Разработка архитектурно-конструктивного проекта станции нейтрализации промышленных стоков (стр. 9 из 16)

α_n =

A_s = А_s^’ =

Принимаем арматуру конструктивно: 2ф18А-IIIc А_s = А_s^’ = 509 мм² с каждой стороны сечения.

Сечение II-II.

Размеры сечения h = 380 мм; в = 400 мм, а = а’ = 50 мм;

h_o = 380 – 50 = 330 мм. Бетон и рабочая арматура здесь те же, что и в сечении I-I: В15 и А-III.

В этом сечении имеем одну невыгодную комбинацию из первых сочетаний усилий (постоянное + снег):

М₁ = 33,74кН∙м; N₁ = 551,8 кН;

М_дл = - 29,11 кН∙м; N_дл = 431,14 кН

1. Расчетная длина и гибкость колонны.

е_ов = 2,5 Нв = 2,5 ∙ 2,9 = 7,25 м.

h = 380 мм

λ_к = е_о/h = 7,25/0,38 = 19,08 > 4.

2. Определение эксцентриситетов продольных сил и величин условных критических сил.

е_ов = 7,25 м; λ_в2 = 0.9; R_в = 7,65 МПа

Рис. П.2.5. Комбинация расчетных усилий для сечений I-I (A) II-II (Б)

е_ое =

D₁ =

МПа.

D₂ =

Принимаем δ_е = 0,226.

ψ_е = 1 + 1 ∙

е₍₁₎ = 0,061 +

М₍₁₎ = 551,8 ∙ 0,201 = 110,91 кН∙м;

е^е₍₁₎ = 0,07 + 0,38/2 – 0,05 = 0,21 м

М^е₍₁₎ = 431,14 ∙ 0,21 = 90,54 кН∙м

D₃ =0,004 ∙ 10,05 ∙

,

здесь µ_сумм = 0,004 по гибкости λ_i =

37 < 67 < 83

N_cr = 90,1 (0,0803 + 0,0218) ∙ 380 ∙ 400 = 1398,28 кН.

3. Учет влияния прогиба и определение величин эксцентриситетов – е

N = 551,8 кН; N_cr = 1398,28 кН; е_о = 0,061 м

е = 1,652 ∙ 0,061 + 0,38/2 – 0,05 = 0,241 м.

4. Определение сечения арматуры.

М = 33,74 кН∙м; N = 551,8 кН; S_R = 0,611; e = 0,241 м.

A_s^’ =

сечение арматуры принимаем конструктивно по гибкости, т.е.

- 2ф16А-IIIc = 402 мм².

Определяем сечение растянутой арматуры A_s:

кН∙м;

кН∙м;

; q = 0,327;

тогда

Принимаем A_s ≥ µ_min ∙ в ∙ h_o , т.е. 2ф16 А-IIIcA_s = 402 мм².

П.2.2.2 Расчет подкрановой консоли крайней колонны

1. Q = Д_мах + N_п.б. = 129,51 + 42,85 = 172,36 кН;

2. h = 800 мм; h_k = 450 мм; в = 400 мм; е = 350 мм;

Q_m =50 мм; h_o = 800 – 50 = 750 мм.

Принимаем в консоли горизонтальные и наклонные двухветвенные хомуты d = 8 мм класса А-III с шагом S_w= 150 мм, тогда A_sw = 2 ∙ 50,3 = 100,6 мм².

Рис. П.2.6. Армирование колонн.

4. ψ_w2 = 1 + 5 µw₁ = 1 + 5 ∙ 10,04 ∙ 0,00167 = 1,084.

α =

Н.

5. е_sпр = 450 мм.

6. tgθ =

; θ =70^о28^’ ; Sinθ = 0,894.

7. Ширина сжатой полосы:

е_в = е_sпр ∙ Sinθ = 450 ∙ 0,894 = 402,3 мм.

8. λ_в2 = 1,1; R_в =1,1 ∙ 8,5 = 9,35 МПа; R_s = 365 МПа.

а) Проверка прочности консоли по наклонной сжатой полосе:

Q ≤ 0,8 ψ_w2 ∙ R_в ∙ в ∙ е_в ∙ sinθ 3,5R_вf ∙ в ∙ h_o.

или

172,36 кН < 1286,9 кН > 866,25 кН, прочность обеспечена.

б) Определим сечение продольной арматуры в консоли.

Изгибающий момент в сечении у корня консоли:

М = 1,25 ∙ Q ∙ a_m = 1,25 ∙ 172,36 ∙ 0,05 = 10,8 кН∙м.

тогда

Проверяем сечение арматуры по µ_min = 0,05%

A_{s, min} = 0,0005 ∙ в ∙ h_o = 0,0005 ∙ 400 ∙ 750 = 150 мм² > 76,8 мм².

Принимаем 2ф10 А-IIIcA_s= 157 мм².

П.2.2.3 Проверка прочности колонны при съеме с опалубки, транспортировании и монтаже

1. При съеме с опалубки и транспортировании.

Нагрузка от веса колонны с учетом коэффициента динамичности 1,6:

q₁ = 1,6 ∙ 25 ∙ 0,4 ∙ 0,6 = 9,6 кН/м;

q₂ = 1,6 ∙ 25 ∙ 0,4 ∙ 0,38 = 6,08 кН/м.

Изгибающие моменты в расчетных сечениях 1-1, 2-2, 3-3 будут:

кН/м;

кН∙м;

кН∙м;

Проверка прочности колонны в сечениях 1-1, 2-2 и 3-3:

а) Сечение 2-2.

М₂ = 19 кН∙м; в = 380 мм; h = 400 мм;

a = a^’ = 50 мм; h_o = h – a = 400 – 50 = 350 мм;

R_в = 8,5 МПа; R_во = 0,7 ∙ 8,5 = 5,95 МПа;

A_s = A_s^’ = 402 мм²; R_s = R_sc = 365 МПа.

Изгибающиймомент:

М_{рег, 2} = R_sA_s (h_o– a^’) = 365 ∙ 402 (350-50) = 44 кН∙м > 19 кН∙м,

прочность сечения обеспечена.

б) Сечение 1-1.

М₁ = 19 кН∙м; в = 600 мм; h = 400 мм;

Рис. П.2.7. Расчетная схема и эпюра моментов колонны при съеме с опалубки и транспортировании.

а = а^’ = 50 мм; h_o = 350 мм; R_во = 5,65 МПа;

A_s = A_s^’ = 509 мм²; R_s = R_sc = 365 МПа.

М_{рег, 1} = 365 ∙ 5,09 (350 – 50) = 55,74 кН∙м > 19,2 кН∙м, прочность обеспечена.

в) Сечение 3-3.

М_{рег, 3} = 55,74 кН∙м > M₃ = 45,73 кН∙м, прочность обеспечена.

2. При монтаже.

Рис. П.2.8. Расчетная схема и эпюра моментов для колонны при монтаже.

Погонная нагрузка от веса колонны с учетом коэффициента динамичности 1,4:

кН/м.

кН/м.

Изгибающие моменты в расчетных сечениях 1^’ - 1^’, 2^’ - 2^’ и 3^’ - 3^’ будут:

кН∙м;

кН∙м;

кН∙м.

Проверка прочности колонны в сечениях 1^’ - 1^’, 2^’ - 2^’ и 3^’ - 3^’

а) Сечение 1^’ - 1^’:

кН∙м; в = 400 мм; h = 600 мм; a = a^’ = 50 мм;

h_o = 550 мм; R_во = 5,95 МПа; A_s = A_s^’ = 509 мм²с R_s = R_sc = 365 МПа.

М_{рег, 1’} = 365 ∙ 509 (550 – 50) = 92,9 кН∙м >

37,4 кН∙м, прочность обеспечена.

б) Сечение 2’ – 2’:

кН∙м; в = 400 мм; h = 380 мм; a = a’ = 50 мм; h_o = 330 мм; R_во = =5,95 МПа; A_s = A_s^’ = 402 мм² с R_s = R_sc = 365 МПа.

М_{рег, 2} = 365 ∙ 402 (330 – 50) = 41,08 кН∙м >

22,37 кН∙м – прочность обеспечена.

в) Сечение 3’ – 3’:

кН∙м; кН∙м.

Поскольку

кН∙м < кН∙м., то прочность сечения

3’ – 3’ обеспечена.

Армирование колонн

П.2.3 Расчет безраскосной железобетонной фермы пролетом 24 м.

П.2.3.1 Исходные данные для проектирования

Место строительства – г. Арзамас.

Шаг колонн поперек здания – 24 м.

Шаг колонн вдоль здания – 6 м.

Ферма изготовлена предварительно напряженной из тяжелого бетона класса В40, при твердении подвергалась тепловой обработке при атмосферном давлении.

Напрягаемая арматура в нижнем поясе фермы класс А-IV, поперечная и монтажная арматура классов А-I и В_р – I.