Определение продольных сил от расчетных усилий

4.1  Определение продольных сил от расчетных усилий.

Грузовая площадь средней колонны при сетке колонны 6х52, м равна А_гр=6*5,2=31,2 м².

Постоянная нагрузка от перекрытия одного этажа с учетом j_n=0.95: Q_перекр=3920*31,2*0,95=116,2 кН, от ригеля Q_bm=(2.61*10³/5.2)*31.2=15.66 кН; от колонны: Q_col=0.25*0.25*4.2*25000*1.1*0.95=6,86 кН., Итого: G_перекр=138,72 кН.

Временная нагрузка от перекрытия одного этажа с учетом j_n=0.95: Q_вр=4800*31,2*0,95=142,27 кН, в точности длительная: Q_вр^дл=3000*31,2*0,95=88,92 кН, кратковременное Q_вр^кр=1800*31,2*0,95=53,35 кН.

Постоянная нагрузка при весе кровли и плиты 4 КПа составляет: Q_пок=4000*31,2*0,95=118,56 кН, от ригеля : Q_вш=15,66 кН; от колонны: Q_col=6,86 кН;

Итого: G_покр=141,08 кН.

Снеговая нагрузка для города Москвы – при коэффициентах надежности по нагрузке j_f=1.4 и по назначению здания j_n=0.95: Q_cн=1*31,2*1,4*0,95=41,5 кН, в точности длительная:

Q_сн^l=0.3*41.5*10³=12.45 кН; кратковременная : Q_сн^кр=0,7*41,5*10³=29,05 кН.

Продольная сила колонны I этажа от длительных нагрузок :

N_l=((141.08+12.45+(138.72+88.92)*2)*10³=608.81 кН; то же от полной нагрузки N=(608.81+29.05+53.35)*10³=691.21 кН.

4.2  Определение изгибающих моментов колонны от расчетных нагрузок.

Определяем максимальный момент колонн – при загружении 1+2 без перераспределения моментов. При действии длительных нагрузок:

М₂₁=(α*g+β*φ)*l²= - (0.1*27.36+0.062*17.1)*10³*5.2²= - 102.65 кН*м.

N₂₃= - (0,091*27,36+0,03*17,1)*10³*5.2²= - 81.19 кН*м.

При действии полной нагрузки: М₂₁= - 102,65*10³-0,062*10,26*10³*5,2²= - 119,85 кН*м;

М₂₃= - 81,19*10³-0,03*10,26*10³*5,2²= - 89,52 кН*м.

Разность абсолютных значений опорных моментов в узле рамы: при длительных нагрузках

∆М_l=(102.65-81.19)*10³=21.46 кН*м;

∆М=(119,85-89,52)*10³=30,33 кН*м.

Изгибающий момент колонны I этажа: М_1l=0.6*∆М_l=0.6*21.46*10³=12.88 кН*м; от полной нагрузки: М₁=0,6*∆М=0,6*30,33*10³=18,2 кН*м.

Вычисляем изгибающие моменты колонны, соответствующие максимальным продольным силам; для этого используем загружение пролетов ригеля по схеме 1.

От длительных нагрузок : ∆М_l=(0,1-0,091)*44,46*10³*5,2²=10,82 кН*м;

Изгибающий момент колонны I этажа: М_1l=0.6*10.82*10³=6.5 кН*м.

От полных нагрузок: ∆М=(0,01-0,091)*52,31*10³*5,2²=12,73 кН*м; изгибающий момент колонны I этажа: М₁=0,6*12,73*10³=7,64 кН*м.

4.3  Характеристики прочности бетона и арматуры.

Бетон тяжелый класса В20; R_b=11.5 МПа; j_b2=0.9; E_b=27000 МПа.

Арматура класса А-III, R_s=365 МПа; E_s=200 000 МПа.

Комбинация расчетных усилий: max N=691.21 кН, в точности от длительных нагрузок N_l=608.81 кН и соответствующий момент М₁=7,64 кН*м, в точности от длительных нагрузок M_1l=6.5 кН*м.

Максимальный момент М=18,2 кН*м, в точности M_l=12.88 кН*м и соответствующее загружению 1+2 значение N=691.21*10³-142.27*10³/2=620.1 кН, в точности N_l=608.81*10³-88.92*10³/2=564.35 кН.

4.4  Подбор сечений симметричной арматуры A_s= A_s^’.

Приведем расчет по второй комбинаций усилий.

Рабочая высота сечения колонны h₀=h-a=0.25-0.04=0.21 m; ширина b=0.25 m.

Эксцентриситет силы е₀=M/N=18.2*10³/620*10³=0.029 m. Случайный эксцентриситет е₀=h/30=0.25/30=0.008 m, или е₀=l/600=4.2/600=0.029m> случайного, его и принимаем для расчета статически неопределимой системы.

Находим значение моментов в сечении относительно оси, проходящий через ц.т. наименее сжатой (растянутой) арматуры.

При длительной нагрузки: : М_1l=М_l+N_l(h/2-a)=12.88*10³+564.35*10³(0.25/2-0.04)=60.85 кН*м; при полной нагрузки: М₁=18,2*10³+620,1*10³*0,085=70,91 кН*м.

Отношение l₀/τ=4.2/0.0723=58.1>14

Расчетную длину многоэтажных зданий при жестком соединении ригеля с колоннами в сборных перекрытиях принимаем равной высоте этажа l₀=l. В нашем случае l₀=l=4,2 м.

Для тяжелого бетона: φ_l=1+M_1l/M_l=1+60.95*10³/70.91*10³=1.86. Значение j=l₀/h=0.029/0.25=0.116<j_min=0.5-0.01*l₀/h-0.01*R_b=0.5-0.01*4.2/0.25-0.01*0.9*11.5=0.229 – принимаем j=0.229. Отношение модулей упругости α=E_s/E_b=200*10⁹/27*10⁹=7.4.

Задаемся коэффициентом армирования μ₁=2*A_s/A=0.025, вычисляем критическую точку :

N_cr=6.4E_b*A/l²* [r²/ φ_l*(0.11/(0.1+j)+0.1)+αμ₁*(h/2-a)²]=6.4*27*10⁹*0.25²/4.2²*[0.0723²/1.86*(0.11/(0.1+0.229)+0.1)+7.4*0.0025(0.25/2-0.4)²]=

1566 кН.

Вычисляем : η=1/(1-N/N_er)=1/(1-620.1*10³/1566*10³)=1.66

Значение эксцентриситета равно: e=e₀*η+h/2-a=0.029*1.66+0.25/2-0.04=0.13 m.

Определяем границу относительную высоту сжатой зоны:

ζ_r=w/1+65R/500*(1-w/1.1)=0.77/1+365*10³/500*(1-0.77/1.1)=0.6.

где w=0,85-0,008*R_b=0.85-0.08*0.9*11.5=0.77 – характеристика деформированных свойств бетона.

Вычисляем :

1) α_n=N/R_b*b*h₀=620.1*10³/0.9*11.5*10³*0.25*0.21=1.14>ζ_R.

2) α_S= α_n(e/h₀-1+ α_n/2)/1-S^’=1.14*(0.13/0.21-1+1.14/2)/1-0.19=0.27>0

j^’=a^’/h₀=0.04/0.21=0.19.

₃₎     ζ= α_n(1- ζ_R)+2* α_S* ζ_R /1- ζ_R+2* α_S=(1.14*(1-0.6)+2*0.27*0.6)/1-0.6+2*0.27=0.83> ζ_R

Определяем площадь сечения арматуры:

A_s=A_s^’=N/R_s*(e/h₀- ζ*(1- ζ_/2)/ α_n)/1-j^’=620.1*10³/365*10³*(0.13/0.21-0.83*(1-0.83)/1.14)/1-0.19=

=4.05*10^-4 m².

Принимаем 2ø18 А-III с A_s=5.09*10^-4 m².

Проверяем коэффициенты армирования: μ=2*A_s/A=2*5.09*10^-4/0.25²=0.016<0.025. Следовательно, принимаем армирование колонны по минимальному коэффициенту:

2A_s/A=0.025

A_s=A*0.025/2=0.025²*0.025/2=7.81*10^-4 m².

Принимаем 2Ф25 А –III с A_s=9.82*10^-4 m².

Похожие работы

Проектирование и предварительный расчет точности полигонометрического хода при создании геодезического обоснования

Скачать

31332

2

2

... уклонения направления сторон хода от направления замыкающей Θ, и расстояния от вершины хода до замыкающей, как следует из чертежа, меньше предельных значений.   8. Расчет точности полигонометрического хода   Точность хода характеризует предельная ошибка Dпред планового положения точки в самом слабом месте после уравнивания. Учитывая, что средняя квадратическая ошибка m положения точки ...

Тепловой расчет парового котла типа Пп-1000-25-545/542-ГМ

Скачать

31037

64

4

... по схеме «противоток». Регулирование температуры промежуточного перегрева производится с помощью рециркуляции газов, и частичного байпасирования регулирующей ступени. 4. Расчет экономичности и тепловой схемы парового котла 1. Располагаемая теплота сжигаемого топлива, кДж/м3 (кп) (3.4) 2. КПД проектируемого парового котла (по обратному балансу), % ...

Расчет состава машино-тракторного парка

Скачать

39178

5

2

... сельскохозяйственных процессов. Общее количество тракторов (пи), или инвентарный парк тракторов определится из выражения:   nи=nэ/Kг (17) 1.3 Построение графиков загрузки тракторов Принимая состав машинно-тракторного парка, полученный расчетом за действительный, необходимо произвести загрузку каждого хозяйственного трактора по форме, показанной на рис. 2. (Содержание всех граф и цифры в ...

Расчет технико-экономических показателей здания магистральной насосной. Первый пусковой комплекс

Скачать

42036

17

2

... W тр = 1,1 * 83,48 = 91,828 кВт. По рассчитанной мощности подбираем трансформатор ТМ - 100/6. Таблица 12 - Технико-экономические показатели Показатели Ед. измерения Величина показ. Примечание Площадь проектируемого здания м2 1080 Fп Площадь строительной площадки м2 1190 F Площадь застройки временных зданий м2 133,29 Fв Протяженность временных ...