Подбор поперечной арматуры в главной балке

3.4. Подбор поперечной арматуры в главной балке.

Главная балка армируется пространственными сварными каркасами выполненными из плоских каркасов. Для удобства армирования число плоских каркасов во всех пролетах главной балки должно быть одинаковым. Диаметр поперечной арматуры равен:

d_sw = ( 1/3 - 1/4 )^.d_s= 8 мм

Максимальный шаг хомутов расчитывается по формуле:

 

затем в соответствии с нормами назначается действительный шаг хомутов. Так для первого пролета Q_max=379 кН ; U_max=74 см , но в соответствии с нормами на опорном участке шаг хомутов 0.5>U<h/3

при h>450, поэтому принимаю (L_оп=2м) U₁ = 200 мм ;

в середине пролета 0.5>U<3h/4 , принимаю U₂ = 450 мм.

Для остальных пролетов принимаем такие же значения для шагов хомутов U₁ = 200 мм для L_оп=2м и U₂=500 мм

Выполним проверку

 

Где n - число срезов хомута

b - ширина ребра балки

fx - площадь одной ветви хомута

Rax - расчетное сопротивление хомута

Rвт - расчетное сопротивление бетона на разрыв

6115 > 1800

условие выполнено!!!

4. Проектирование колонн и фундаментов ребристиго перекрытия.

4.1. Основные конструктивные требования к проектированию колонн.

Колонны предназначены для поддержания железобетонного перекрытия. Будучи жестко связанными с главными балками, они фактически представляют собой стойки рамной конструкции. Поэтому в них в общем случае возникают сжимающие усилия, изгибающие моменты и поперечные силы. Однако при пролетах, незначительно отличающихся друг от друга, средние колонны ребристого перекрытия, как правило, испытывают незначительный изгиб и их практически можно считать центрально сжатыми.

Армирование железобетонной колонны осуществляется стержневой продольной арматурой и хомутами.

Поперечное сечение центрально сжатых колонн обычно имеет форму квадрата. Размеры сечений колонн следует принимать кратными 5 см. Минимальные размеры поперечного сечения колонн из монолитного железобетона 300 X 300 мм.

4.2. Расчет колонны.

Грузовая площадь для одной колонны равна

F_{гр пл} = l_гл + l_вт = 6 * 5.4 = 32.4 м

Усилие действующее на колонну от собственного веса перекрытия:

G = g_св * F_{гр пл} = 3.8 кН/м² * 32.4 м² = 123.12 кН

Нагрузка от собственного веса колонны:

G_свк = b_к² * h_к * 3H_к * g_б * n = 0.35² * 3 * 4 * 24 = 35.28 кН

Нагрузка от веса главной балки:

G_гл = ( 0.6 - 0.08 ) * 0.3 * 24 * 6 * 1.1 = 24.7 кН

Нагрузка от веса второстепенных балок:

3G_вт = (( 0.5 - 0.08 ) * 0.25 * 24 * 5.4 * 1.1) * 3 = 45 кН

Суммарная нагрузка:

Gкол = Gпол + Gгл + 3Gвт = 123.12 + 24.7 + 45 = 193 кН

Сжимающая сила N действующая на колонну в сечении 1-1:

N_1-1 = 3G_кол + G_{св к} + 2P = 3*193+ 35.28 + 2*661 = 1936.3 кН

где Р = р * F_{гр пл} = 20.4 * 32.4 = 660.96 кН

При заданном сечении колонны площадь арматуры определяется по формуле :

здесь m=1 ( т.к. b_к > 20 см )

j - коэф.продольного изгиба, определяется из формулы

j = j_б + 2(j_ж - j_б)R_sA_s/R_бA_б =

= 0.91 + 2( 0.92 - 0.91 ) * 34000 * 15.2/1350*1225 = 0.91625

j_ж = 0.92  j_б = 0.91 ( табл. 6 [1] )

зададимся диаметром и числом старжней арматуры 4Æ 22, тогда А_s = 15.2 см².

Принимаем для колонны 4Æ 22 с сечением 15.2 см².

Для объединения продольной арматуры в общий каркас и придания ему жесткости, а так-же для предотвращения выпучивания стержней арматуры вследствии их продольного изгиба, колонна армируется сварными каркасами. Расстояние между хомутами принимаю L=0.4 м, диаметр арматуры для хомутов d_св = 8 мм.

При изготовлении колонн, продольные стержни у основания колонн стыкуются с выпусками из фундамента, а вверху - со стержнями колонн вышележащего этажа.

4.3. Проектирование фундамента.

Фундамент здания состоит из отдельных монолитных железобетонных фундаментов ступенчатой формы ( рис. 19 [1] ).

Высота каждой ступени и общая высота фундамента принимаются кратными 150 мм. Размеры ступеней ( за исключением нижней ) назначаются так, чтобы входящие углы уступов располагались на плоскости, проведенной под углом 45’ от основания колонны. Глубина заложения фундаментов Нз = 1.2 - 1.5 м диктуется глубиной промерзания.

В производственных зданиях глубина заложения фундаментов часто определяется отметкой основания оборудования.

4.4. Расчет фундамента.

Площадь подошвы фундамента:

где n_ср=1.15 - усредненный коэффициент перегрузки,

R_гр=300 кН/м² - расчетное сопротивление грунта,

g_ср=20 кН/м² - усредненная плотность фундамента и грунта,

Н_з - глубина заложения фундамента.

Ширина фундамента равна:

а_ф = b_ф = F_ф^1/2 = 2.5 м

Высоту фундамента определяю по формуле:

принимаю высоту H_ф=75 см

Проверяю условие:

Р <= k * R_p * H_0ф * р_ср ,

где Р = N - F_осн * s_гр , где s_гр = N / F_ф = 1936,3 / 6.23 = 310.8 кН / м²

Fосн=(h_к - 2Н_оф)*(h_к - 2Н_оф) = 3 м

Р = 1936.3 - 3 * 310.8 = 1005 кН

р_ср= 2(0.75+0.35+0.69)= 3.7 м

1005 < 1 * 10⁶ * 0.69 * 3.7 = 25.5 кН

проверка выполнена!

Минимальную рабочую высоту первой ступени фундамента определяю по формуле:

принимаю h₀₁ = 0.4 м и h₀₂=0.35 м.

4.5. Армирование фундамента.

Площадь сечения рабочей арматуры определяется из расчета на изгиб консольных выступов фундамента в сечениях I-I (у грани колонны)

и II-II ( у грани второго уступа ) .

Моменты в этих сечениях определяю по формулам :

 

Сечение арматуры нахожу по формуле:

Принамаю в обоих направлениях арматуру 14 Æ 14 ( F_факт=21.55 см² )

Стержни ставятся с шагом 17 см.

Список литературы

1. Кононов Ю.И. Монолитное железобетонное ребристое перекрытие с балочными плитами. Методические указания к курсовому проекту по курсу “Железобетонные конструкции”

2. Курс лекций по предмету “Железобетонные конструкции” под руководством Кононова Ю.И.