Расчет монолитной балки и колонны (стр. 2 из 2)

- коэффициент, учитывающий влияние хомутов, нормальных к продольной оси элемента на прочность бетона.

согласно условий принимаем

=1,3

Где

- коэффициент поперечного армирования элемента;

s – шаг хомутов, s = 150 мм;

b – ширина сечения элемента, b = 250;

Asw – площадь хомутов в поперечном сечении конструкции.

A_sw=n^.A_sw₁=28 ^.1000=28000 мм²

n- количество хомутов в сечении, n = 28.

A_sw₁– площадь поперечного сечения одного хомута= 1000 мм²

- коэффициент, зависящий от прочности бетона

- коэффициент принимаемый в зависимости от вида бетона. Для тяжелого 0,01.

Исходя из нагрузок действующих на монолитную балку, и выполнения условия (5) принятая арматура удовлетворяет условиям прочности.

3. Расчет колонны

3.1 Начальные данные:

По заданию требуется рассчитать крайнюю колонну. Вследствие одностороннего приложения нагрузок, колонну рассчитываем с несимметричным армированием.

Принимаем:

-сечение колонны размерами b = 400 мм, h = 400 мм;

-защитный слой a =a' = 32 мм;

-бетон тяжелый класса B25 (R_b = 13 МПа при g_b2 = 0,9; E_b = 2,7 · 10⁴); арматура класса A-III (R_s =R_sc = 365 МПа);

-продольная сила N = 213,35 кН;

-эксцентриситет продольной силы относительно центра тяжести бетонного сечения е₀ = 275 мм;

-расчетная длина l₀ = 3,4 м.

3.2 Расчетная схема колоны

3.3 Определяем площади сечения арматуры S и S’

3.3.1 Расчет:

h₀ = 400 – 32 = 368 мм.

Так как 4 < l₀/h = 3,4/0,4=8,5 < 10, расчет производим с учетом прогиба элемента согласно п. 3.54 [4].

Предположим, что m, удельная площадь армирования, m£ 0,025, значение N_cr определим по упрощенной формуле

(6)

Где – Ncr – критическая нагрузка на колонну кН ;

А – площадь сечения мм²;

Eb – модуль упругости бетона, МПа.

3.3.2 Коэффициент h вычислим по формуле :

(7)

3.3.3 Значение e с учетом прогиба элемента равно:

мм. (8)

3.3.4 Требуемую площадь сечения арматуры S’ и S определим по формулам 121 и 122 [4] :

(9)

Где: A^’_s- площадь арматуры в сжатой зоне, мм2;

Rsc – расчетное сопротивление арматуры, МПа.

Конструктивно принимаем вспомогательную арматуру 2 Ш 12 А-IIIA^’_s = 230 мм²

(10)

Где As – площадь поперечного сечения рабочей продольной арматуры, мм²;

R_s – расчетное сопротивление арматуры, МПа;

Поскольку

0,017 < 0,025, значения А_s и A^’_s не уточняем.

Принимаем

= 230 мм² (2 Æ 12) A-III, А_s = 2470мм² (4 Æ 28 ) A-III.[7]

3.3.5 Назначаем d и S постановки поперечных стержней

d_sw≥ 0,25 d_s;

d_sw= 0,25· 28 = 8 мм.

принимаем поперечную, арматуру ш 8 мм A-I,

Согласно [1] принимаем поперечное армирование вязаными хомутами.

S ≤ 15ds;

S ≤ 15 ∙ 28 = 420 мм, принимаем S = 400 мм.

3.3.6 Конструируем сечение колонны

3.3.7 Конструирование колонны

1. Размеры сечения колонн следует принимать не менее 250 мм, и они назначаются кратными 50 мм при размерах сторон сечения до 500 мм кратным 100 мм при размерах стороны сечения больше 500 мм.

2. Требования к материалам для колонн следующее:

· Бетон обычно принимается класса ≥ В20; для тяжело нагруженных колонн – не менее В30;

· Рабочая арматура принимается классов А- II, А – III, диаметрами от 12 до 40 мм, оптимально 16-25 мм;

· Поперечная арматура назначается из классов А- I, А – III и Вр I, диаметром d_sw ≥0,25; шаг поперечных стержней не более s≤20d_s, где d_s– меньший диаметр продольной арматуры.

3. Правила установки арматуры в колонны и проектирование каркасов:

a) Стержни продольной арматуры располагаются у граней колонны с защитным слоем бетона не менее 20 мм и не менее 15 мм и не менее ее диаметра;

b) Для свободной укладки в формы концы продольной арматуры не должны доходить до грани торца колонны на 10 мм при ее длине до 9 м и на 15 мм при длине до 12м. При этом, если в оголовке колонны предусмотрена закладная деталь для опирания вышележащих конструкции, то продольный стержень арматуры должен не доходить до этой закладной детали не менее чем на 10 мм;

c) При сечении колонны до 400Ч400 мм можно ставить 4 стержня продольной арматуры, располагая по углам колонны, при больших размерах сечения расстояние между осями продольных стержней не должны превышать 400 мм;

d) плоские арматурные каркасы перед постановкой в опалубку объединяются в пространственные каркасы при помощи соединительных стержней (рис 3.1.,а, 3.2.);

Рис. 3.1 Армирование колонн:

а) сварными каркасами; б) вязанными каркасами; 1- каркасы; 2 – соединительные стержни; 3 – хомуты; а_b– защитный слой бетона продольной арматуры

Рис. 3.2. Постановка поперечных стержней в каркасах:

а) объемный каркас; б) плоский каркас; d_s– диаметр продольных стержней арматуры; d_sw– диаметр поперечных стержней; S – шаг поперечных стержней

Испытывая сжатие при работе в стадии эксплуатации, сборные железобетонные колонны при транспортировании и монтаже работают на изгиб. Это учитывается расчетами на монтажные и транспортные нагрузки, при выполнении которых к колоннам прикладывается нагрузка от ее собственного веса с учетом коэффициентов динамичности.

Список использованной литературы

1. Бондаренко В.М., Бакиров Р.О., Назаренко В.Г., Римшин В.И., Железобетонные и каменные конструкции, Учебное издание. – М.: Издательство «Высшая школа», 2004. – 876 с.

2. Заикин А.И., Проектирование железобетонных конструкций многоэтажных пролетных зданий: Учебное пособие. М.: АСВ, 2003. – 200 с.

3. Кумпяк О.Г., Железобетонные конструкции, Часть 1.: Учебное издание.- М.: Издательство АСВ, 2003. – 280 с.

4. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительно напряженной арматуры. (к СНиП 2.03.01-84)

5. СНиП 2.03.01-84 « Бетонные и железобетонные конструкции»

6. СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия»

7. Сортамент арматуры.