8-ми этажное каркасно-монолитное офисно-административное здание

Дальнейший подбор арматуры в колонне на РСУ, где Nmax →Mсоотв

Nmax =N+ (q+Р)*l0 /2+(q*l0) /2+bк*hк*H 1 *ρб*(f*(n — второе сочетание при отсутствие временной нагрузки Р с одной стороны колонны в уровне 1 этажа.

ρб =25 кН/м3 -плотность бетона; (n =1; (f =1,1

Nmax =2052,15+ (25,8+32,4)*5,5/2+(25,8*5,5) /2+0,5*0,5*3,19 *25*1,1*1= 2457,6кН

2.

8.2 Конструктивный расчет.

M max/Nmax =е0 -статический экцентрисетет; еа -случайный экцентрисетет еа≥1/600* H 1 =3300/600 = 5,5 мм; еа≥1/30* h к=1/30*500=16,6 мм еа≥1 еа =1,66 см В расчет статически неопределимых систем каркасного здания вводим

е 0 =M max/Nmax ≥ еа =1,66 см Поскольку е 0 чуть больше еа, то произведем подбор арматуры в плоскости действия продольной силы, а из плоскости примем аналогичное армирование.

Такое армирование допустимо при одинаковой гибкости в плоскости и из плоскости.

Принимаю симетричное армировании Аs= Аs/

as > aб + d s = 20 + 40/20=40 мм Принимаю as=50 мм

h0= h — as = 400−50=450 мм При расчете внецентренно сжатых элементов допускается проверить прочность по недеформированной схеме, а влияние прогиба на продольную силу или момент учитывать через коэффициент.

η vот вертикальной нагрузки; η hот горизонтальной нагрузки

η h=1 при гибкости l0 / l или l0 / h ≤ 4, где l0 — расчетная длина колонны в пределах первого этажа. Принимаю по п. 3.55 пособия.

l0 принимаю с податливым концом (балка) заделкой и жесткой на другом (фундамент)

l0=0,7* l=0,7* h =0,7*3,19= 2,23 м

λ= l0 / h=2,23/0,5 =4,47 м, т.к. λ>4, то произвожу расчет коэффициента η v чтобы учесть влияние прогиба на прочность элемента

η h=1/(1- Nmax /Nсr)

Nсr =π2*D/ l02, где Dжесткость элемента в предельной стадии

D=Ев*bк*hк 3[0,0125/φl (0,3+δв)+0,175*µ*α (h0 — as/)2], где Ев=30 000 мПа = 30*105 кН/см2 — модуль упругости бетона

bк = hк=50 см

φl-учитывает влияние длительности нагрузки на прогиб

φl =1+ M l/ M ≤ 2, где

M l = M max, l+ Nl *(h0- as)/2 Моменты от постоянной, длительной и полной

M = M max + Nmax*(h0- as/)/2 нагрузок (постоянная+временная)

относительно ц. т. растянутой арматуры

M= 40,9 + 2457,6*(0,45- 0.05)/2 =348,13 кН*м

M max, l =0,5[((q+0,3Р)* l02)/12- (q* l02)/12]

M max, l =0,5[((25,8+0,332,4)* 5,52)/12- (25,8* 5,52)/12] =12,25 кН*м

Nl =(qкр+0,5*S)* l0+3(q+0,3Р) * l0+(q+0,3Р) * l0/2+ (q* l0)/12+Gк 1−5 =0,7 * Nmax

Nl = 0,7*2457,6=1075,3 кН

M l =12,25+1075,3*(0,45- 0,05)/2=227,31кН*м

φl =1+ 227,31/ 348,13=1,65; φl =1,65≤ 2

δв = е0/h =2,7/50=0,054 <0,15

Принимаю δв =0,15

µ принимаю по таблице 5.2 → 0,1%

α=Еs / Ев, где Еsмодуль упругости арматуры; Евмодуль упругости бетона

α=2*10 5/ 30*105=6,67

D=30*102*50*50 3[0,0125/1,65 (0,3+0,15)+0,175*0,001*6,67

(45 — 5/)2]=353,33*108

Nсr =3,142*353,33*108 / 5502=10,93*105 кН

η v=1/(1- 1536,13 /10,93*105)= 1/0,999 =1,0

Определяю площадь продольной арматуры по п. 3.57 пособия

α n= Nmax /Rв *bк* h0 ,

Rв=14,5 мПа=1,45 кН/см2 -расчетное сопротивление бетона осевому сжатию

α n= 1536,13 /1,45 *50* 45=0,47

ξR по таблице 3.2 пособия принимаем ξR=0,531 >0,47

случай больших экцентисететов Аs= Аs/ = (Rв *bк* h0/ Rs)* ((α m1- α n (1- α n/2))/1-δ

α m1= (M max* ηv + Nmax*(h0- as/)/2) / Rв *bк* h02

α m1= (40,9* 1 + 2457,6*(0,45- 0,05)/2) / 14,5*103*0,5* 0,452=0,24

δ= as// h0 =0,05/0,45=0,111

Rs=355 мПа=33,5 кН/см2 -расчетное сопротивление продольной арматуры растяжению Аs= Аs/ = (14,5* 103*0,5* 0,45/ 355* 103)* ((0,24- 0,47 (1- 0,47/2))/1−0,111=

=0,0935 м² =935 мм2

Растянутой арматуры по расчету не получается, поэтому принимаем арматуру конструктивно по минимальному проценту армирования Окончательно принимаю 3Ø 20

Хомуты по расчету не требуются. Однако в соответствие с пунктом 5.23 пособия конструктивно с целью предотвращения выпучивания стержней продольной арматуры

dsw ≥0,25* ds >8 мм; принимаю dsw=8 мм

Sw≤15* ds =15*16=240 мм ≤300 мм; принимаю Sw =200 мм В местах стыковки рабочей арматуры внахлестку без сварки шаг хомутов не больше 10d =10*20 =200 мм

Sw1=100 мм

2.

9. Расчет стены как внецентренно-сжатого элемента

2.

9.2 Конструктивный расчет.

Расчетные моменты и продольные усилия в стене мы получили их из общего расчета здания в ЛИРЕ. (см. приложение)

M max/Nmax =е0 -статический экцентрисетет; еа -случайный экцентрисетет еа≥1/600* H 1 =3300/600 = 5,5 мм; еа≥1/30* h к=1/30*500=16,6 мм еа≥1 еа =1,66 см В расчет статически неопределимых систем каркасного здания вводим

е 0 =M max/Nmax ≥ еа =1,66 см Поскольку е 0 чуть больше еа, то произведем подбор арматуры в плоскости действия продольной силы, а из плоскости примем аналогичное армирование.

Такое армирование допустимо при одинаковой гибкости в плоскости и из плоскости.

Принимаю симетричное армировании Аs= Аs/

as > aб + d s = 20 + 40/20=40 мм Принимаю as=50 мм

h0= h — as = 200−40=160 мм При расчете внецентренно сжатых элементов допускается проверить прочность по недеформированной схеме, а влияние прогиба на продольную силу или момент учитывать через коэффициент.

η vот вертикальной нагрузки; η hот горизонтальной нагрузки

η h=1 при гибкости l0 / l или l0 / h ≤ 4, где l0 — расчетная длина колонны в пределах первого этажа. Принимаю по п. 3.55 пособия.

l0 принимаю с податливым концом (балка) заделкой и жесткой на другом (фундамент)

l0=0,7* l=0,7* h =0,7*3,19= 2,23 м

λ= l0 / h=2,23/0,5 =4,47 м, т.к. λ>4, то произвожу расчет коэффициента η v чтобы учесть влияние прогиба на прочность элемента

η h=1/(1- Nmax /Nсr)

Nсr =π2*D/ l02, где Dжесткость элемента в предельной стадии

D=Ев*bк*hк 3[0,0125/φl (0,3+δв)+0,175*µ*α (h0 — as/)2], где Ев=30 000 мПа = 30*105 кН/см2 — модуль упругости бетона

bк = hк=50 см

φl-учитывает влияние длительности нагрузки на прогиб

φl =1+ M l/ M ≤ 2, где

M l = M max, l+ Nl *(h0- as)/2 Моменты от постоянной, длительной и полной

M = M max + Nmax*(h0- as/)/2 нагрузок (постоянная+временная)

относительно ц. т. растянутой арматуры

M= 40,9 + 1536,13*(0,45- 0.05)/2 =348,13 кН*м

M max, l =0,5[((q+0,3Р)* l02)/12- (q* l02)/12]

M max, l =0,5[((25,8+0,332,4)* 5,52)/12- (25,8* 5,52)/12] =12,25 кН*м

Nl =(qкр+0,5*S)* l0+3(q+0,3Р) * l0+(q+0,3Р) * l0/2+ (q* l0)/12+Gк 1−5 =0,7 * Nmax

Nl = 0,7*1536,13=1075,3 кН

M l =12,25+1075,3*(0,45- 0,05)/2=227,31кН*м

φl =1+ 227,31/ 348,13=1,65; φl =1,65≤ 2

δв = е0/h =2,7/50=0,054 <0,15

Принимаю δв =0,15

µ принимаю по таблице 5.2 → 0,1%

α=Еs / Ев, где Еsмодуль упругости арматуры; Евмодуль упругости бетона

α=2*10 5/ 30*105=6,67

D=30*102*50*50 3[0,0125/1,65 (0,3+0,15)+0,175*0,001*6,67

(45 — 5/)2]=353,33*108

Nсr =3,142*353,33*108 / 5502=10,93*105 кН

η v=1/(1- 1536,13 /10,93*105)= 1/0,999 =1,0

Определяю площадь продольной арматуры по п. 3.57 пособия

α n= Nmax /Rв *bк* h0 ,

Rв=14,5 мПа=1,45 кН/см2 -расчетное сопротивление бетона осевому сжатию

α n= 1536,13 /1,45 *50* 45=0,47

ξR по таблице 3.2 пособия принимаем ξR=0,531 >0,47

случай больших экцентисететов Аs= Аs/ = (Rв *bк* h0/ Rs)* ((α m1- α n (1- α n/2))/1-δ

α m1= (M max* ηv + Nmax*(h0- as/)/2) / Rв *bк* h02

α m1= (40,9* 1 + 1536,13*(0,45- 0,05)/2) / 14,5*103*0,5* 0,452=0,24

δ= as// h0 =0,05/0,45=0,06

Rs=355 мПа=33,5 кН/см2 -расчетное сопротивление продольной арматуры растяжению Аs= Аs/ = (14,5* 103*0,5* 0,45/ 355* 103)* ((0,24- 0,47 (1- 0,47/2))/1−0,06=

=0,0804 м² =804 мм2

Растянутой арматуры по расчету не требуется, поэтому принимаем арматуру конструктивно по минимальному проценту армирования Окончательно принимаю 4Ø 16

Хомуты по расчету не требуются.

Приложение ПРИЛОЖЕНИЕ 1 СОРТАМЕНТ АРМАТУРЫ

Номинальный диаметр стержня, мм Расчетная площадь поперечного стержня, мм2, при числе стержней Теоретическая масса 1 м длины арматуры, кг Диаметр арматуры классов Максимальный размер сечения стержня периодического профиля 1 2 3 4 5 6 7 8 9 А240 А400 А500 A300 В500 3 7,1 14,1 21,2 283 35,3 42,4 49,5 56,5 63,6 0,052 — - + - 4 12,6 25,1 37,7 50,2 62,8 75,4 87,9 100,5 113 0,092 — - + - 5 19,6 393 58,9 78,5 98,2 117,8 137,5 157,1 176,7 0,144 — - + - 6 283 57 85 113 141 170 198 226 254 0,222 + - + 6,75 8 503 101 151 201 251 302 352 402 453 0,395 + - + 9,0 10 78,5 157 236 314 393 471 550 628 707 0,617 + + + 113 12 113,1 226 339 452 565 679 792 905 1018 0,888 + + + 13,5 14 153,9 308 462 616 769 923 1077 1231 1385 1,208 + + - 15,5 16 201,1 402 603 804 1005 1206 1407 1608 1810 1,578 + + - 18 18 254,5 509 763 1018 1272 1527 1781 2036 2290 1,998 + + - 20 20 314,2 628 942 1256 1571 1885 2199 2513 2828 2,466 + + - 22 22 380,1 760 1140 1520 1900 2281 2661 3041 3421 2,984 + + - 24 25 490,9 982 1473 1963 2454 2945 3436 3927 4418 3,84 + + - 27 28 615,8 1232 1847 2463 3079 3685 4310 4926 5542 4,83 + + - 30,5 32 804,3 1609 2413 3217 4021 4826 5630 6434 7238 631 + + - 34,5 36 1017,9 2036 3054 4072 5089 6107 7125 8143 9161 7,99 + + - 39,5 40 1256,6 2513 3770 5027 6283 7540 8796 10 053 11 310 9,865 + + - 43,5 45 1590,4 3181 4771 6362 7952 9542 11 133 12 723 14 313 12,49 — + - 49 50 1963,5 3927 5891 7854 9818 11 781 13 745 15 708 17 672 15,41 — + - 54 55 2376 4752 7128 9504 11 880 14 256 16 632 19 008 21 384 18,65 — + - 59 60 2827 5654 8481 11 308 14 135 16 962 19 789 22 616 25 443 22,19 — + - 64 70 3848 7696 11 544 15 392 19 240 23 088 26 936 30 784 34 632 30,46 — + - 74,0 Примечания: 1. Номинальный диаметр стержней для арматурных сталей периодического профиля соответствует номинальному диаметру равновеликих по площади поперечного сечения стержней. Фактические размеры стержней периодического профиля устанавливаются ГОСТ 5781–82.

2. Знак «+» означает наличие диаметра в сортаменте для арматуры данного класса Приложение 2 изополя предоставленные программным комплексом «Лира 9.6»

1вариант (без балок):

2 Вариант:

Список литературы

СП 20.

13 330.

2011 — нагрузки и воздействия;

СП 63.

13 330.

2012 — бетонные и железобетонные конструкции;

СП 15.

13 330.

Пособие к СП 52−101−2003.

«Руководство по конструирования бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного напряжения) В» МОСКВА СТРОЙИЗДАТ 1978

Байков В.Н., Сигалов Э. В. Железобетонные конструкции: Стройиздат, 2010.