g_col = γ_n· γ_f · ρ· А_col · h_fl = 0,95·1,1·2500(10^-2) ·0,4·0,4·2,8 = 11,7 кН;

ψ_{n 1} – коэффициент сочетаний (коэффициент снижения временных нагрузок в зависимости от количества этажей), определяемый по формуле 3 [1]:

ψ_{n 1}=0,4+

N=0,95(5,57+0,2+0,575·3,4)9·37,8+28,97·(9+1)+11,7(9+1)+0,95(5,204+2,4)37,8=3211,95кН.

 

Расчет колонны по прочности

Расчет по прочности колонны производится как внецентренно сжатого элемента со случайным эксцентриситетом е_а:

е_а=(1/30)h_col= 40/30=1.33см; е_а=(h_fl/600)= 0.47см; е_а=1см

Однако расчет сжатых элементов из бетона классов В15 …В35 (в нашем случае В25) на действие продольной силы, приложенной с эксцентриситетом е ₀ = е_а=1,33 при гибкости l 0/ hcol < 20, допускается производить из условия:

N ≤ ϕ · (γb 1 RbAb + RscAs,tot),

где Ab – площадь сечения колонны;

As,tot – площадь всей продольной арматуры в сечении колонны:

l 0 – расчетная длина колонны подвала с шарнирным опиранием в уровне 1-го этажа и с жесткой заделкой в уровне фундамента;

Rsc – расчетное сопротивление арматуры сжатию.

l 0 = 0,7(hfl + 15 см) = 0,7(280 + 15) = 206,5 см;

l 0/ hcol= 206,5/40=5,16<20; Ab =40·40=1600 см².

A_s,tot= см²

Из условия ванной сварки выпусков продольной арматуры при стыке колонн, минимальный ее диаметр должен быть не менее 20 мм. Принимаем 4Ø28 А500С с As = 24,6 см².

т.к. l 0/ hcol ≈ 5.

Диаметр поперечной арматуры принимаем Ø14 А240 (из условия сварки c продольной арматурой). Шаг поперечных стержней s = 300 мм, что удовлетворяет конструктивным требованиям s ≤ 15 d = 15·20 = 300 мм и s ≤ 500 мм.

Армирование колонны показано на рис.11.

А) Б)

 

С)

 

Рис 11:а)схема армирования; б)опалубка колонны; с)разрез поперечный