Розрахунок на відрив

4.2.3 Розрахунок на відрив

В рамі із монолітного залізобетону навантаження від другорядної балки передається на спеціальну поперечну арматуру, яку проектуємо у вигляді сіток.

Площу поперечного перерізу арматури сіток знаходимо за формулою

,

де F2 = 350,81 кН – зусилля, яке знаходимо при статичному розрахунку рами;

Rs – розрахунковий опір сталі класу А-ІІ.

Сітки влаштовуємо на ділянці ригеля

,

де із розрахунку міцності нормальних перерізів другорядної балки (опора 1).

Приймаємо 5 Æ 20 А-ІІ, As = 15,71 см2 з кроком s = 100 мм.

4.3 Розрахунок і конструювання колони

Колона, сприймаючи дію згинаючого моменту і поздовжньої сили, працює на позацентровий стиск. Розрахункова довжина колони у площині рами l0 = 2H. При розрахунку міцності колони її висоту приймають рівною віддалі від обрізу фундаменту до осі ригеля. У нашому випадку

H = Hпідошв. – hf – hmb / 2 = 7,7-0,8 – 0,6 / 2 = 6,6 м = 660 см.

Тоді l0 = 2 · 6,6 = 13,2 м.

Матеріал колони: бетон класу В30 – Rb = 17 МПа; Eb = 3,5·104 МПа (табл. 7.3 і 7.5 [5]); арматура класу А-ІІ – Rs = 280 МПа; Es = 2,1·105 МПа (табл. 7.8 і 7.11 [5]).

Переріз І-І (біля ригеля). Визначаємо розрахункові зусилля. Згинаючі моменти від дії:

а) всіх навантажень

M1 = Mc – HD · 0,5 · hmb = 111,84 – 24,76 · 0,5 · 0,6 = 104,41 кН·м;

б) тривалих навантажень

M1,l = MC,l – HD,l · 0,5 · hmb = 107,1 – 23,28 · 0,5 · 0,6 = 100,12 кН·м,

де HD,l = HD – HD3 = 24,76 – 1,48 = 23,28 кН;

MС,l = MС – MC,3 = 111,84 – 4,74 = 107,1 кН·м.

Нормальні поздовжні сили від дії:

а) всіх навантажень N1 = VD = 412,26 кН;

б) тривалих навантажень N1,l = VD,l = VD –VD3 = 412,26 –1,82= 410,44 кН.

Визначаємо ексцентриситети

; .

Робоча висота перерізу h0 = hc – а = 40 – 4 = 36 см.

Гнучкість колони l0 / hc = 13,2/ 0,36 = 37,1 > 10, необхідно врахувати прогин елемента. Вплив прогину враховується коефіцієнтом

,

де Ncr – умовна критична сила, яку можна обчислити за формулою

,

де I, Is – моменти інерції відповідно перерізу бетону та арматури:

;

;

де μs – коефіцієнт армування, попередньо задаємося .

φl – коефіцієнт, який враховує вплив тривалого навантаження

;

δе – відносний ексцентриситет e0 / hc, який приймають не меншим

δе,min = 0,5 – 0,01 · l0 / hc – 0,01 · Rb = 0,5 – 0,01 · 37,1 – 0,01 · 17 = 0,041.

У нашому випадку

δе = e0 / hc = 25 / 40 = 0,625.

Підставивши значення величин у формулу для обчислення критичної сили, одержимо

Так як Ncr = 464,76 кН > N1 = 412,26 кН, то переріз колони достатній для сприйняття зусилля

.

Визначаємо ексцентриситет сили відносно центра ваги арматури As з врахуванням прогину

e = e0 · η + hc / 2 – a = 25 ·8,85 + 40 / 2 – 4 = 237,25 см.

Попередньо знаходимо відносну висоту стиснутої зони бетону

.

Площа стиснутої арматури

 см2

За мінімально допустимим процентом армування площа перерізу

Приймаємо 2Æ 25А-ІІ, As =9,82 см2 (табл. 5.41 [5]).

Дійсне значення α0

.

α0 = 0,395  ξ = 0,543 < .

Потрібна площа розтягнутої арматури

.

Приймаємо 4 Æ 28, А-ІІ, As = 24,63 см2.

Фактичний коефіцієнт армування

Розбіжність % = 13,04% < 15%.

Розрахунок колони в перерізі ІІ–ІІ (біля фундаменту).

При визначенні поздовжньої сили у перерізі ІІ–ІІ необхідно врахувати власну масу колони

σc = bc · hc ·H · ρb ·γfb = 0,3· 0,4 · 6,60 · 25 · 1,1 = 22,04 кН.

Визначаємо розрахункові зусилля в перерізі ІІ–ІІ.

Згинаючі моменти від дії :

а) всіх навантажень М2 = МD = 59,03 кН·м;

б) тривалих навантажень M2,l = MD – MD4 = 53,56 кН·м.

Нормальні поздовжні сили від дії:

а) всіх навантажень N2 =N1 + σc = 412,26 +22,04 = 434,3 кН;

б) тривалих навантажень N2,l = VD,l + σc = 410,44 + 22,04 = 432,48 кН.

Визначаємо значення ексцентриситетів:

e0 = M2 / N2 = 59,03 / 434,3 = 0,14 м;

e0l = M2l / N2l = 53,56 / 432,48 = 0,12 м.

Відносний ексцентриситет

δe = e0 / hc = 14 / 40 = 0,35;

.

Задаємося коефіцієнтом армування μ = 0,015.

;

Розрахунковий ексцентриситет

e = e0 · η + hc / 2 – a = 14 · 5,78 + 40 / 2 – 4 = 96,92 см.

Орієнтовна відносна висота стиснутої зони

Площа стиснутої арматури

.

Мінімально допустима площа перерізу арматури

Asmin = μmin · b · h0 = 0,0025 · 30 · 36 = 2,7 см2.

Приймаємо 2 Æ 25 А-ІІ, As = 9,82 см2.

Дійсне значення a0

.

За . x=0,371< xК=0,6. Потрібна площа розтягнутої арматури

=.

Приймаємо 3Æ 25 А-ІІ, As = 14,73 см2.

Фактичний коефіцієнт армування

Розбіжність % = 11,7% < 15%.

Поперечну арматуру приймаємо з класу А-І Æ 8. Крок поперечний арматури . Приймаємо s=300 мм.

Плоскі каркаси об’єднують у просторові за допомогою стержнів(шпильок) діаметром 8 мм з класу А-І. Крок цих стержнів дорівнює кроку поперечної арматури.