Конструкции городских сооружений и зданий (стр. 5 )

 — ширина сечения колонны; на данном этапе расчета можно принять

Максимальные расчетные усилия в ригеле:

в пролете ; на опорах .

Затем выполняют конструктивные расчеты. Задаются классом бетона по прочности на сжатие (В20-В30) и классом арматуры: продольной рабочей и отгибов (A-III) и поперечной (A-I). По схеме 1 (п. 3.3.1) производят расчет прочности нормальных сечений и определяют площадь продольной рабочей арматуры As. Подбирают по сортаменту 4 стержня нужного диаметра с площадью As1≥As. Следует иметь в виду, что ширина сечения, вводимая в расчет, равна b (см. рис. 1). Условие п. 3 схемы 1 проверять не нужно.

При расчете прочности наклонных сечений учитывают, что часть поперечной силы воспринимается отгибами

,

где  — площадь поперечного сечения отгибов ( = 0,5);

Rs — расчетное сопротивление отгибов (Rs = 365 МПа);

 — угол наклона отгибов, sin = 0,707 ( = 45°).

Поперечная сила, которая должна быть воспринята бетоном сжатой зоны и поперечной арматурой (хомутами):

Подбор площади поперечной арматуры ригеля в опорной части нужно выполнить по схеме 2 (п. 3.3.2) на поперечную силу Q1. Диаметр хомутов рекомендуется принять 6-8 мм, число каркасов — 2. Высота поперечного сечения ригеля — h1 ширина — b (рис. 7), На остальной части ригеля, где его высота равна h, шаг хомутов можно принять по конструктивным требованиям (п. 10 схемы 2).

Расчет калиброванной закладной детали («рыбки») выполняют из условия, что она должна обеспечить восприятие изгибающего момента на опоре ригеля М=55 кНм. При плече внутренней пары сил h1 (рис. 7) усилие, воспринимаемое закладной деталью:

.

Требуемая площадь поперечного сечения закладной детали из стали ВСтЗпс (Rs = 225 МПа)

Толщину калиброванной закладной детали обычно равной 10 мм, ширину средней части — исходя из требуемой площади поперечного сечения Аs.

Калиброванная закладная деталь Ml (рис. 7) крепится сваркой к закладной детали ригеля М2, которая в свою очередь должна быть приварена к верхним продольным стержням арматурного каркаса ригеля. Требуемая площадь этих стержней из арматуры класса A-III

(Rs = 365 МПа)

По сортаменту нужно принять 2 стержня нужного диаметра.

Кроме того, выполняют расчеты сварных соединений стыка ригеля с колонной. В курсовом проекте можно эти расчеты не делать.

По результатам расчетов в пояснительной записке необходимо привести эскиз армирования ригеля. Кроме рабочей арматуры предусматривается монтажная: продольная — Ф10 A-I, поперечная, объединяющая плоские каркасы в пространственные — 0,3 диаметра продольной арматуры, шаг 500, класс A-I. Толщину закладных деталей рекомендуется принять равной 10 мм, другие размеры — из условия возможности устройства сварных соединений. Пример оформления эскиза ригеля приведен на рис. 8.

Рис. 8. Основные размеры и армирование ригеля

 

4. Расчет и конструирование колонны подвала

 

Статический расчет колонны выполняют, как правило, на ЭВМ в составе поперечной рамы. Результатом этого расчета являются значения усилий М, N, и Q. Необходимо отметить, что в колоннах многоэтажных каркасных зданий величина поперечной силы Q очень мала и ее в расчетах можно не учитывать.

При выполнении статического расчета вручную в курсовом проекте усилия М и N в колонне подвала среднего ряда с некоторыми упрощениями можно определить следующим образом.

В начале находят величину грузовой площади покрытия и каждого из перекрытий, нагрузка с которой передается на колонну:

Обозначения указаны на рис. 9, где расчетная грузовая площадь заштрихована. Затем определяют расчетные нагрузки.

Рис. 9. К определению нагрузок на колонну.

 

Нагрузка на колонну от веса перекрытий

где q — полная расчетная нагрузка на 1 погонный метр ригеля (см.

расчет ригеля);

В — шаг ригелей, м;

р — временная расчетная нагрузка на 1 м2 перекрытия (см.

табл. 1);

nпер — число перекрытий в здании.

Нагрузка на колонну от веса покрытия

где g1 — расчетная нагрузка от веса пола (см. табл. 1);

, — объемный вес соответственно утеплителями стяжки, которые принимаются самостоятельно; можно задаться  = 100-600 кг/м3;  = 1800 кг/м3; при подсчете Р2 эти значения перевести в килоньютоны на кубометр;

, толщина соответственно утеплителя и стяжки; величина  определяется теплотехническим расчетом; в курсовом проекте можно назначить  ориентировочно и  = 0,02м;

 — нагрузка от веса рулонной кровли —  = 20 кг/м2

(0,2кН/м2);

,, — коэффициенты надежности по нагрузке соответственно утеплителя, стяжки и кровли, которые здесь равны 1,3. Нагрузка от веса колонны

,

где  — предварительный размер поперечного сечения колонны

();

hпод, hэт — высота соответственно подвала и этажа (из задания);

n — число этажей (из задания);

 — объемный вес железобетона —  = 2500 кг/м3 (25 кН/м3);

 — коэффициент надежности по нагрузке (=1,1).

Постоянная расчетная нагрузка на колонну:

Временная расчетная нагрузка на колонну

где  — нормативный вес снегового покрова на 1 м2 поверхности земли, принимаемый по табл. 4 [2] в зависимости от района строительства; район, где находится город, указанный в задании, определяется по карте 1 [2];

 — коэффициент надежности для снеговой нагрузки. Постоянная расчетная продольная сила в колонне подвала

Определение изгибающих моментов в колонне в курсовом проекте можно выполнить упрощенно из условия, что при полужестких стыках с ригелями максимальный момент в колонне возникает при загружении временной нагрузкой одного из двух ригелей, опирающихся на колонну, причем момент воспринимается только колонной. В этом случае

где R — опорная реакция ригеля от временной нагрузки р (табл. 1) —, где  и  — шаг и пролет ригелей;