63
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ________________________ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский Государственный Строительный Университет» ____________________________________________________________ КАФЕДРА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ И КАМЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ Проектирование несущих конструкций многоэтаж- ного гражданского здания УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ по дисциплине «Железобетонные и каменные конструкции» для студентов специальности 270800.62 «Строительство» Профиль подготовки «Промышленное и гражданское строительство» квалификация бакалавр. Москва 2013

УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

  • Upload
    others

  • View
    19

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ________________________

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

laquoМосковский Государственный Строительный Университетraquo ____________________________________________________________

КАФЕДРА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ И КАМЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Проектирование несущих конструкций многоэтаж-ного гражданского здания

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

И СПРАВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

по дисциплине laquoЖелезобетонные и каменные конструкцииraquo

для студентов специальности 27080062 laquoСтроительствоraquo Профиль подготовки

laquoПромышленное и гражданское строительствоraquo квалификация бакалавр

Москва 2013

2

Составители профессора кандидаты технических наук НГ Головин АИ Плотников АЮ Родина ассистент МА Мухин

Рецензент профессор кандидат технических наук СВ Горбатов (кафедра железобетонных и каменных конструкций МГСУ)

АННОТАЦИЯ

Методические указания laquoПроектирование несущих конструкций многоэтажного

гражданского зданияraquo по дисциплине laquoЖелезобетонные и каменные конструкцииraquo для

студентов специальности 27080062 laquoСтроительствоraquo профиля laquoПромышленное и граж-

данское строительствоraquo квалификации ndash бакалавр включают в себя введение 6 разделов

библиографический список и приложения

В первом разделе приведены конструктивные требования касающиеся назначения

геометрических размеров несущих конструкций и исходные данные для примера расчета

Во втором и третьем разделах приведен расчет многопустотной предварительно

напряженной плиты перекрытия при двух вариантах временной нагрузки по предельным

состояниям первой и второй группы

В четвертом разделе дан расчет ригеля таврового сечения без предварительного

напряжения арматуры по предельному состоянию первой группы с построением эпюры

материалов

Пятый раздел посвящен расчету колонны и шестой ndash расчету фундамента

Приведены схемы армирования всех несущих конструкций

В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования

3

ВВЕДЕНИЕ

Методические указания составлены на основании программы дисциплины laquoЖелезобетонные и каменные конструкцииraquo для студентов специальности 27080062 профиля laquoПромышленное и гражданское строительствоraquo квалификации - бакалавр для выполнения всех разделов курсового проекта на тему laquoПроектиро-вание несущих конструкций многоэтажного гражданского зданияraquo а также для дипломного проектирования подготовки магистров и экстерната

При проектировании необходимо пользоваться действующими сводами пра-вил по расчету и конструированию бетонных и железобетонных конструкций без предварительного напряжения арматуры (СП 52-101-2003) и предварительно напряженных железобетонных конструкций (СП 52-102-2004)

При проектировании реального сооружения производят повторные расчеты и конструирование с учетом требований содержащихся в laquoПравилах по обеспече-нию огнестойкости и огнесохранности железобетонных конструкцийraquo СТО 36554501-006-2006 и Пособии к ним Степень огнестойкости здания определяется по - СНиП 31-01-2003 для жилых многоквартирных зданий - СНиП 20802-89 для общественных зданий и сооружений предприятий бы-тового обслуживания магазинов зданий и аудиторий актовых и конференц-залов залов собраний и зальных помещений спортивных сооружений зданий детских дошкольных учреждений общего типа школ и школ-интернатов зданий и сооружений зрительных залов культурно-зрелищных учреждений - СНиП 20904-87для административных и бытовых зданий отдельно стоящих зданий пристроек и вставок залов столовых собраний и совещаний - МГСН 419-2005для многофункциональных высотных зданий и зданий-комплексов в городе Москве - СНиП 31-03-2001для производственных зданий - МГСН 501-94115 для стоянок легковых автомобилей Предел огнестойкости строительных конструкций устанавливается по времени в минутах наступления одного или последовательно нескольких нормируемых для данной конструкции признаков предельных состояний (см Таблицу) - потери несущей способности R

- потери теплоизолирующей способности I - потери целостности Е Здания и сооружения с несущими конструкциями из железобетона подразде-

ляют по степени огнестойкости - особая - многофункциональные высотные здания и здания-комплексы - I степень - ограждающие конструкции выполнены из железобетона и приме-

няются листовые и плитные негорючие материалы - II степень - покрытия выполнены из стальных конструкций - III степень - применены перекрытия деревянные защищенные штукатуркой

или негорючим листовым плитным материалом а также для зданий каркасного типа с элементами каркаса из стальных конструкций и с ограждающими кон-

4

струкциями из профилированных листов или других негорючих материалов со слабогорючим утеплителем

Степень огне-стойкости зда-

ния

Предел огнестойкости железобетонных строительных конструкций мин не менее

Несущие элементы

здания

Наружные ненесущие

стены

Перекрытия междуэтажные

(в том числе чердачные и

над подвалами)

Элементы бесчердач-ных покрытий Лестничные клетки

настилы пли-ты (в том

числе с утеп-лителем)

фермы балки

прогоны

внутренние стены

марши и площадки лестниц

Особая R180 Е60 Е60 R180

EI120 REI 120 R180 R180 EI180 R60

I R120 Е30 REI60 RE30 R30 REI120 R60 II R90 Е15 REI45 RE15 R15 REI90 R60 III R45 Е15 REI45 RE15 R15 REI60 R45

Для зданий высотой более 100 м предел огнестойкости как правило устанавливается R240 Для зданий высотой менее 100 м предел огнестойкости устанавливается REI180 EI180 Предел огнестойкости Е60 устанавливается только для наружных стен

Цель указаний ndash содействие в проектировании несущих элементов здания В курсовом проекте требуется запроектировать основные несущие железобе-

тонные конструкции 8-16-ти этажного здания каркасной конструктивной схемы со связевым каркасом и навесными стеновыми панелями

Пространственная жесткость (геометрическая неизменяемость) здания в про-дольном и поперечном направлениях обеспечивается диафрагмами жесткости (связевая система) Методические указания включают рассмотрение следующих вопросов

minusпроектирование сборного балочного междуэтажного перекрытия включа-ющее компоновку конструктивной схемы перекрытия расчет многопустотной предварительно-напряженной плиты и ригеля

minusпроектирование колонны и отдельно стоящего фундамента В приложениях даны справочные материалы и рабочие чертежи проектируе-

мых элементов

5

КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ

В состав сборного балочного междуэтажного перекрытия входят плиты и ри-

гели опирающиеся на колонны (рис1) При компоновке сборного балочного перекрытия необходимо

minus назначить размеры сетки колонн minus выбрать направление ригелей форму и размеры их поперечного сечения minus выбрать тип и размеры плит

Сетка колонн назначается в зависимости от размеров плит и ригелей Рассто-яние между колоннами должно быть кратно 100мми принимается в пределах (48 hellip72) м

Направление ригелей может быть продольным или поперечным Это обу-словливается технико-экономическими показателями Выбор типа поперечного сечения ригелей зависит от способа опирания на них плит Высота сечения ригеля

lhb )101

151(= b где lb ndash пролет ригеля ширина его сеченияbb = 20 см или 30 см

Тип плит перекрытия выбирается по архитектурно-планировочным требова-ниям и с учётом величины действующей временной (полезной) нагрузки При временной нагрузке V le 70 кНм2 используются многопустотные плиты высота сечения которых равна (20 hellip24)см

Плиты выполняются преимущественно предварительно напряженными что позволяет получить экономию за счёт сокращения расхода стали

Количество типоразмеров плит должно быть минимальным рядовые шири-ною (12 hellip24)м связевые плиты-распорки ndash (08 hellip18)м фасадные плиты-распорки ndash (06 hellip090)м

В качестве примера в методических указаниях принято следующее minusсвязевая конструктивная схема здания с поперечным расположением риге-

лей и сеткой колонн размерами в плане 60х63 м (рис1) minus число этажей ndash 9 включая подвал minus высота этажей и подвала 28 м minus ригель таврового сечения шириною bb = 20 см и высотой

45630141

=sdot=bh см (рис2) без предварительного напряжения арматуры

(Отметим что предварительно назначенные размеры могут быть уточнены при последующем расчете и конструировании ригеля)

minus плиты многопустотные предварительно напряженные высотой 22см(рис2) (ширина рядовых плит15 м и плит-распорок 18 м)

minus колонны сечением 40х40 см minus величина временной нагрузки при расчете плиты перекрытия принимается

в двух вариантах 1 вариант ndash v = 15 кНм2 2 вариант ndash v= 45 кНм2

6

7

8

2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ

НАГРУЗКЕ V =15 кНм2 21 Исходные данные

Нагрузки на 1 м2 перекрытия Таблица 1

Вид нагрузки Нормативная нагрузка кНм2

Коэффициент надежности по нагрузке γf

Расчетная нагрузка

кНм2 1 2 3 4

Постоянная Полы ndash паркет на мастике δ = 20 мм Цементно-песчаная стяжка δ = 30 мм ( 318 кН мγ = ) Многопустотная сборная плита перекрытия с омоноличиванием швов δ = 220 мм

020

054

34

13

13

11

026

070

374

Итого постоянная нагрузка g 414 47 Временная

Перегородки δ = 120 мм (приве-денная нагрузка длительная)Vр

05 12 06

Полезная (из задания) 15 13 195 в том числе кратковременная Vsh

12

13

156

длительная Vlon 03 13 039 Итого временная нагрузка V 20 255 Временная нагрузка без учета перегородок V0

15 195

Полная нагрузка g + V 614 725 Примечание коэффициент надежности по нагрузке γf для временной (полез-

ной) нагрузки принимается 13 ndash при полном нормативном значении нагрузки менее 2 кПа (кНм2) 12 ndash при полном нормативном значении нагрузки 2 кПа (кНм2) и более [1] Нагрузка на 1 погонный метр длины плиты при номинальной её ширине 15 м

с учетом коэффициента надежности по ответственности здания γп = 10 minusрасчетная постоянная g = 47middot15middot10 = 705кНм minusрасчетная полная (g + V) = 725middot15middot10 = 1088кНм minus нормативная постоянная gп = 414middot15middot10 = 621кНм minusнормативная полная (gп + Vп) = 614middot15middot10 = 921кНм minus нормативная постоянная и длительная (gп + Vlonп) = (414 + 08) middot15middot10 =

741 кНм

Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м

9

Материалы для плиты Бетон тяжелый класса по прочности на сжатие В20 Rbn = Rbser = 150 МПа Rbtn = Rbtser = 135МПа (табл 67[2] Приложение 3) Rb = 115МПа Rbt = 09 МПа (табл 68 [2] Приложение 4) γb1 = 09 (п 6112[2]) Начальный модуль упругости бетона Еb = 275middot103МПа (табл 611 [2] При-

ложение 5) Технология изготовления плиты ndash агрегатно-поточная Плита подвергается

тепловой обработке при атмосферном давлении Натяжение напрягаемой армату-ры осуществляется электротермическим способом

Арматура minusпродольная напрягаемая класса А600

Rsn = Rsser = 600 МПа(табл 613 [2] Приложение 6) Rs = 520 МПа (табл 614 [2] Приложение 7) Еs = 20 middot105МПа (пункт 6212 [2])

minus ненапрягаемая класса В500 Rs = 435 МПа (табл 619 [2] Приложение 7) Rsw = 300МПа(табл 615 [2] Приложение 8)

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы

Определение внутренних усилий Расчетный пролет плиты в соответствии с рис2

ммll 695)310(2090

20900100101010060 =minus=minusminusminusminusminusminus=

Поперечное конструктивное сечение плиты заменяется эквивалентным двутавро-вым сечением (рис3) Размеры сечения плитыh = 22 см

h0 = h ndash a = 22 ndash 3 = 19 см fhprime =hf = (22 ndash 159) middot05 = 305 см bf = 149 см fbprime = 149 ndash 3 = 146 см b = 149 ndash 159middot7 = 377 см Плита рассчитывается как однопролетная шарнирно-опертая балка загру-

женная равномерно-распределенной нагрузкой (рис4) Усилия от расчетной полной нагрузки minus изгибающий момент в середине пролета

( )мкН

lgM sdot=

sdot=

+= 0344

86958810

8V 22

0

minus поперечная сила на опорах ( )

кНlg

Q 95302

69588102V 0 =

sdot=

+=

Усилия от нормативной нагрузки (изгибающие моменты) minus полной

( )мкН

lgM nn

n sdot=sdot

=+

= 27378

6952198V 22

0

minus постоянной и длительной

10

( )мкН

lgM nlonn

nl sdot=sdot

=+

= 99298

6954178V 22

0

Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего

момента При расчете по прочности расчетное поперечное сечение плиты принимается

тавровым с полкой в сжатой зоне (свесы полок в растянутой зоне не учитывают-ся)

При расчете принимается вся ширина верхней полки fbprime = 146 см так как

146 377 1 15415 578 9632 2 6 6

fb bl см

prime minus minus= = = sdot =

где l ndash конструктивный размер плиты Положение границы сжатой зоны определяется из условия

1 0( 05 )fx h b b f f fM M R b h h hγprime= prime prime primele = sdot sdot minus

где М ndash изгибающий момент в середине пролета от полной нагрузки (g + V)

fx hM prime= minus момент внутренних сил в нормальном сечении плиты при котором нейтральная ось проходит по нижней грани сжатой полки Rb ndash расчетное сопротивление бетона сжатию остальные обозначения приняты в соответствии с рис3

Если это условие выполняется граница сжатой зоны проходит в полке и площадь растянутой арматуры определяется как для прямоугольного сечения ши-риной равной fbprime

4403 кНmiddotсмle 09middot115middot146middot305(19 ndash 05middot305) = 8054кНmiddotсм Rb = 115 МПа = 115 кНсм2

4403 кНmiddotмlt 8054 кНmiddotм ndash условие выполняется те расчет ведем как для пря-моугольного сечения Далее определяем

2 21 0

4403 008109 115 146 19m

b b f

MR b h

αγ

= = =primesdot sdot sdot sdot sdot sdot

minussdot=

21 ξξαm 1 1 2 0077 00843ξ = minus minus sdot =

0hx

=ξ minus относительная высота сжатой зоны бетона должно выполняться

условие ξ le ξR где ξR ndash граничная относительная высота сжатой зоны Значение ξRопределяется по формуле

0

2

08

1

RR

s el

b

xh

ξ εε

= =+

(32 [4])

где εsel ndash относительная деформация арматуры растянутой зоны вызванная внеш-ней нагрузкой при достижении в этой арматуре напряжения равного Rs εb2 ndash относительная деформация сжатого бетона при напряжениях равных Rb принимаемая равной 00035 (п 6120[2])

11

Для арматуры с условным пределом текучести значение εsel определяется по формуле

400 s sps el

s

RE

σε

+ minus=

(арматура А600 имеет словный предел текучести) (п 916[2]) где σsp ndash предварительное напряжение в арматуре с учетом всех потерь и ко-

эффициентом γsp = 09 Предварительное напряжение арматуры σsp принимают не более 09Rsn для

горячекатаной и термомеханически упрочненной арматуры (А600) и не более 08Rsnдля холоднодеформированной арматуры и арматурных канатов (911[2])

Принимаем σsp = 08Rsn = 08middot600 = 480 МПа При проектировании конструкций полные суммарные потери следует прини-

мать не менее 100 МПа (п 2239 [4]) ∆σsp(2)j = 100 МПа При определении εsel

σsp = 09middot480 - 100 = 332 МПа

0029401002

3324005205 =

sdotminus+

=elsε 4350

003500029401

80=

+=Rξ ξ le ξR

Площадь сечения арматуры определяем по формуле 1 0

b b f

sp efs

R b hA

Rγ ξsdot sdot sdot sdot

=

Если соблюдается условие ξ le ξR расчетное сопротивление напрягаемой ар-матуры Rs допускается умножать на коэффициент условий работыγs3 учитываю-щий возможность деформирования высокопрочных арматурных сталей при напряжениях выше условного предела текучести и определяемый по формуле

112502513 leminus=R

s ξξγ (32 [5])

ЕслиRξξ lt06 что для плит практически всегда соблюдается можно принимать

максимальное значение этого коэффициента те γs3 = 11 2

2

09 115 146 00843 19 4 23 11 52

520 52

sp ef

s

A см

R МПа кН см

sdot sdot sdot sdot= =

sdot

= =

Принимаем 6Oslash10 А600 Аspef = 471 см2 Напрягаемые стержни должны располагаться симметрично и расстояние

между ними должно быть не более 400 мм и не более 15h при hgt 150 мм (п 1038[2])

Расчет по прочности при действии поперечной силы Поперечная сила от полной нагрузки Q = 3095 кН Расчет предварительно напряженных элементов по сжатой бетонной полосе

между наклонными сечениями производят из условия Q le φb1middotγb1middotRbmiddotbmiddoth0 (855 [2])

φb1 - коэффициент принимаемый равным 03 (п 8132 [2])

12

b - ширина ребра b = 377 см Qle 03middot09middot115middot377middot19 = 2224 3095 кН lt 2224 кН

Расчет предварительно напряженных изгибаемых лементов по наклонному сечению производят из условия

Q le Qb + Qsw (856[2]) Q - поперченная сила в наклонном сечение Qb - поперечная сила воспринимаемая бетоном в наклонном сечении Qsw - поперечная сила воспринимаемая поперечной арматурой в наклонном

сечении 2 1 0 b b bt

bR b hQc

γϕ sdot sdot sdot sdot= принимаем не более 025middotγb1middotRbtmiddotbmiddoth0 и не

менее 05middotγb1middotRbtmiddotbmiddoth0 φb2 - коэффициент принимаемый равным 03 (п 8133 [2]) Rbt = 09 МПа = 009 кНсм2 Qb = 05γb1middotRbtmiddotbmiddoth0 = 05middot09middot009middot377middot19 = 2901кН Действующая в сечении поперченная сила Q = 3095 кН gt 2901 кН следова-

тельно необходимо установка поперечной арматуры по расчету (Если поперечная сила действующая в сечение меньше чем Qbmin то поперечную арматуру можно не устанавливать

Допускается производить расчет прочности наклонного сечения из условия Q1geQb1+Qsw1 (860[2]) Qb1=05middotγb1middotRbmiddotbmiddoth0 (861[2]) Qsw1=qswmiddoth0 (862[2]) Qb1=Qbmin=2901кН Qsw1=Q1-Qb1=3095 - 2901=194кН qsw=Qsw1h0=19419=0102 кНсм поперченая арматура учиты-

вается в расчете если qsw ge qswmin qswmin=025middotγb1middotRbtmiddotb=025middot09middot009middot377=0763 кНсм

Принимаем qsw = qswmin=0763 кНсм sw sw

sww

R Aqs

= (859[2])

Назначаем шаг хомутов sw=10см le 05h0 (п 10313[2]) получаем 20763middot10 0254

30sw w

swsw

q SA смR

= = = Rsw = 300 МПа = 30 кНсм2

Принимаем на приопорных участках плиты по четыре каркаса длинной рав-ной 14 продольного размера плиты с поперечной рабочей арматурой располо-женной с шагом Sw = 10 см Для 4Oslash4B500C в одном сечение имеем

Aswef = 05см2 gt Asw проверяем прочность сечения 230middot05 1510

swq см= =

Qsw1=15middot19 = 285 Q1 lt Qb1 + Qsw1 3095кН lt 2901кН+285кН

3095кН lt 5751кН так как условие выполняется то прочность по наклонно-му сечению обеспечена

13

14

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы Геометрические характеристики приведенного сечения

Круглое очертание пустот заменим эквивалентным квадратным со стороной с = 09d = 09middot159 = 143 см

Размеры расчетного двутаврового сечения толщина полок fhprime = hf= (22 ndash 143)middot05 = 385 см ширина ребраb = 146 ndash 143middot7 = 459 см

ширина полок fbprime = 146 см bf= 149 см Определяем геометрические характеристики приведенного сечения

27710527

1023

5

=sdot

sdot==

b

s

EEα

Площадь приведенного сечения Ared = A + αAs = f fb hprime primesdot + bfmiddothf+ bmiddotс + αAsp = (146 + 149)middot385 + 459middot143 +

+727middot471 = 18264 см2 А = 179216 см2 ndash площадь сечения бетона Статический момент приведенного сечения относительно нижней грани Sred= f fb hprime primesdot ( hndash 05 fhprime ) + bfmiddot hfmiddot05hfmiddot + bmiddotсmiddot05h +αmiddotAspmiddotа = = 146middot385middot(22 ndash 05middot385) +149middot385middot05middot385 + 459middot143middot05middot22 +

+ 727middot471middot3 = 197112 см3 Удаление центра тяжести сечения от его нижней грани

смASу

red

red 810791041826219711

0 asymp===

Момент инерции приведенного сечения относительно его центра тяжести

( ) ( )

( ) ( ) ( )

( )

3 332 20 0

32 2 20 0

3 32

( )05 05

12 12 12146 38505 146 385 22 108 05 385

12459 143 149 385459 143 05 22 108 149 385 108 05

12 12

f f f fred f f f

f f f sp

b h b hbcI b h h y h b c h y

b h y h A y aα

prime prime sdotprime prime prime= + sdot sdot minus minus + + sdot sdot minus + +

sdot+ sdot sdot minus + sdot minus = + sdot sdot minus minus sdot +

sdot sdot+ + sdot sdot sdot minus + + sdot sdot minus sdot( )

( )

2

2 4

385

727 471 108 3 1082368 см

+

+ sdot sdot minus =

Момент сопротивления приведенного сечения по нижней грани 3

0

910021810

8108236 смy

IW redred ===

То же по верхней грани sup 3

0

9664redred

IW смh y

= =minus

Расчет предварительно напряженных изгибаемых элементов по раскрытию трещин производят в тех случаях когда соблюдается условие

М gt Mcrc (8116[2]) М ndash изгибающий момент от внешней нагрузки (нормативной)

15

Mcrc ndash изгибающий момент воспринимаемый нормальным сечением элемента при образовании трещин и равный

Mcrc = RbtsermiddotWpl + Pmiddoteяр (936[2]) Wplndash момент сопротивления приведенного сечения для крайнего растянутого

волокна eяр = еор + r ndash расстояние от точки приложения усилия предварительного об-

жатия до ядровой точки наиболее удаленной от растянутой зоны еор ndash то же до центра тяжести приведенного сечения r ndash расстояние от центра тяжести приведенного сечения до ядровой точки Wpl= 125Wred для двутаврового симметричного сечения (табл41[6]) Р ndash усилие предварительного обжатия с учетом потерь предварительного

напряжения в арматуре соответствующих рассматриваемой стадии работы эле-мента Определяем

смAWr

red

red 49541826910021===

еoр = у0 ndash а = 108 ndash 3 = 78 см eяр = 78 + 549 = 1329 см Wpl = 125middot100219 = 125274 см3

16

Потери предварительного напряжения арматуры Первые потери предварительного напряжения включают потери от релакса-

ции напряжений в арматуре потери от температурного перепада при термической обработке конструкций потери от деформации анкеров и деформации формы (упоров)

Вторые потери предварительного напряжения включают потери от усадки и ползучести бетона при натяжении арматуры на упоры (п 9112[2])

Потери от релаксации напряжений арматуры ∆σsp1 определяют для арматуры классов А600-А1000 при электротермическом способе натяжения в соответствии с п 91[2]

∆σsp1 = 003σsp = 003middot480 = 144 МПа Потери от температурного перепада при агрегатно-поточной технологии

принимаются равными 0 ∆σsp2 = 0 Потери от деформации формы при электротермическом способе натяжения

арматуры не учитывают ∆σsp3 = 0 Потери от деформации анкеров при электротермическом способе натяжения

арматуры не учитывают ∆σsp4 = 0 Первые потери

∆σsp(1) =∆σsp1 + ∆σsp2 + ∆σsp3 + ∆σsp4 = 144 МПа Потери от усадки бетона

∆σsp5 = εbshmiddotEs εbsh ndash деформации усадки бетона значения которых можно принимать в зави-

симости от класса бетона равными 000020 ndash для бетона классов В35 и ниже 000025 ndash для бетона класса В40 000030 ndash для бетона классов В45 и выше ∆σsp5 = 00002middot2middot105 = 40 МПа Потери от ползучести бетона ∆σsp6 определяются по формуле

( )crbred

redsjspj

bpjcrbsp

IAy

2

6

80111

80

ϕαmicro

σαϕσ

+sdot

sdot++

sdot=∆

где φbcr ndash коэффициент ползучести бетона определяемый согласно п 6116[2] или по Приложению 15 Принимаем φbcr = 28 σbpj ndash напряжение в бетоне на уровне центра тяжести рассматриваемой j ndash ой группы стержней напрягаемой арматуры

(1) (1) opbp

red red

P P e yA I

σ = +

Р(1) ndash усилие предварительного обжатия с учетом только первых потерь еор ndash эксцентриситет усилия Р(1) относительно центра тяжести приведенного сече-ния yndash расстояние от центра тяжести приведенного сечения до рассматриваемого во-локна y = еор + 3(см)

b

s

EE

17

μspj ndash коэффициент армирования равный AspjA гдеА ndash площадь поперечного сече-ния элемента Aspj ndash площадь рассматриваемой группы стержней напрягаемой ар-матуры

Р(1) = Asp(σsp ndash ∆σsp(1)) σsp = 480 МПа = 48 кНсм2 ∆σsp(1) = 144МПа = 144кНсм2 Р(1) = 471(48 ndash 144) = 2193 кН еор = 78 см y=108см

2193 2193 78 108 029118264 1082368bpσ sdot sdot

= + = кНсм2 = 29МПа

σbplt09Rbp Rbp =10 МПа А = 179216 см2 0026280

161792714

==micro

( )6 2

08 727 28 29 419778 182641 727 0002628 1 1 08 28

1082368

spσ sdot sdot sdot∆ = =

sdot+ sdot + sdot + sdot

МПа

Полное значение первых и вторых потерь

( ) sum=

=

∆=∆6

12

i

ispisp σσ

(912[2])

∆σsp(2) = 144 + 40 + 4197 = 9637МПа При проектировании конструкции полные суммарные потери для арматуры

расположенной в растянутой при эксплуатации зоне сечения элемента следует принимать не менее 100МПа (п 9110[2]) поэтому принимаем ∆σsp(2) = 100 МПа

После того как определены суммарные потери предварительного напряже-ния арматуры можно определить Мcrc

(2)P = (σsp ndash ∆σsp(2))middotAsp

(2)P ndash усилие предварительного обжатия с учетом полных потерь

(2)P = (480 ndash 100) middot471 = 17898 кН Мcrc = 0135middot125274 + 17898middot1329 = 40698кНmiddotсм = 4070кНmiddotм Так как изгибающий момент от полной нормативной нагрузки

Мn = 3727 кНmiddotм меньше чем Мcrc =4070кНmiddotм то трещины в растянутой зоне от эксплуатационных нагрузок не образуются

Расчет прогиба плиты

Расчет изгибаемых элементов по прогибам производят из условия f le fult (8139 [2])

где f ndash прогиб элемента от действия внешней нагрузки fult ndash значение предельно допустимого прогиба При действии постоянных длительный и кратковременных нагрузок прогиб

балок или плит во всех случаях не должен превышать 1200 пролета Для свободно опертой балки максимальный прогиб определяют по формуле

max

2 1

=

rSlf

18

где S ndash коэффициент зависящий от расчетной схемы и вида нагрузки при действии равномерно распределенной нагрузки S = 548 при двух равных момен-тах по концам балки от силы обжатия ndash S = 18

max

1

r ndash полная кривизна в сечении с наибольшим изгибающим моментом от

нагрузки при которой определяется прогиб Полную кривизну изгибаемых элементов определяют для участков без тре-

щин в растянутой зоне по формуле

321

1111

minus

+

=

rrrr

где1

1

rndash кривизна от непродолжительного действия кратковременных нагру-

зок

2

1

rndash кривизна от продолжительного действия постоянных и длительных

нагрузок

3

1

rndash кривизна от непродолжительного действия усилия предварительно-

го обжатия Р(1)вычисленного с учётом только первых потерь те при действии момента (1) 0 pM P e= sdot

Кривизну элемента на участке без трещин определяют по формуле

redb IEM

r sdot=

1

1

где М ndash изгибающий момент от внешней нагрузки или момент усилия пред-варительного обжатия относительно оси проходящей через центр тяжести приве-денного сечения

Ired ndash момент инерции приведенного сечения Eb1 ndash модуль деформации сжатого бетона определяемый по формуле

crb

bb

EE

1 1 ϕ+=

гдеφbcr ndash коэффициент ползучести бетона принимаемый minus 018b crϕ = minus при непродолжительном действии нагрузки minus по табл612[2] или по Приложению15 в зависимости от класса бетона на сжатие и относительной влажности воздуха окружающей среды minus при продолжительном действии нагрузки minus при непродолжительном действии нагрузки Eb1=085Eb (8146[2]) Прогиб определяется с учетом эстетико-психологических требований те от

действия только постоянных и временных длительных нагрузок [1]

2 1

1 nl

b red

Mr E I

= sdot

nlM ndash изгибающий момент от продолжительного действия постоянных и дли-тельных нагрузок равный Мnl = 299 кНmiddotм (см п22)

19

33

1 102478310527

821sdot=

sdot=

+= b

bEE МПа = 724middot102кНсм2

52

2

1 2999 13827 10724 10 1082368r см

minus = = sdot sdot sdot

В запас жёсткости плиты оценим её прогиб только от постоянной и длитель-

ной нагрузок (без учёта выгиба от усилия предварительного обжатия) 5 25( 3827 10 ) 569 129 2845

48f см смminus= sdot sdot sdot = lt

Допустимый прогиб f = (1200)l = 569200 = 2845 см Так как f lt f ult можно выгиб в стадии изготовления не учитывать

20

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО

НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2

31 Исходные данные

Постоянная нагрузка та же что при расчете плиты перекрытия на действие нагрузки V =15 кНм2 (см п 21)

Нагрузки на 1м2 перекрытия Таблица 2

Вид нагрузки Нормативная нагрузка кНм2

Коэф-т надежности по нагрузке

γf

Расчетная нагрузка

кНм2

1 2 3 4 Постоянная нагрузка g 414 47

Временная Перегородки δ = 120 мм (при-веденная нагрузка длитель-ная) V p

05 12 06

Полезная (из задания) 45 12 54 в том числе кратковременная Vsh

29

12

348

длительная V lon 16 12 192 Итого временная нагрузка V 50 60 Временная нагрузка без учета перегородок V 0

45 54

Полная нагрузка g + V 914 107

Нагрузка на 1 погонный метр длины плиты при номинальной ее ширине 15м - расчетная постоянная g = 47middot15middot10 = 705 кНм - расчетная полная (g + V) = 107middot15middot10 = 1605 кНм - нормативная постоянная gп = 414middot15middot10 = 621 кНм - нормативная полная (gп + Vп) = 914middot15middot10 = 1371 кНм - нормативная постоянная и длительная (gп + Vlonп) = (414 + 21)middot15middot10 =

936 кНм

32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы

Определение внутренних усилий Материалы для плиты расчетный пролет и поперечное сечение те же что в

пункте 21 Усилия от расчетной полной нагрузки

( ) 2 20V 1605 569 6496

8 8g l

M кН м+ sdot sdot

= = = sdot

21

( ) 0V 1605 569 45662 2

g lQ кН

+ sdot sdot= = =

Усилия от нормативной нагрузки - полной

( ) 2 20V 1371 569 5548

8 8n n

п

g lM кН м

+ sdot= = = sdot

- постоянной и длительной ( ) 2 2

0 936 569 37888 8

n lon nn

g V lM кН м

+ sdot= = = sdot

Расчет по прочности на действие изгибающего момента

2 21 0

6496 011909 115 146 19m

b b f

MR b h

αγ

= = =sdot sdot sdot sdot sdot sdot

1 1 2 1 1 2 0119 01280435( 22)

m

R см пξ αξ= minus minus = minus minus sdot =

=

012 0277 060435R

ξξ

= = lt γs3 = 11

3

01

ss

fbbsp R

hbRA

γξγ sdotsdotsdotsdot

=

2

2

09 115 146 0128 19 642 11 52

520 52

sp

s

A см

R МПа кН см

sdot sdot sdot sdot= =

sdot

= =

Принимаем 6Oslash12А600 Аspef = 679 см2

Расчет по прочности при действии поперечной силы

Условие прочности по бетонной полосе между наклонными сечениями удо-влетворяется

4566 кНlt 22240кН(см п 22) Условие прочности по наклонному сечению

Q le Qb + Qsw допускается производить расчет наклонного сечения из условия

Q1geQb1+Qsw1 (860[2]) Qb1=05middotγb1middotRbmiddotbmiddoth0 (861[2]) Qsw1=qswmiddoth0 (862[2]) Qb1=05middot09middot009middot377middot19=2901кН

То поперечная арматура (хомуты) необходима по расчету для восприятия усилия

Qsw1 = 4566 ndash 2907 = 1665 кН

22

23

Поперечная арматура учитывается в расчете если qswgeqswmin

qswmin=025γb1Rbtb (п 8133[2])

Усилие в поперечной арматуре на единицу длины равно 1

0sw

swQqh

=

1665 087619swq = = кНсмltqswmin = 025middot09middot009middot377 = 0763кНсм

w

swswsw S

ARq sdot= (859[2])

Назначая шаг хомутов Sw = 10см le 05middoth0 (8311[3]) получаем 0876 10 0292

30sw w

swsw

q SARsdot sdot

= = = см2

Rsw = 300 МПа = 30 кНсм2 Проверяем прочность сечения при действии поперечной силы Условие

прочности Q1 le Qb1 + Qsw1 Q1 = 4566 кН - поперечная сила действующая в сечение Qb1 = 2901 кН Qsw1 = qswmiddoth0

30 078 23410

sw swsw

w

R AqSsdot sdot

= = = кнсм

Qsw1 = 234middot19 = 4446кН 4566 кН lt (2901 + 4466)кН 4566 кН lt 7347 кН

Прочность обеспечена Окончательно принимаем на приопорных участках плиты по четыре каркаса

с поперечной рабочей арматурой (хомутами) расположенной с шагомSw = 10см Для 4Oslash5 В500С в одном сечении имеем Аswef = 078см2gtАsw

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы

Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)

Ared = 184148 см2 Sred = 1975656 см3 у0= 1073 см

( ) ( )

( ) ( )

3 32 2

32 2 4

146 385 459 14146 385 22 1073 05 385 459 143 05 22 107312 12

149 385 149 385 1073 05 385 727 679 1073 3 1084577312

redI

см

sdot sdot= + sdot sdot minus minus sdot + + sdot sdot sdot minus +

sdot+ + sdot sdot minus sdot + sdot sdot minus =

3

0

10845773 1010791073

redred

IW смy

= = = sup 310845773 9623581127redW см= =

24

W= 125Wred = 125middot101079 = 126349 см3 101079 549184148

red

red

Wr смA

= = =

е0 = 1073 ndash 3 = 773 см eяр = 773 + 549 = 1322 см

Потери предварительного напряжения арматуры ∆σsp1 =144 МПа ∆σsp2 = 0 ∆σsp3 = 0 ∆σsp4 = 0 Таким образом первые потери составляют ∆σsp(1) =144 МПа

∆σsp5 = 40 МПа

11 орbp

red red

Pe yPA I

σ = + (см п 23)

Р1 = 679middot (48 ndash 144) = 31614 кН еор = 773 см 231614 31614 773 0414

183643 1081529bpσ sdot= + = кНсм2 = 414 МПа

0033980161792

096==micro

( )6 2

08 727 28 414 5803775 1836431 727 0003398 1 1 08 28

1081529

spσ sdot sdot sdot∆ = =

sdot+ sdot + sdot + sdot

МПа

То полные потери равны ∆σsp(2) = 144 + 40 + 5803 = 11203МПа Если полные потери будут меньше 100МПа следует принять σsp(2)= 100МПа

Р(2) = (480 ndash 112) middot609 = 24987кН Мcrc = RbtsermiddotW+P(2)middoteяр=0135middot126349 + 2498middot1322 = 50089кНmiddotсм =

5009кНmiddotм Изгибающий момент от полной нормативной нагрузки равен

Мn = 5548 кНmiddotмgtМсrс = 5009кНsdotм Следовательно трещины в растянутой зоне от эксплуатационных нагрузок

образуются

Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси Расчет по раскрытию трещин производят из условия

acrc le acrcult (8118[2]) acrc ndash ширина раскрытия трещины от действия внешней нагрузки acrcult ndash предельно допустимая ширина раскрытия трещин (п 826[4] При-

ложение 2) Для арматуры классов А240-А600 В500C величина acrcultсоставляет

03 мм ndash при продолжительном раскрытии трещин 04 мм ndash при непродолжительном раскрытии трещин

Ширину раскрытия нормальных трещин определяют по формуле

ss

sscrc l

Ea sdotsdotsdotsdotsdot=

σψϕϕϕ 321 (8128[4])

25

где σs ndash напряжение в продольной растянутой арматуре в нормальном сечении с трещиной от соответствующей внешней нагрузки

ls ndash базовое расстояние между смежными нормальными трещинами ψs ndash коэффициент учитывающий неравномерное распределение относительных

деформаций растянутой арматуры между трещинами допускается принимать ψs =1 если при этом условие 8118[2] не удовлетворяется значение ψs следу-ет определять по формуле 8138[2]

ϕ1 ndash коэффициент учитывающий продолжительность действия нагрузки при-нимаемый равным 10 ndash при непродолжительном действии нагрузки 14 ndash при продолжительном действии нагрузки

ϕ2 ndash коэффициент учитывающий профиль продольной арматуры и равный ϕ2 = 05 ndash для арматуры периодического профиля и канатной

ϕ3 ndash коэффициент учитывающий вид напряженного состояния и для изгибаемых элементов принимаемый равнымϕ3 = 10

Для прямоугольных тавровых и двутавровых сечений значение σsдопускает-ся определять по формуле

(2)( )s

ssp

M z PA

σminus

= (412 [5])

где z ndash плечо внутренней пары сил равное z=ςh0 а коэффициент ς определя-ется по табл 42 [5] или по Приложению 18 в зависимости от следующих пара-метров

)(

0

11

)2(0 bhAa

aPM

ebh

hbb spss

ss

fff

sdot==

minus= microϕ

Ms= Mn =5548 кНм=5548 кНсм P(2)ndashусилие предварительного обжатия с учетом полных потерь равное P(2)=24987 кН Производя вычисления получаем

0

(1460 459) 385 5548 2220442 222 117459 190 24987 190

sf s

ee смh

φ minus sdot= = = = = =

sdot

Коэффициент αs1 для всех видов арматуры кроме канатной можно прини-мать равным αs1=300Rbser=30015=20

где Rbser=15 МПа Тогда

1200 679 0156459 190samicro sdot

sdot = =sdot

По табл 42 [6] или по Приложению 18 определяем ς=082 z=ςh0=082190=1558 см

2(5548 1588) 24987 1564 1564 679s кН см МПаσ minus

= = =

26

С целью недопущения чрезмерных пластических деформаций в продольной рабочей арматуре напряжения σsвней (а точнее их приращение под действием внешней нагрузки) не должны превышать (Rsserndash σsp(2)) где σsp(2)ndash величина пред-варительного напряжения арматуры с учетом полных потерь те

(2) (2) 480 112 368 sp sp sp МПаσ σ σ= minus∆ = minus =

(2)1562 ( ) 600 368 232 s s ser spМПа R МПаσ σ= lt minus = minus = Как видим полученное значение σs удовлетворяет установленному ограни-

чению В противном случае следует увеличить площадь продольной рабочей ар-матуры

Значение базового расстояния между трещинами определяют по формуле

ss

bts d

AAl 50= (8217[2]) и принимают не менее 10d и 10 см и не более 40d

и 40 см Abtndash площадь сечения растянутого бетона As ndash площадь сечения растянутой арматуры Ширину раскрытия трещин acrc принимают - при продолжительном раскрытии

acrc = acrc1(8119[2]) - при непродолжительном раскрытии

acrc = acrc1 + acrc2 ndashacrc3 (8120[2]) где acrc1 ndash ширина раскрытия трещин от продолжительного действия посто-

янных и временных длительных нагрузок acrc2 ndash ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоян-

ных и временных (длительных и кратковременных) нагрузок acrc3 - ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоян-

ных и временных длительных нагрузок Базовое расстояние между смежными нормальными трещинами определяется

по формуле

ss

bts d

AAl 50=

Здесь Abt ndash площадь сечения растянутого бетона равная Abt = byt+(bf - b)hf

гдеyt ndash высота растянутой зоны которую для прямоугольных тавровых и двутавровых сечений допускается принимать по формуле

yt = ky0 Поправочный коэффициент kучитывает неупругие деформации растянутого

бетона и для двутавровых сечений принимается равным 095 Значение y0 ndash есть высота растянутой зоны бетона определяемая как для упругого материала по приведенному сечению по формуле

)(

)2(0

serbtred

red

RP

A

Sy

+=

27

Определяем

0

2

1975656 535 095 535 508 249871841480135

459 508 (1490 459) 385 6301

t

bt

y см y см

A см

= = = sdot =+

= sdot + minus sdot =

Значение Abt принимается равным площади сечения при ее высоте в пределах не менее 2а и не более 05h(п4233 [4]) те не менее

1490385+(6-385)459=6729 см2 и не более 45911+(149-459)385=90184 см2

следовательно принимаем Abt =6729см2 Тогда 246621

096967250 =sdotsdot=sl смПринимается не более 40d и не более 40см Оконча-

тельно принимается 40 см Поскольку изгибающий момент от постоянной и временной длительной нор-

мативной нагрузок Mnl=3788кНм меньше момента образования трещин Mcrc=5009кНм то приращение напряжений в продольной рабочей арматуре от внешней нагрузки (см формулу (412[5]) будет меньше нуля В этом случае сле-дует считатьacrc1= acrc3= 0 и определять только ширину раскрытия трещин acrc2 от непродолжительного действия постоянных длительных и кратковременных нагрузок при φl=10

2 5

156410 05 10 10 40 001564 0156 2 10crca см мм= sdot sdot sdot sdot = =sdot

Это значение необходимо сопоставить с предельно допустимой шириной раскрытия трещин acrcult принимаемой из условия обеспечения сохранности ар-матуры при непродолжительном раскрытии

acrc2ltacrcult=04 мм ndash условие (826[2]) или см Приложение 2 удовлетворя-ется

Расчет прогиба плиты

Расчет изгибаемых элементов по прогибам производят из условия flefult (8139[2])

где fndash прогиб элемента от действия внешней нагрузки fult ndash значение предельно допустимого прогиба (см п 23) Полная кривизна для участков с трещинами определяется по формуле

(102)[4] без учета кривизны от непродолжительного действия усилия обжатия и кривизны вследствие усадки и ползучести бетона

321

1111

+

minus

=

rrrr

где 1

1

rndash кривизна от непродолжительного действия всей нагрузки

2

1

r ndash кривизна от непродолжительного действия постоянных и

временных длительных нагрузок

28

3

1

r ndash кривизна от продолжительного действия постоянных и вре-

менных длительных нагрузок Так как прогиб плиты ограничивается эстетико-психологическими требова-

ниями

1

1

rndash

2

1

r ndash кривизна вызванная непродолжительным действием кратко-

временной нагрузки не учитывается Таким образом кривизна в середине пролета определяется только от про-

должительного действия постоянных и длительных нагрузок те при действии изгибающего момента Мnl = 3788 кНmiddotм

Для элементов прямоугольного и таврового сечений при hfle 03h0 кривизну

допускается определять по формуле (440 [5])

redbc

nl

EhbM

r 30

1sdotsdotsdot

где ϕс ndash коэффициент определяемый по табл 45 [5] или по Приложению 15в за-висимости от параметров

( )0

bhhbb ff

f

sdotminus=ϕ μmiddotαs2 и esh0

0bhAs=micro

redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α

При определении αs2допускается принимать 1=sψ Если при этом условие flefult не удовлетворяется то расчет производят с учетом коэффициента ψs опреде-ляемого по формуле

s

crcss σ

σψ 801minus= (8138[2])

где σscrc ndash приращение напряжений в растянутой арматуре в сечении с трещиной сразу после образования нормальных трещин при М = Мcrc σs ndash то же при действии рассматриваемой нагрузки

sp

ss A

PzM )2()( minus=σ (412 [5])

sp

crccrcs A

PzM )2(

)( minus=σ

z ndash расстояние от центра тяжести арматуры расположенной в растянутой зоне сечения до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне эле-мента

Ebred ndash приведенный модуль деформации сжатого бетона принимаемый равным

redb

serbredb

RE

1

ε

=

где εb1red =28sdot10-4 при продолжительном действии нагрузки при относительной влажности воздуха окружающей среды 75 ge W ge 40(табл610[2])

)2(PM

e ss = Ms = Mnl= 3788 кНmiddotм

Р(2) ndash усилие предварительного обжатия с учетом всех потерь Р(2) = 24987 кН

Определяем величины необходимые для нахождения ϕс

29

( ) ( ) 442019945

853945146

0

=sdotsdotminus

=sdotminus

=bh

hbb fffϕ

0

679 000779459 19

sAbh

micro = = =sdot

Коэффициент приведения арматуры к бетону

redb

redss E

E

2 =α (117[4]) Еsred =

s

sEψ

(118[4]) redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α принимаем sψ = 1

Приведенный модуль деформаций сжатого бетона

53571028

0154

1

=

sdot== minus

redb

serbredb

RE

εМПа = 5357кНсм2

5

22 10 37335357sαsdot

= = μmiddotαs2= 000779∙3733 = 0291 (2)

nls

MeP

=3788 1516

24987se = = см

0

1516 079819

seh

= =

Теперь по табл 45[5] или по таблице Приложения 15 путем интерполяции находимϕс = 0603

Определяем кривизну имея все данные 5

3

1 3788 1372 10 0603 459 19 5357r см

minus= = sdotsdot sdot sdot

20

5 2

5 1 485 372 10 569 126 2845 48 ult

f lr

f см f cмminus

= sdot sdot

= sdot sdot sdot = lt =

Условие 8139[2] удовлетворяется те жесткость плиты достаточна

30

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ Для опирания пустотных панелей принимается сечение ригеля высотой hb =

45 см или hb = 60 см для опирания ребристых панелей принимается сечение риге-ля высотой hb = 60 см Ригели могут выполняться обычными или предварительно напряженными Высота сечения обычного ригеля bb lh

asymp

101

151

41 Исходные данные Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м2 перекрытия принимаются те же

что и при расчете панели перекрытия Ригель шарнирно оперт на консоли колон-ны hb = 45 см Расчетный пролет (рис 6)

l0 = lb ndash b ndash 2times20 ndash 130 = 6300 ndash 400 ndash 40 ndash 130 = 5730 мм = 573 м где lb ndash пролет ригеля в осях

b ndash размер колонны 20 ndash зазор между колонной и торцом ригеля 130 ndash размер площадки опирания Расчетная нагрузка на 1 м длины ригеля определяется с грузовой полосы

равной шагу рам в данном случае шаг рам 6 м(табл 1) Постоянная (g) - от перекрытия с учетом коэффициента надежности по ответственности зда-

нияγп = 10 gfl =gmiddotlnmiddotᵞn= 47middot60middot10 = 282 кНм

гдеln ndashшаг рам - от веса ригеля

gbn = (02middot045 + 02middot025) middot2500middot10-2 = 35 кНм где 2500 кгм3 ndash плотность железобетона С учетом коэффициента надежно-

сти по нагрузке γf = 11 и по ответственности здания γп = 10 gb = 35middot11middot10 = 385 кНм

Итого постоянная нагрузка погонная те с грузовой полосы равной шагу рамg1=gfl+ gb = 282 + 385 = 321 кНм

Временная нагрузка (V) с учетом коэффициента надежности по ответствен-ности здания γп = 10 и коэффициента сочетания (см табл1)

1

1

0604AA

ϕ = +

где А1 = 9 м2для помещений указанных в поз 1212[1] А ndash грузовая площадь ригеля А = 60times63 = 378 м2

10604 0693378

9

ϕ = + =

На коэффициент сочетания умножается нагрузка без учета перегородок V1=( Vp+ 1ϕ middot V0)middotᵞnmiddotln

V1= (06+0693middot195)middot10middot60 = 1171кНм Полная погонная нагрузка

g1 + V1 = 321 + 1171 = 438кНм

31

32

42 Определение усилий в ригеле Расчетная схема ригеля ndash однопролетная шарнирно опертая балка пролетом

l0 Вычисляем значение максимального изгибающего момента М и максимальной поперечной силы Q от полной расчетной нагрузки

( ) 2 21 1 0V 438 573 17976

8 8g l

M кН м+ sdot

= = = sdot

( )1 1 0V 438 573 12552 2

g lQ кН

+ sdot= = =

Характеристики прочности бетона и арматуры - бетон тяжелый класса В30 расчетное сопротивление при сжатии Rb = 170

МПа при растяжении Rbt= 115 МПа (табл 68[2] приложение 4) γb1 = 09 (6112[2])

- арматура продольная рабочая класса А500С диаметром 10-40 мм расчетное сопротивление Rs = 435 МПа=435Кнсм2 поперечная рабочая арматура класса А400 диаметром 6-8 мм Rsw = 280 МПа=280Кнсм2 (табл 615[2])

43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента

Определяем высоту сжатой зоны х = ξmiddoth0 где h0 ndash рабочая высота сечения ригеля ξ ndash относительная высота сжатой зоны определяемая в зависимости от αт

h0 = (hb ndash 5) = 40 см

201 hbR

M

bbm sdotsdotsdot=γ

α

М = 17081кНmiddotм = 17081кНmiddotсм Rb = 17 МПа = 17 кНсм2 b ndash ширина сечения ригеля b = 20 см

2 21 0

17980 036709 17 20 40m

b b

MR b h

αγ

= = =sdot sdot sdot sdot sdot sdot

1 1 2 1 1 2 0367 0485mξ α= minus minus = minus minus sdot = высота сжатой зоны х = ξmiddoth0 = 0485middot40 = 1938см Граница сжатой зоны проходит в узкой части сечения ригеля следовательно

расчет ведем как для прямоугольного сечения Расчет по прочности нормальных сечений производится в зависимости от со-

отношения относительной высоты сжатой зоны бетона и граничной относитель-ной высоты ξR при которой предельное состояние элемента наступает по сжатой зоне бетона одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения равного расчетному сопротивлению Rs

Значение ξR определяется по формуле

0

2

08

1

RR

s el

b

xh

ξ εε

= =+

(81[2])

где εsel ndash относительная деформация растянутой арматуры при напряжениях равных Rs

33

s

sels E

R=ε Rs = 435 МПа Еs = 2middot105МПа

εb2 ndash относительная деформация сжатого бетона при напряжениях равных Rb принимаемая равной 00035 (п 6120 [2])

00217501002

4355 =

sdot=elsε

4930

0035000217501

80=

+=Rξ

значение ξR можно определить по табл 32 [4] или по Приложению 11 тк ξltξR

площадь сечения растянутой арматуры определяется по формуле 1 0 09 17 20 0485 40 1365

435b b

ss

R b hAR

γ ξsdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot= = = см2

Если ξgtξR следует увеличить сечение ригеля или повысить класс бетона или запроектировать в сжатой зоне сжатую рабочую арматуру с площадью Аs

Если ξ = ξR = 0493 х = 0493middot40 = 1972 см те при ξ le ξR граница сжатой зо-

ны всегда проходит в узкой части сечения ригеля По найденной площади сечения растянутой арматуры по сортаменту (При-

ложение 12) подбираем 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Аsef = 1388см2 741

40201008813 =

sdotsdot

=micro

Площадь подобранной арматуры должна быть больше требуемой по расчету площади или равна ей

Можно подобрать стержни одинакового диаметра так чтобы площадь подо-бранной арматуры отличалась бы от площади требуемой арматуры незначитель-но

44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил

Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил производится на основе модели наклонных сечений [3] Ригель опирается на колонну с помощью консолей скрытых в его подрезке (рис 8) те имеет место резко изменяющаяся высота сечения ригеля на опоре При расчёте по модели наклонных сечений должны быть обеспечены проч-ность ригеля по бетонной полосе между наклонными сечениями по наклонному сечению на действие поперечной силы и изгибающего момента Для ригелей с подрезками на опорах производится расчёт по поперечной силе для наклонных сечений проходящих у опоры консоли образованной подрезкой При этом в расчётные формулы вводится рабочая высота h01короткой консоли ри-геля Таким образом в качестве расчётного принимаем прямоугольное сечение с размерами 1 20 30 b h смtimes = times в котором действует поперечная силаQ=1255 кН от полной расчётной нагрузки Рабочая высота сечения ригеля в подрезке составляет

01 27 h см= вне подрезки (у опор) 0 42 h см= в средней части пролёта 0 40 h см= При диаметре нижних стержней продольной рабочей арматуры ригеля ds=22мм с учётом требований п10312[2] назначаем поперечные стержни (хо-

34

муты) Oslash8 А400 Их шаг на приопорном участке предварительно принимаем по конструктивным соображениям 1 10 ws см= что в соответствии с п10313[2] не превышает 05h01=135см и 30 см Значения прочностных характеристик бетона класса В30 входящие в расчётные зависимости принимаем с учётом коэффици-ента условий работы 1 09bγ = Расчёт ригеля по бетонной полосе между наклонными трещинами произво-дится из условия

1 1 01b b bQ R bhϕ γle (855[2]) где 1bϕ minus коэффициент принимаемый равным 03 Проверка этого условия даёт

Q=1255 кН le 03times09times17times20times27=24786 кН те принятые размеры сечения ригеля в подрезке достаточны Проверяем требуется ли поперечная арматура по расчёту из условия

min 1 0105b b btQ Q R bhγle = (8133[2]) те Q=1255 кН gtQbmin=05times09times0115times20times27=2795 кН

поэтому расчёт поперечной арматуры необходим Находим погонное усилие в хомутах для принятых выше параметров попе-речного армирования 2101 swA см= (2Oslash8 А400) 285 swR МПа= 1 10 ws см=

11

280 101 283 10

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

Расчёт ригеля с рабочей поперечной арматурой по наклонному сечению про-изводится из условия

b swQ Q Qle + (856[2]) где b swQ Q minus поперечные силы воспринимаемые соответственно бетоном и попе-речной арматурой в наклонном сечении которые находятся по формулам

22 1 01 b b bt

bR bhQc

ϕ γ= 075sw swQ q c=

где с minus длина проекции наклонного сечения на продольную ось элемента 2bϕ minus коэффициент принимаемый равным 15 (п 8133[2])

Подставляя эти выражения в (856[2]) из условия минимума несущей спо-

собности ригеля по наклонному сечению в виде 0Qc

part=

part находим наиболее опас-

ную длину проекции наклонного сечения равную 2 2

2 1 01

1

15 09 0115 20 27 3266075 075 283

b b bt

sw

R bhc смq

ϕ γ times times times times= = =

times

35

36

которая должна быть не более 2h01 = 54 см С учётом этой величины условие (856[2]) преобразуем к виду

21 01

2

15 075

15 09 0115 20 27 075 283 3266 13863 3266

b btsw

R b hQ q сc

Q кН

γsdot sdot sdot sdotle + sdot sdot

sdot sdot sdot sdotle + sdot sdot =

1255 кН lt 13863 кН те условие прочности ригеля по наклонному сечению в подрезке при действии поперечной силы соблюдается

Необходимо также убедиться в том что принятый шаг хомутов смsw 101 = не превышает максимального шага хомутов maxws при котором ещё обеспечивается прочность ригеля по наклонному сечению между двумя соседними хомутами те

2 21 0

1 max09 0115 20 2710 1202

1255b bt

w wR b hs см s см

Qγ sdot sdot sdot sdot sdot

= lt = = asymp

Выясним теперь на каком расстоянии от опор в соответствии с характером эпюры поперечных сил в ригеле шаг поперечной арматуры может быть увеличен Примем согласно п10313[2] шаг хомутов в средней части пролёта равным

2 0075 075 40 30 ws h см= = times = что не превышает 500 мм Погонное усилие в хо-мутах для этого участка составляет

22

280 101 0942 30

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

что не меньше минимальной интенсивности этого усилия при которой попереч-ная арматура учитывается в расчёте

min 1025 025 09 0115 20 052 sw b btq R b кН смγ= = times times times asymp Очевидно что условие 1 minsw swq q для опорных участков ригеля соблюдается с ещё большим запасом При действии на ригель равномерно распределённой нагрузкиq=g1+v1 длина участка с интенсивностью усилия в хомутах 1swq принимается не менее значения

1l определяемого по формуле min

1 1bQ Q

l cq

minus= minus и не менее

40l

где minbQ minus то же что в формуле (2) но при замене 01h на рабочую высоту сечения ригеля в пролёте 0 40h см= 1с minus наиболее опасная длина проекции наклонного сечения для участка где изменяется шаг хомутов определяется по формуле (стр 34) с заменой в ней 01h на 0h а также 1swq на 2swq но не более 02 h

Тогда имеем min 05 09 0115 20 40 414 bQ кН= times times times times =

2

115 09 0115 20 40 8385

075 0942с смtimes times times times= =

times

Поскольку 1 02 80 с h см= то принимаем 1 80 c см= q=g+V=438 кНм=

37

=0438 кНсм тогда

11255 414 80 11201

0 438l смminus= minus =

В ригелях с подрезками у концов последних устанавливаются дополнитель-ные хомуты и отгибы для предотвращения горизонтальных трещин отрыва у вхо-дящего угла подрезки (рис 8) Эти хомуты и отгибы должны удовлетворять условию прочности

011

0

sin (1 )sw sw sw s inchR A R A Qh

θ+ ge minus

здесь 01 0 h h minus рабочая высота сечения ригеля соответственно в короткой консоли подрезки и вне её

Для рассматриваемого примера со сравнительно небольшим значением попе-речной силы примем дополнительные хомуты у конца подрезки в коли-честве 2Oslash12 А500С с площадью сечения 2

1 226 swA см= отгибы использовать не будем Тогда проверка условия прочности даёт

2730 226 678 1255 (1 ) 44842

кН кНtimes = gt times minus =

те установленных дополнительных хомутов достаточно для предотвращения го-ризонтальных трещин отрыва у входящего угла подрезки

Расчёт по прочности наклонного сечения проходящего через входящий угол подрезки на действие изгибающего момента производится из условия

s sw s incM M M Mle + + где М minus момент в наклонном сечении с длиной проекции laquoсraquo на продольную ось элемента Мs МswMsinc minus моменты воспринимаемые соответственно про-дольной и поперечной арматуройа также отгибами пересекаемыми рассмат-риваемым наклонным сечением относительно противоположного конца наклон-ного сечения (в отсутствии отгибов 0s incM = )

В рамках курсового проекта этот расчет не выполняется

45 Построение эпюры материалов Продольная рабочая арматура в пролете 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Пло-

щадь этой арматуры Аs определена из расчета на действие максимального изги-бающего момента в середине пролета В целях экономии арматуры по мере уменьшения изгибающего момента к опорам два стержня обрываются в пролете а два других доводятся до опор Если продольная рабочая арматура разного диа-метра то до опор доводятся два стержня большего диаметра

Площадь рабочей арматуры Аsef = 1388см2 Определяем изгибающий мо-мент воспринимаемый сечением ригеля с полной запроектированной арматурой 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С(Аs = 1388см2)

Из условия равновесия RsmiddotAs = γb1sdotRbmiddotbmiddotx гдех = ξmiddoth0

01

hbRAR

bb

efss

sdotsdotsdot

sdot=γ

ξ

38

Rs = 435 МПа = 435 кНсм2 Rb = 170 МПа = 17 кНсм2

493040207190

8813543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х = ξmiddoth0 = 0493middot40 = 1972см Изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля определяется из

условия равновесия М = RsmiddotAs(h0 ndash05х) М(2Oslash20+2Oslash22)= 435middot1388middot(40 ndash 05middot1972) = 181979кНmiddotсм = 182кНmiddotм

182кНmiddotмgt 17081кНmiddotм то есть больше действующего изгибающего момента от полной нагрузки это значит что прочность сечения обеспечена

До опоры доводятся 2Oslash22 А500С h0 = 45 ndash 3 = 42 см (см рис 9) As=76 см2

257042207190

67543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х1 = ξmiddoth0 = 0257middot42 = 108см Определяем изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля с рабо-

чей арматурой в виде двух стержней доводимых до опоры М(2Oslash22) = RsmiddotAs(2Oslash22) (h0 ndash05х1) М(2Oslash22) = 435middot76middot(42 ndash 05middot108) = 1209996кНmiddotсм =121кНmiddotм

Откладываем в масштабе на эпюре моментов полученные значения изгибаю-щих моментов М(2Oslash20+2Oslash22) и М(2Oslash22) и определяем место теоретического обрыва ра-бочей арматуры ndash это точки пересечения эпюры моментов с горизонтальной ли-нией соответствующей изгибающему моменту воспринимаемому сечением ри-геля с рабочей арматурой в виде двух стержней М(2Oslash22) (рис 10)

Эпюра моментов для этого должна быть построена точно с определением значений изгибающих моментов в

81 в

82 и в

83 пролета

Изгибающий момент в любом сечении ригеля определяется по формуле ( )

2

2xvgxRM Axsdot+

minussdot= где RA ndash опорная реакция х ndash текущая координата

( ) 0 12552A

g v lR Q

+ sdot= = = кН

При 081 lx = = 0716 м

2

18

438 07161255 0716 7862

M кН мsdot= sdot minus = sdot

При 082 lx = = 1433 м

2

28

438 14331255 1433 13482

M кН мsdot= sdot minus = sdot

39

40

При 083 lx = = 2149 м

0

2

38

438 21491255 2149 16852l

M кН мsdot= sdot minus = sdot

Длина анкеровки обрываемых стержней определяется по следующей зависи-мости

ddqQw

sw

1552

ge+= где d ndash диаметр обрываемой арматуры

Поперечная сила Q определяется графически в месте теоретического обрыва в данном случае Q = 72кН

Поперечные стержни Oslash8 А400 Rsw = 285 МПа с Аsw = 101см2 в месте теоре-тического обрыва имеют шаг 10 см

88210

011528=

sdot=

sdot=

w

swswsw S

ARq кНсм

72 5 20 2252 288

W = + sdot =sdot

см что меньше15d=1520=30 см

Принимаем W = 30 см Место теоретического обрыва арматуры можно определить аналитически

Для этого общее выражение для изгибающего момента нужно приравнять момен-ту воспринимаемому сечением ригеля с арматурой 2Oslash22 А500

М(2Oslash22) = 121кНsdotм ( ) ( ) 2 2

0 438 573 4382 2 2 2

g V l g V x xМ x x+ sdot + sdot sdot sdot

= sdot minus = sdot minus

1255х ndash 219х2 = 121 х2 ndash 573х + 553 = 0

212 2865 2865 581 2865 16365х = plusmn minus = plusmn

х1 = 1228м х2 = 553м Это точки теоретического обрыва арматуры Длина обрываемого стержня будет равна 4502ndash 1228 + 2middot03 = 3874м При-

нимаем длину обрываемого стержня 4 м Определяем аналитически величину поперечной силы в месте теоретического

обрыва арматуры ( ) ( )0

2g V l

Q g V x+ sdot

= minus + sdot

438 573 438 1228 7172

Q кНsdot= minus sdot =

Графически поперечная сила была принята 72кН с достаточной степенью точности

41

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ Для проектируемого 8-этажного здания принята сборная железобетонная ко-

лонна сечением 40times40 см Для колонн применяется тяжелый бетон классов по прочности на сжатие не

ниже В15 а для сильно загруженных ndash не ниже В25 Армируются колонны про-дольными стержнями диаметром 16 hellip40 мм из горячекатаной стали А400 А500С и поперечными стержнями преимущественно из горячекатаной стали класса А240

51 Исходные данные Нагрузка на 1 м2 перекрытия принимается такой же как и в предыдущих рас-

четах (см табл 1) Нагрузка на 1 м2 покрытия

Таблица 3 Вид нагрузки Нормативная нагруз-

ка (γf= 1) кНм2

Коэффициент надежности

по нагрузке γf

Расчетная нагрузка

(γfgt 1) кНм2 1 2 3 4

Гидроизоляционный ковер (3 слоя) 0150 13 0195 Армированная цементно-песчаная стяжка δ = 40 мм ρ = 2200 кгм3

0880 13 1144

Керамзит по уклону δ = 100 мм ρ = 600 кгм3

0600 13 0780

Утеплитель ndash минераловатные пли-ты δ = 150 мм ρ = 150 кгм3

0225 12 0270

Пароизоляция 1 слой 0050 13 0065 Многопустотная плита перекрытия с омоноличиванием швов δ = 220 мм

3400 11 3740

Постоянная нагрузка (groof) 5305 6194 Временная нагрузка ndash снеговая S = Sg 1800middot07 = 1260 ndash 1800 в том числе длительная часть снего-вой нагрузки Sl

0630 ndash 0900

Полная нагрузка (groof+ S) 6565 7994 - полная кратковременная снеговая нагрузка и коэффициент μ принимаются по СП 20133302011 или по Приложению 16

42

Материалы для колонны Бетон ndash тяжелый класса по прочности на сжатие В25 расчетное сопротивле-

ние при сжатии Rb = 145 МПа (табл 68[2] Приложение 4) Арматура minus продольная рабочая класса А500С (диаметр 16 hellip40мм) расчётное сопро-

тивление Rs = Rsc = 435 МПа (табл 614[2] Приложение 7) minus поперечная ndash класса А240

52 Определение усилий в колонне

Рассчитывается средняя колонна подвального этажа высотой hfl = 28 м Вы-сота типового этажа hflтакже равна 28 м

Грузовая площадь колонныА = 6times63 = 378 м2 Продольная сила N действующая на колонну определяется по формуле

N = γn(g +Vp + φзV0) nmiddotA + gb(n + 1) + gcol(n + 1) + γn(groof + S)A где n ndash количество этажей В нашем случае n = 8А ndash грузовая площадь g VpV0 ndash соответственно постоянная и временная нагрузки на 1 м2 перекрытия по табл 1

Согласно табл 1 g = 47 кНм2 Vp = 06кНм2V0 = 195кНм2 groof ndash постоянная нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 (groof = 6194 кНм2) S ndash полная снеговая нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 gbndash собственный вес ригеля с учетом γf и γnдлиной (63 ndash 04) = 59 м gb= 385middot59 = 2272кН 385 кНм ndash погонная нагрузка от собственного веса ригеля (см расчет риге-

ля) gcol ndash собственный вес колонны gcol = γnmiddot γf middot ρmiddot Аcolmiddothfl = 10middot11middot2500(10-2) middot04middot04middot28 = 1232 кН φ3 ndash коэффициент сочетаний (коэффициент снижения временных нагрузок в

зависимости от количества этажей) определяемый по формуле (83[1]) 1

30 404n

ϕ minusϕ = +

где φ1= 069 (см расчет ригеля) 10693 0404 0504

8ϕ minus

= + =

N = 10middot(47 +06+ 0504middot195) middot8middot378 + 2272middot (8 + 1) + 1232middot (8 + 1) + + 10middot (6194 + 18) middot378 = 251745кН

53 Расчет колонны по прочности

Расчет по прочности колонны производится как внецентренно сжатого эле-мента со случайным эксцентриситетом еа

3313040

301

=== colа he см 470600280

600=== fl

а

he см еа = 1 см

Однако расчет сжатых элементов из бетона классов В15 hellipВ35 (в нашем слу-чае В25) на действие продольной силы приложенной с эксцентриситетом е0 =

33130

== colа

he см при гибкости l0hcollt 20 допускается производить из условия

N le Nult (816[2])

43

где Nult - предельное значение продольной силы которую может воспринять элемент определяемое по формуле

Nult le ϕ(γb1RbAb + RscAstot) (817[2]) где Ab ndash площадь сечения колонны Astot ndash площадь всей продольной арматуры в сечении колонны l0 ndash расчетная длина колонны подвала с шарнирным опиранием в уровне 1-го

этажа и с жесткой заделкой в уровне фундамента Rscndash расчетное сопротивление арматуры сжатию

l0 = 07(hfl + 15 см) = 07(280 + 15) = 2065 см l0hcol =206540=516lt20 Ab=4040=1600 см2

ϕ - коэффициент принимаемый при длительном действии нагрузки по табл 81[2] или по Приложению 18 в зависимости от гибкости колонны

При l0hcol =516 коэффициент ϕ = 092

1

251745 09 145 1600092 149

435

b b b

s totsc

N R AA

R

γφminus minus sdot sdot

= = = см2

Из условия ванной сварки выпусков продольной арматуры при стыке колонн минимальный ее диаметр должен быть не менее 20 мм

Принимаем 4Oslash22 А500С Asef = 152 см2 152 100 095 021600

micro = sdot = gt тк l0hcolasymp 5

Диаметр поперечной арматуры принимаем Oslash6 А240 (из условия сварки c продольной арматурой) Шаг поперечных стержней s = 300 мм что удовлетворяет конструктивным требованиям (п10314[2]) s le 15d = 15middot22 = 330 мми s le 500 мм

Если μgt3 то шаг поперечных стержней должен быть s le 10d иs le 300 мм Армирование колонны показано на рис11

44

45

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ

61 Исходные данные Грунты основания ndash пески средней плотности условное расчётное сопротив-

ление грунта R0 = 035 МПа = 0035 кНсм2 = 350 кНм2 Бетон тяжелый класса В25 Расчетное сопротивление растяжению

Rbt = 105 МПа γb1 = 09 Арматура класса А500С Rs = 435 МПа= 435кНсм2 Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах

γm = 20 кНм3 Высоту фундамента предварительно принимаем 90см C учётом пола подвала

глубина заложения фундамента Н1 = 105 см Расчетное усилие передающееся с колонны на фундамент N = 251745кН Нормативное усилие

Nn = Nγfm = 251745115 = 218735кН где γfm = 115 ndash усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке

62 Определение размера стороны подошвы фундамента Площадь подошвы центрально нагруженного фундамента определяется по

условному давлению на грунт R0 без учета поправок в зависимости от размеров подошвы фундамента и глубины его заложения

0 1

218735 665350 20 105

n

m

NAR Hγ

= = =minus minus sdot

м2

Размер стороны квадратной подошвы фундамента 665 258a A= = = м Принимаем а = 27 м (кратно 03 м) Давление на грунт от расчетной нагрузки

2

Npa

= =251745272 = 3453кНм2 lt R0

63 Определение высоты фундамента Рабочая высота фундамента из условия продавливания

504

2

10 pR

Nhh

btb

col

++minus=

γ

0 3

25174502 05 0 2 0698 0 49809 105 10 3453

h м= minus + = minus + =sdot sdot +

Полная высота фундамента устанавливается из условий 1) продавливания Hf =(h0+005)=0498 + 005 = 0548м 2) заделки колонны в фундаменте

Hf = 15hcol + 025(м) = 15middot04 + 025 = 085 м 3) анкеровки сжатой арматуры колонны Hf = han + 025(м) Базовая длина анкеровки необходимая для передачи усилия в арматуре с

полным расчетным сопротивлением Rs на бетон определяется по формуле [3]

sbond

ssan UR

ARh =0

где As и Us ndash соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения (в нашем случае для арматуры Oslash22

As = 3801см2 Us = πd = 314middot22 = 6908 см) Rbond ndash расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном принимае-

мое равномерно распределенным по длине анкеровки

46

Rbond = γb1middotη1middotη2middotRbt где η1 ndash коэффициент учитывающий влияние вида поверхности арматуры

Для горячекатаной арматуры периодического профиля η1 = 25 η2 - коэффициент учитывающий влияние размера диаметра арматуры при-

нимаемый равным 10 ndash при диаметре продольной арматуры dsle32 мм 09 ndash при ds = 36 мм и ds = 40 мм Rbond = 09middot25middot1middot105 = 236 МПа

0435 3801 10142 236 6908anh смsdot

= =sdot

Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле[3]

efs

calsanan A

Ahh

0α=

где Ascаlи Asef ndash площади поперечного сечения арматуры соответственно требуе-мая по расчету и фактически установленная (для нашего случая Ascаl= 149 см2 Asef = 152 см2) α ndash коэффициент учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного со-стояния бетона и арматуры Для сжатых стержней периодического профиля α = 075Тогда

149075 10142 745615 2anh = sdot sdot = см

Кроме того согласно требованиям [3] фактическую длину анкеровки необ-ходимо принимать han ge 03h0an = 03middot10142 = 3043 см

han ge 15ds = 15middot20 = 30 см han ge20 см Из четырех величин принимаем максимальную длину анкеровки те han = 7456см

Следовательно из условия анкеровки арматуры Hf = 7456 + 25 = 9952см

Принимаем трехступенчатый фундамент общей высотой 100 см и с высотой ступеней 30 см и 40 см При этом ширина первой ступени а1 = 11 м а второй а2 = 18 м

Проверяем отвечает ли рабочая высота нижней ступени h03 = 40 ndash 5 = 35см условию прочности при действии поперечной силы без поперечного армирования в наклонном сечении Для единицы ширины этого сечения (b = 100 см) должно выполняться условие

Q = pl le Qbmin = 05γb1Rbth03b Поперечная сила от давления грунта

Q = pl= 05(а - a2 - 2h03)р где а - размер подошвы фундамента

h03 = 40 ndash 5 = 35см р ndash давление на грунт от расчетной нагрузки (на единицу длины) Q = 05(27 ndash18 - 2middot035) middot34533 = 3453кН Q = 3453кНltQbmin = 05middot09middot105middot103middot035middot10 = 16538кН ndash прочность обеспе-

чена

47

64 Расчет на продавливание

Проверяем нижнюю ступень фундамента на прочность против продавлива-ния

Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производится из условия (887[2]) F le Fbult где Fbult - пре-дельное усилие воспринимаемое бетоном

Fbult = γb1RbtAb

где Fminusпродавливающая сила принимаемая равной продольной силе в колонне подвального этажа на уровне обреза фундамента за вычетом нагрузки создавае-мой реактивным отпором грунта приложенным к подошве фундамента в преде-лах площади с размерами превышающими размер площадки опирания (в дан-ном случае второй ступени фундамента 2 2 18 18 a a мtimes = times ) на величину 0h во всех направлениях Ab ndash площадь расчетного поперечного сечения расположен-ного на расстоянии 05h0от границы площади приложения силы Nс рабочей высо-той сечения h0 В нашем случае h0 = h03 = 025м

Площадь Ab определяется по формуле Ab = Umiddoth03

где U ndash периметр контура расчетного сечения (см рис12а) U = (а2 + 2middot05h03) middot4 = (18 + 2middot05middot035) middot4 = 86 м

Площадь расчётного поперечного сеченияAb = 86middot035 = 301м2 Продавливающая сила равна

F=N-pA1

здесь p=3453 кНм2 minus реактивный отпор грунта A1minusплощадь основания продавливаемого фрагмента нижней ступени фундамен-

та в пределах контура расчётного поперечного сечения равная A1=(a2+205h03)2=(18+205035)2=462 м2

Проверка условия (697) [3] показывает

F=92202 кН lt 09105103301 = 284445 кН

те прочность нижней ступени фундамента против продавливания обеспече-на

48

49

65 Определение площади арматуры подошвы фундамента Подбор арматуры производим в 3-х вертикальныхсечениях фундамента

что позволяет учесть изменение параметров его расчётной схемы в качестве ко-торой принимается консольная балка загруженная действующим снизу вверх равномерно распределенным реактивным отпором грунта Для рассматривае-мых сечений вылет и высота сечения консоли будут разными поэтому выявить наиболее опасное сечение можно только после определения требуемой площади арматуры в каждом из них (см рис13)

Сечение I-I МI-I = 0125р (а ndash hcol)2middot a = 0125middot34533(27 ndash 04)2middot27 = 61654кНmiddotм Площадь сечения арматуры определяем по формуле

2

01

61654 10 165709 09 95 435

I IsI

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение II-II МII-II= 0125р(аndash а1)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 11)2middot27 = 29836кНmiddotм

2

02

29836 10 117209 09 65 435

II IIsII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение III-III МIII-III= 0125р(аndash а2)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 18)2middot27 = 944кНmiddotм

2

03

944 10 68809 09 35 435

III IIIsIII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Из трёх найденных значений подбор арматуры производим по максимально-му значению теAsmax = 1657см2

Шаг стержней принимается от 150 ммдо 300 мм (кратно 50 мм) При ширине подошвы фундамента а le 3 мминимальный диаметр стержней dmin = 10 мм при аgt3 мdmin = 12 мм

Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлени-ях арматурой из стержней Oslash14 А500с шагом 250 мм

Имеем 11Oslash14 А500С с As = 16929см2gtAsI = maxsA = 1657см2 Процент армирования μ

- в сечении I-I 11 01

16929100 100 0156 01110 95

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении II-II 22 02

16929100 100 0145 01180 65

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении III-III 33 03

16929100 100 0179 01270 35

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

Так как во всех сечениях μigtμmin=01 количество принятой арматуры оставляем без изменений В случае μiltμmin=01 диаметр принятой арматуры следует увеличить или уменьшить ее шаг

Конструкция фундамента приведена на рис13

50

51

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 СП 20133302011 Нагрузки и воздействия Актуализированная редакция СНиП 20107-85 М ГУП ЦПП 2011

2 СП 63133302012 Бетонные и железобетонные конструкции Основные положения Актуализированная редакция СНиП 52-101-2003 М ФГУП ЦПП 2004

3 ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований 4 СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные кон-

струкции М ФГУП ЦПП 2005 5 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из

тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

6 Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетон-ных конструкций из тяжелого бетона (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

52

ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Минимальный класс бетона элементов с предварительно напряженной арматурой

Таблица 4

Характеристика напрягаемой Класс бетона арматуры не ниже

Арматура классов

А540-А800

В20 А1000 В30

Арматура классов

Вр1200 Вр1300

В30 Вр1400 Вр1600 Вр1600 В20

К1400 К1500 К1600 К1700 В30

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин ndash acrсult из условия обеспечения сохранности арматуры

Таблица 5

Для элементов к которым не предъявляются требования непрониwаемости значения acrсult принимают равными

При арматуре классов

При продолжительном рас-крытии трещин мм

При непродолжительном раскрытии трещин мм

А240-А600 В500 03 04

А800А1000 Вр1200-Вр1400 К1400К1500(К-19) К1500(К-7)К1600 диаметром 12 мм

02 03

Вр1500 К1500(К-7)К1600 диамет-ром 6 и 9 мм

01 02

53

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Нормативные сопротивления бетона Rbnи Rbtn

Таблица 6

Вид сопротивления

Нормативные сопротивления бетона RbnиRbtn и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй

группы RbserиRbtser МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осевое (призменная прочность)

Rbn и Rbser

75 110 150 185 220 255 290 320 360 395 430

Растяже-ние осевое

Rbtn Rbtser 085 110 135 155 175 195 210 225 245 260 275

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Расчетные сопротивления бетона Rbи Rbt Таблица 7

Видсопротивления

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbи Rbt МПа при классе бетона

по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осе-вое(призменная прочность)

Rb

60 85 115 145 170 195 220 250 275 300 330

Растяжение осевое Rbt

056 075 090 105 115 130 140 150 160 170 180

Полностью таблицы нормативных и расчетных сопротивлений бетона см [2]

54

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения начального модуля упругости бетона Еь Таблица 8

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еьmiddot10-3 МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

190 240 275 300 325 345 360 370 380 390 395

55

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rsn

Таблица 9

Арматура классов

Номинальный диаметр арматуры мм

Нормативные значения сопротивления растяжению Rsnи расчетные значения сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы Rsser МПа

А240 6-40 240

А400 6-40 400

А500 10-40 500

А540 20-40 540

А600 10-40 600

А800 10-32 800

А1000 10-32 1000

В500 3-12 500

Вр500 3-5 500

Вр1200 8 1200

Вр1300 7 1300

Вр1400 4 5 6 1400

Вр1500 3 1500

Вр1600 3-5 1600

К1400(К-7) 15 1400

К1500(К-7) 6 9 12 1500

К1500(К-19) 14 1500

К1600 6 9 12 15 1600

К1700 6-9 1700

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 2: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

2

Составители профессора кандидаты технических наук НГ Головин АИ Плотников АЮ Родина ассистент МА Мухин

Рецензент профессор кандидат технических наук СВ Горбатов (кафедра железобетонных и каменных конструкций МГСУ)

АННОТАЦИЯ

Методические указания laquoПроектирование несущих конструкций многоэтажного

гражданского зданияraquo по дисциплине laquoЖелезобетонные и каменные конструкцииraquo для

студентов специальности 27080062 laquoСтроительствоraquo профиля laquoПромышленное и граж-

данское строительствоraquo квалификации ndash бакалавр включают в себя введение 6 разделов

библиографический список и приложения

В первом разделе приведены конструктивные требования касающиеся назначения

геометрических размеров несущих конструкций и исходные данные для примера расчета

Во втором и третьем разделах приведен расчет многопустотной предварительно

напряженной плиты перекрытия при двух вариантах временной нагрузки по предельным

состояниям первой и второй группы

В четвертом разделе дан расчет ригеля таврового сечения без предварительного

напряжения арматуры по предельному состоянию первой группы с построением эпюры

материалов

Пятый раздел посвящен расчету колонны и шестой ndash расчету фундамента

Приведены схемы армирования всех несущих конструкций

В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования

3

ВВЕДЕНИЕ

Методические указания составлены на основании программы дисциплины laquoЖелезобетонные и каменные конструкцииraquo для студентов специальности 27080062 профиля laquoПромышленное и гражданское строительствоraquo квалификации - бакалавр для выполнения всех разделов курсового проекта на тему laquoПроектиро-вание несущих конструкций многоэтажного гражданского зданияraquo а также для дипломного проектирования подготовки магистров и экстерната

При проектировании необходимо пользоваться действующими сводами пра-вил по расчету и конструированию бетонных и железобетонных конструкций без предварительного напряжения арматуры (СП 52-101-2003) и предварительно напряженных железобетонных конструкций (СП 52-102-2004)

При проектировании реального сооружения производят повторные расчеты и конструирование с учетом требований содержащихся в laquoПравилах по обеспече-нию огнестойкости и огнесохранности железобетонных конструкцийraquo СТО 36554501-006-2006 и Пособии к ним Степень огнестойкости здания определяется по - СНиП 31-01-2003 для жилых многоквартирных зданий - СНиП 20802-89 для общественных зданий и сооружений предприятий бы-тового обслуживания магазинов зданий и аудиторий актовых и конференц-залов залов собраний и зальных помещений спортивных сооружений зданий детских дошкольных учреждений общего типа школ и школ-интернатов зданий и сооружений зрительных залов культурно-зрелищных учреждений - СНиП 20904-87для административных и бытовых зданий отдельно стоящих зданий пристроек и вставок залов столовых собраний и совещаний - МГСН 419-2005для многофункциональных высотных зданий и зданий-комплексов в городе Москве - СНиП 31-03-2001для производственных зданий - МГСН 501-94115 для стоянок легковых автомобилей Предел огнестойкости строительных конструкций устанавливается по времени в минутах наступления одного или последовательно нескольких нормируемых для данной конструкции признаков предельных состояний (см Таблицу) - потери несущей способности R

- потери теплоизолирующей способности I - потери целостности Е Здания и сооружения с несущими конструкциями из железобетона подразде-

ляют по степени огнестойкости - особая - многофункциональные высотные здания и здания-комплексы - I степень - ограждающие конструкции выполнены из железобетона и приме-

няются листовые и плитные негорючие материалы - II степень - покрытия выполнены из стальных конструкций - III степень - применены перекрытия деревянные защищенные штукатуркой

или негорючим листовым плитным материалом а также для зданий каркасного типа с элементами каркаса из стальных конструкций и с ограждающими кон-

4

струкциями из профилированных листов или других негорючих материалов со слабогорючим утеплителем

Степень огне-стойкости зда-

ния

Предел огнестойкости железобетонных строительных конструкций мин не менее

Несущие элементы

здания

Наружные ненесущие

стены

Перекрытия междуэтажные

(в том числе чердачные и

над подвалами)

Элементы бесчердач-ных покрытий Лестничные клетки

настилы пли-ты (в том

числе с утеп-лителем)

фермы балки

прогоны

внутренние стены

марши и площадки лестниц

Особая R180 Е60 Е60 R180

EI120 REI 120 R180 R180 EI180 R60

I R120 Е30 REI60 RE30 R30 REI120 R60 II R90 Е15 REI45 RE15 R15 REI90 R60 III R45 Е15 REI45 RE15 R15 REI60 R45

Для зданий высотой более 100 м предел огнестойкости как правило устанавливается R240 Для зданий высотой менее 100 м предел огнестойкости устанавливается REI180 EI180 Предел огнестойкости Е60 устанавливается только для наружных стен

Цель указаний ndash содействие в проектировании несущих элементов здания В курсовом проекте требуется запроектировать основные несущие железобе-

тонные конструкции 8-16-ти этажного здания каркасной конструктивной схемы со связевым каркасом и навесными стеновыми панелями

Пространственная жесткость (геометрическая неизменяемость) здания в про-дольном и поперечном направлениях обеспечивается диафрагмами жесткости (связевая система) Методические указания включают рассмотрение следующих вопросов

minusпроектирование сборного балочного междуэтажного перекрытия включа-ющее компоновку конструктивной схемы перекрытия расчет многопустотной предварительно-напряженной плиты и ригеля

minusпроектирование колонны и отдельно стоящего фундамента В приложениях даны справочные материалы и рабочие чертежи проектируе-

мых элементов

5

КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ

В состав сборного балочного междуэтажного перекрытия входят плиты и ри-

гели опирающиеся на колонны (рис1) При компоновке сборного балочного перекрытия необходимо

minus назначить размеры сетки колонн minus выбрать направление ригелей форму и размеры их поперечного сечения minus выбрать тип и размеры плит

Сетка колонн назначается в зависимости от размеров плит и ригелей Рассто-яние между колоннами должно быть кратно 100мми принимается в пределах (48 hellip72) м

Направление ригелей может быть продольным или поперечным Это обу-словливается технико-экономическими показателями Выбор типа поперечного сечения ригелей зависит от способа опирания на них плит Высота сечения ригеля

lhb )101

151(= b где lb ndash пролет ригеля ширина его сеченияbb = 20 см или 30 см

Тип плит перекрытия выбирается по архитектурно-планировочным требова-ниям и с учётом величины действующей временной (полезной) нагрузки При временной нагрузке V le 70 кНм2 используются многопустотные плиты высота сечения которых равна (20 hellip24)см

Плиты выполняются преимущественно предварительно напряженными что позволяет получить экономию за счёт сокращения расхода стали

Количество типоразмеров плит должно быть минимальным рядовые шири-ною (12 hellip24)м связевые плиты-распорки ndash (08 hellip18)м фасадные плиты-распорки ndash (06 hellip090)м

В качестве примера в методических указаниях принято следующее minusсвязевая конструктивная схема здания с поперечным расположением риге-

лей и сеткой колонн размерами в плане 60х63 м (рис1) minus число этажей ndash 9 включая подвал minus высота этажей и подвала 28 м minus ригель таврового сечения шириною bb = 20 см и высотой

45630141

=sdot=bh см (рис2) без предварительного напряжения арматуры

(Отметим что предварительно назначенные размеры могут быть уточнены при последующем расчете и конструировании ригеля)

minus плиты многопустотные предварительно напряженные высотой 22см(рис2) (ширина рядовых плит15 м и плит-распорок 18 м)

minus колонны сечением 40х40 см minus величина временной нагрузки при расчете плиты перекрытия принимается

в двух вариантах 1 вариант ndash v = 15 кНм2 2 вариант ndash v= 45 кНм2

6

7

8

2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ

НАГРУЗКЕ V =15 кНм2 21 Исходные данные

Нагрузки на 1 м2 перекрытия Таблица 1

Вид нагрузки Нормативная нагрузка кНм2

Коэффициент надежности по нагрузке γf

Расчетная нагрузка

кНм2 1 2 3 4

Постоянная Полы ndash паркет на мастике δ = 20 мм Цементно-песчаная стяжка δ = 30 мм ( 318 кН мγ = ) Многопустотная сборная плита перекрытия с омоноличиванием швов δ = 220 мм

020

054

34

13

13

11

026

070

374

Итого постоянная нагрузка g 414 47 Временная

Перегородки δ = 120 мм (приве-денная нагрузка длительная)Vр

05 12 06

Полезная (из задания) 15 13 195 в том числе кратковременная Vsh

12

13

156

длительная Vlon 03 13 039 Итого временная нагрузка V 20 255 Временная нагрузка без учета перегородок V0

15 195

Полная нагрузка g + V 614 725 Примечание коэффициент надежности по нагрузке γf для временной (полез-

ной) нагрузки принимается 13 ndash при полном нормативном значении нагрузки менее 2 кПа (кНм2) 12 ndash при полном нормативном значении нагрузки 2 кПа (кНм2) и более [1] Нагрузка на 1 погонный метр длины плиты при номинальной её ширине 15 м

с учетом коэффициента надежности по ответственности здания γп = 10 minusрасчетная постоянная g = 47middot15middot10 = 705кНм minusрасчетная полная (g + V) = 725middot15middot10 = 1088кНм minus нормативная постоянная gп = 414middot15middot10 = 621кНм minusнормативная полная (gп + Vп) = 614middot15middot10 = 921кНм minus нормативная постоянная и длительная (gп + Vlonп) = (414 + 08) middot15middot10 =

741 кНм

Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м

9

Материалы для плиты Бетон тяжелый класса по прочности на сжатие В20 Rbn = Rbser = 150 МПа Rbtn = Rbtser = 135МПа (табл 67[2] Приложение 3) Rb = 115МПа Rbt = 09 МПа (табл 68 [2] Приложение 4) γb1 = 09 (п 6112[2]) Начальный модуль упругости бетона Еb = 275middot103МПа (табл 611 [2] При-

ложение 5) Технология изготовления плиты ndash агрегатно-поточная Плита подвергается

тепловой обработке при атмосферном давлении Натяжение напрягаемой армату-ры осуществляется электротермическим способом

Арматура minusпродольная напрягаемая класса А600

Rsn = Rsser = 600 МПа(табл 613 [2] Приложение 6) Rs = 520 МПа (табл 614 [2] Приложение 7) Еs = 20 middot105МПа (пункт 6212 [2])

minus ненапрягаемая класса В500 Rs = 435 МПа (табл 619 [2] Приложение 7) Rsw = 300МПа(табл 615 [2] Приложение 8)

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы

Определение внутренних усилий Расчетный пролет плиты в соответствии с рис2

ммll 695)310(2090

20900100101010060 =minus=minusminusminusminusminusminus=

Поперечное конструктивное сечение плиты заменяется эквивалентным двутавро-вым сечением (рис3) Размеры сечения плитыh = 22 см

h0 = h ndash a = 22 ndash 3 = 19 см fhprime =hf = (22 ndash 159) middot05 = 305 см bf = 149 см fbprime = 149 ndash 3 = 146 см b = 149 ndash 159middot7 = 377 см Плита рассчитывается как однопролетная шарнирно-опертая балка загру-

женная равномерно-распределенной нагрузкой (рис4) Усилия от расчетной полной нагрузки minus изгибающий момент в середине пролета

( )мкН

lgM sdot=

sdot=

+= 0344

86958810

8V 22

0

minus поперечная сила на опорах ( )

кНlg

Q 95302

69588102V 0 =

sdot=

+=

Усилия от нормативной нагрузки (изгибающие моменты) minus полной

( )мкН

lgM nn

n sdot=sdot

=+

= 27378

6952198V 22

0

minus постоянной и длительной

10

( )мкН

lgM nlonn

nl sdot=sdot

=+

= 99298

6954178V 22

0

Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего

момента При расчете по прочности расчетное поперечное сечение плиты принимается

тавровым с полкой в сжатой зоне (свесы полок в растянутой зоне не учитывают-ся)

При расчете принимается вся ширина верхней полки fbprime = 146 см так как

146 377 1 15415 578 9632 2 6 6

fb bl см

prime minus minus= = = sdot =

где l ndash конструктивный размер плиты Положение границы сжатой зоны определяется из условия

1 0( 05 )fx h b b f f fM M R b h h hγprime= prime prime primele = sdot sdot minus

где М ndash изгибающий момент в середине пролета от полной нагрузки (g + V)

fx hM prime= minus момент внутренних сил в нормальном сечении плиты при котором нейтральная ось проходит по нижней грани сжатой полки Rb ndash расчетное сопротивление бетона сжатию остальные обозначения приняты в соответствии с рис3

Если это условие выполняется граница сжатой зоны проходит в полке и площадь растянутой арматуры определяется как для прямоугольного сечения ши-риной равной fbprime

4403 кНmiddotсмle 09middot115middot146middot305(19 ndash 05middot305) = 8054кНmiddotсм Rb = 115 МПа = 115 кНсм2

4403 кНmiddotмlt 8054 кНmiddotм ndash условие выполняется те расчет ведем как для пря-моугольного сечения Далее определяем

2 21 0

4403 008109 115 146 19m

b b f

MR b h

αγ

= = =primesdot sdot sdot sdot sdot sdot

minussdot=

21 ξξαm 1 1 2 0077 00843ξ = minus minus sdot =

0hx

=ξ minus относительная высота сжатой зоны бетона должно выполняться

условие ξ le ξR где ξR ndash граничная относительная высота сжатой зоны Значение ξRопределяется по формуле

0

2

08

1

RR

s el

b

xh

ξ εε

= =+

(32 [4])

где εsel ndash относительная деформация арматуры растянутой зоны вызванная внеш-ней нагрузкой при достижении в этой арматуре напряжения равного Rs εb2 ndash относительная деформация сжатого бетона при напряжениях равных Rb принимаемая равной 00035 (п 6120[2])

11

Для арматуры с условным пределом текучести значение εsel определяется по формуле

400 s sps el

s

RE

σε

+ minus=

(арматура А600 имеет словный предел текучести) (п 916[2]) где σsp ndash предварительное напряжение в арматуре с учетом всех потерь и ко-

эффициентом γsp = 09 Предварительное напряжение арматуры σsp принимают не более 09Rsn для

горячекатаной и термомеханически упрочненной арматуры (А600) и не более 08Rsnдля холоднодеформированной арматуры и арматурных канатов (911[2])

Принимаем σsp = 08Rsn = 08middot600 = 480 МПа При проектировании конструкций полные суммарные потери следует прини-

мать не менее 100 МПа (п 2239 [4]) ∆σsp(2)j = 100 МПа При определении εsel

σsp = 09middot480 - 100 = 332 МПа

0029401002

3324005205 =

sdotminus+

=elsε 4350

003500029401

80=

+=Rξ ξ le ξR

Площадь сечения арматуры определяем по формуле 1 0

b b f

sp efs

R b hA

Rγ ξsdot sdot sdot sdot

=

Если соблюдается условие ξ le ξR расчетное сопротивление напрягаемой ар-матуры Rs допускается умножать на коэффициент условий работыγs3 учитываю-щий возможность деформирования высокопрочных арматурных сталей при напряжениях выше условного предела текучести и определяемый по формуле

112502513 leminus=R

s ξξγ (32 [5])

ЕслиRξξ lt06 что для плит практически всегда соблюдается можно принимать

максимальное значение этого коэффициента те γs3 = 11 2

2

09 115 146 00843 19 4 23 11 52

520 52

sp ef

s

A см

R МПа кН см

sdot sdot sdot sdot= =

sdot

= =

Принимаем 6Oslash10 А600 Аspef = 471 см2 Напрягаемые стержни должны располагаться симметрично и расстояние

между ними должно быть не более 400 мм и не более 15h при hgt 150 мм (п 1038[2])

Расчет по прочности при действии поперечной силы Поперечная сила от полной нагрузки Q = 3095 кН Расчет предварительно напряженных элементов по сжатой бетонной полосе

между наклонными сечениями производят из условия Q le φb1middotγb1middotRbmiddotbmiddoth0 (855 [2])

φb1 - коэффициент принимаемый равным 03 (п 8132 [2])

12

b - ширина ребра b = 377 см Qle 03middot09middot115middot377middot19 = 2224 3095 кН lt 2224 кН

Расчет предварительно напряженных изгибаемых лементов по наклонному сечению производят из условия

Q le Qb + Qsw (856[2]) Q - поперченная сила в наклонном сечение Qb - поперечная сила воспринимаемая бетоном в наклонном сечении Qsw - поперечная сила воспринимаемая поперечной арматурой в наклонном

сечении 2 1 0 b b bt

bR b hQc

γϕ sdot sdot sdot sdot= принимаем не более 025middotγb1middotRbtmiddotbmiddoth0 и не

менее 05middotγb1middotRbtmiddotbmiddoth0 φb2 - коэффициент принимаемый равным 03 (п 8133 [2]) Rbt = 09 МПа = 009 кНсм2 Qb = 05γb1middotRbtmiddotbmiddoth0 = 05middot09middot009middot377middot19 = 2901кН Действующая в сечении поперченная сила Q = 3095 кН gt 2901 кН следова-

тельно необходимо установка поперечной арматуры по расчету (Если поперечная сила действующая в сечение меньше чем Qbmin то поперечную арматуру можно не устанавливать

Допускается производить расчет прочности наклонного сечения из условия Q1geQb1+Qsw1 (860[2]) Qb1=05middotγb1middotRbmiddotbmiddoth0 (861[2]) Qsw1=qswmiddoth0 (862[2]) Qb1=Qbmin=2901кН Qsw1=Q1-Qb1=3095 - 2901=194кН qsw=Qsw1h0=19419=0102 кНсм поперченая арматура учиты-

вается в расчете если qsw ge qswmin qswmin=025middotγb1middotRbtmiddotb=025middot09middot009middot377=0763 кНсм

Принимаем qsw = qswmin=0763 кНсм sw sw

sww

R Aqs

= (859[2])

Назначаем шаг хомутов sw=10см le 05h0 (п 10313[2]) получаем 20763middot10 0254

30sw w

swsw

q SA смR

= = = Rsw = 300 МПа = 30 кНсм2

Принимаем на приопорных участках плиты по четыре каркаса длинной рав-ной 14 продольного размера плиты с поперечной рабочей арматурой располо-женной с шагом Sw = 10 см Для 4Oslash4B500C в одном сечение имеем

Aswef = 05см2 gt Asw проверяем прочность сечения 230middot05 1510

swq см= =

Qsw1=15middot19 = 285 Q1 lt Qb1 + Qsw1 3095кН lt 2901кН+285кН

3095кН lt 5751кН так как условие выполняется то прочность по наклонно-му сечению обеспечена

13

14

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы Геометрические характеристики приведенного сечения

Круглое очертание пустот заменим эквивалентным квадратным со стороной с = 09d = 09middot159 = 143 см

Размеры расчетного двутаврового сечения толщина полок fhprime = hf= (22 ndash 143)middot05 = 385 см ширина ребраb = 146 ndash 143middot7 = 459 см

ширина полок fbprime = 146 см bf= 149 см Определяем геометрические характеристики приведенного сечения

27710527

1023

5

=sdot

sdot==

b

s

EEα

Площадь приведенного сечения Ared = A + αAs = f fb hprime primesdot + bfmiddothf+ bmiddotс + αAsp = (146 + 149)middot385 + 459middot143 +

+727middot471 = 18264 см2 А = 179216 см2 ndash площадь сечения бетона Статический момент приведенного сечения относительно нижней грани Sred= f fb hprime primesdot ( hndash 05 fhprime ) + bfmiddot hfmiddot05hfmiddot + bmiddotсmiddot05h +αmiddotAspmiddotа = = 146middot385middot(22 ndash 05middot385) +149middot385middot05middot385 + 459middot143middot05middot22 +

+ 727middot471middot3 = 197112 см3 Удаление центра тяжести сечения от его нижней грани

смASу

red

red 810791041826219711

0 asymp===

Момент инерции приведенного сечения относительно его центра тяжести

( ) ( )

( ) ( ) ( )

( )

3 332 20 0

32 2 20 0

3 32

( )05 05

12 12 12146 38505 146 385 22 108 05 385

12459 143 149 385459 143 05 22 108 149 385 108 05

12 12

f f f fred f f f

f f f sp

b h b hbcI b h h y h b c h y

b h y h A y aα

prime prime sdotprime prime prime= + sdot sdot minus minus + + sdot sdot minus + +

sdot+ sdot sdot minus + sdot minus = + sdot sdot minus minus sdot +

sdot sdot+ + sdot sdot sdot minus + + sdot sdot minus sdot( )

( )

2

2 4

385

727 471 108 3 1082368 см

+

+ sdot sdot minus =

Момент сопротивления приведенного сечения по нижней грани 3

0

910021810

8108236 смy

IW redred ===

То же по верхней грани sup 3

0

9664redred

IW смh y

= =minus

Расчет предварительно напряженных изгибаемых элементов по раскрытию трещин производят в тех случаях когда соблюдается условие

М gt Mcrc (8116[2]) М ndash изгибающий момент от внешней нагрузки (нормативной)

15

Mcrc ndash изгибающий момент воспринимаемый нормальным сечением элемента при образовании трещин и равный

Mcrc = RbtsermiddotWpl + Pmiddoteяр (936[2]) Wplndash момент сопротивления приведенного сечения для крайнего растянутого

волокна eяр = еор + r ndash расстояние от точки приложения усилия предварительного об-

жатия до ядровой точки наиболее удаленной от растянутой зоны еор ndash то же до центра тяжести приведенного сечения r ndash расстояние от центра тяжести приведенного сечения до ядровой точки Wpl= 125Wred для двутаврового симметричного сечения (табл41[6]) Р ndash усилие предварительного обжатия с учетом потерь предварительного

напряжения в арматуре соответствующих рассматриваемой стадии работы эле-мента Определяем

смAWr

red

red 49541826910021===

еoр = у0 ndash а = 108 ndash 3 = 78 см eяр = 78 + 549 = 1329 см Wpl = 125middot100219 = 125274 см3

16

Потери предварительного напряжения арматуры Первые потери предварительного напряжения включают потери от релакса-

ции напряжений в арматуре потери от температурного перепада при термической обработке конструкций потери от деформации анкеров и деформации формы (упоров)

Вторые потери предварительного напряжения включают потери от усадки и ползучести бетона при натяжении арматуры на упоры (п 9112[2])

Потери от релаксации напряжений арматуры ∆σsp1 определяют для арматуры классов А600-А1000 при электротермическом способе натяжения в соответствии с п 91[2]

∆σsp1 = 003σsp = 003middot480 = 144 МПа Потери от температурного перепада при агрегатно-поточной технологии

принимаются равными 0 ∆σsp2 = 0 Потери от деформации формы при электротермическом способе натяжения

арматуры не учитывают ∆σsp3 = 0 Потери от деформации анкеров при электротермическом способе натяжения

арматуры не учитывают ∆σsp4 = 0 Первые потери

∆σsp(1) =∆σsp1 + ∆σsp2 + ∆σsp3 + ∆σsp4 = 144 МПа Потери от усадки бетона

∆σsp5 = εbshmiddotEs εbsh ndash деформации усадки бетона значения которых можно принимать в зави-

симости от класса бетона равными 000020 ndash для бетона классов В35 и ниже 000025 ndash для бетона класса В40 000030 ndash для бетона классов В45 и выше ∆σsp5 = 00002middot2middot105 = 40 МПа Потери от ползучести бетона ∆σsp6 определяются по формуле

( )crbred

redsjspj

bpjcrbsp

IAy

2

6

80111

80

ϕαmicro

σαϕσ

+sdot

sdot++

sdot=∆

где φbcr ndash коэффициент ползучести бетона определяемый согласно п 6116[2] или по Приложению 15 Принимаем φbcr = 28 σbpj ndash напряжение в бетоне на уровне центра тяжести рассматриваемой j ndash ой группы стержней напрягаемой арматуры

(1) (1) opbp

red red

P P e yA I

σ = +

Р(1) ndash усилие предварительного обжатия с учетом только первых потерь еор ndash эксцентриситет усилия Р(1) относительно центра тяжести приведенного сече-ния yndash расстояние от центра тяжести приведенного сечения до рассматриваемого во-локна y = еор + 3(см)

b

s

EE

17

μspj ndash коэффициент армирования равный AspjA гдеА ndash площадь поперечного сече-ния элемента Aspj ndash площадь рассматриваемой группы стержней напрягаемой ар-матуры

Р(1) = Asp(σsp ndash ∆σsp(1)) σsp = 480 МПа = 48 кНсм2 ∆σsp(1) = 144МПа = 144кНсм2 Р(1) = 471(48 ndash 144) = 2193 кН еор = 78 см y=108см

2193 2193 78 108 029118264 1082368bpσ sdot sdot

= + = кНсм2 = 29МПа

σbplt09Rbp Rbp =10 МПа А = 179216 см2 0026280

161792714

==micro

( )6 2

08 727 28 29 419778 182641 727 0002628 1 1 08 28

1082368

spσ sdot sdot sdot∆ = =

sdot+ sdot + sdot + sdot

МПа

Полное значение первых и вторых потерь

( ) sum=

=

∆=∆6

12

i

ispisp σσ

(912[2])

∆σsp(2) = 144 + 40 + 4197 = 9637МПа При проектировании конструкции полные суммарные потери для арматуры

расположенной в растянутой при эксплуатации зоне сечения элемента следует принимать не менее 100МПа (п 9110[2]) поэтому принимаем ∆σsp(2) = 100 МПа

После того как определены суммарные потери предварительного напряже-ния арматуры можно определить Мcrc

(2)P = (σsp ndash ∆σsp(2))middotAsp

(2)P ndash усилие предварительного обжатия с учетом полных потерь

(2)P = (480 ndash 100) middot471 = 17898 кН Мcrc = 0135middot125274 + 17898middot1329 = 40698кНmiddotсм = 4070кНmiddotм Так как изгибающий момент от полной нормативной нагрузки

Мn = 3727 кНmiddotм меньше чем Мcrc =4070кНmiddotм то трещины в растянутой зоне от эксплуатационных нагрузок не образуются

Расчет прогиба плиты

Расчет изгибаемых элементов по прогибам производят из условия f le fult (8139 [2])

где f ndash прогиб элемента от действия внешней нагрузки fult ndash значение предельно допустимого прогиба При действии постоянных длительный и кратковременных нагрузок прогиб

балок или плит во всех случаях не должен превышать 1200 пролета Для свободно опертой балки максимальный прогиб определяют по формуле

max

2 1

=

rSlf

18

где S ndash коэффициент зависящий от расчетной схемы и вида нагрузки при действии равномерно распределенной нагрузки S = 548 при двух равных момен-тах по концам балки от силы обжатия ndash S = 18

max

1

r ndash полная кривизна в сечении с наибольшим изгибающим моментом от

нагрузки при которой определяется прогиб Полную кривизну изгибаемых элементов определяют для участков без тре-

щин в растянутой зоне по формуле

321

1111

minus

+

=

rrrr

где1

1

rndash кривизна от непродолжительного действия кратковременных нагру-

зок

2

1

rndash кривизна от продолжительного действия постоянных и длительных

нагрузок

3

1

rndash кривизна от непродолжительного действия усилия предварительно-

го обжатия Р(1)вычисленного с учётом только первых потерь те при действии момента (1) 0 pM P e= sdot

Кривизну элемента на участке без трещин определяют по формуле

redb IEM

r sdot=

1

1

где М ndash изгибающий момент от внешней нагрузки или момент усилия пред-варительного обжатия относительно оси проходящей через центр тяжести приве-денного сечения

Ired ndash момент инерции приведенного сечения Eb1 ndash модуль деформации сжатого бетона определяемый по формуле

crb

bb

EE

1 1 ϕ+=

гдеφbcr ndash коэффициент ползучести бетона принимаемый minus 018b crϕ = minus при непродолжительном действии нагрузки minus по табл612[2] или по Приложению15 в зависимости от класса бетона на сжатие и относительной влажности воздуха окружающей среды minus при продолжительном действии нагрузки minus при непродолжительном действии нагрузки Eb1=085Eb (8146[2]) Прогиб определяется с учетом эстетико-психологических требований те от

действия только постоянных и временных длительных нагрузок [1]

2 1

1 nl

b red

Mr E I

= sdot

nlM ndash изгибающий момент от продолжительного действия постоянных и дли-тельных нагрузок равный Мnl = 299 кНmiddotм (см п22)

19

33

1 102478310527

821sdot=

sdot=

+= b

bEE МПа = 724middot102кНсм2

52

2

1 2999 13827 10724 10 1082368r см

minus = = sdot sdot sdot

В запас жёсткости плиты оценим её прогиб только от постоянной и длитель-

ной нагрузок (без учёта выгиба от усилия предварительного обжатия) 5 25( 3827 10 ) 569 129 2845

48f см смminus= sdot sdot sdot = lt

Допустимый прогиб f = (1200)l = 569200 = 2845 см Так как f lt f ult можно выгиб в стадии изготовления не учитывать

20

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО

НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2

31 Исходные данные

Постоянная нагрузка та же что при расчете плиты перекрытия на действие нагрузки V =15 кНм2 (см п 21)

Нагрузки на 1м2 перекрытия Таблица 2

Вид нагрузки Нормативная нагрузка кНм2

Коэф-т надежности по нагрузке

γf

Расчетная нагрузка

кНм2

1 2 3 4 Постоянная нагрузка g 414 47

Временная Перегородки δ = 120 мм (при-веденная нагрузка длитель-ная) V p

05 12 06

Полезная (из задания) 45 12 54 в том числе кратковременная Vsh

29

12

348

длительная V lon 16 12 192 Итого временная нагрузка V 50 60 Временная нагрузка без учета перегородок V 0

45 54

Полная нагрузка g + V 914 107

Нагрузка на 1 погонный метр длины плиты при номинальной ее ширине 15м - расчетная постоянная g = 47middot15middot10 = 705 кНм - расчетная полная (g + V) = 107middot15middot10 = 1605 кНм - нормативная постоянная gп = 414middot15middot10 = 621 кНм - нормативная полная (gп + Vп) = 914middot15middot10 = 1371 кНм - нормативная постоянная и длительная (gп + Vlonп) = (414 + 21)middot15middot10 =

936 кНм

32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы

Определение внутренних усилий Материалы для плиты расчетный пролет и поперечное сечение те же что в

пункте 21 Усилия от расчетной полной нагрузки

( ) 2 20V 1605 569 6496

8 8g l

M кН м+ sdot sdot

= = = sdot

21

( ) 0V 1605 569 45662 2

g lQ кН

+ sdot sdot= = =

Усилия от нормативной нагрузки - полной

( ) 2 20V 1371 569 5548

8 8n n

п

g lM кН м

+ sdot= = = sdot

- постоянной и длительной ( ) 2 2

0 936 569 37888 8

n lon nn

g V lM кН м

+ sdot= = = sdot

Расчет по прочности на действие изгибающего момента

2 21 0

6496 011909 115 146 19m

b b f

MR b h

αγ

= = =sdot sdot sdot sdot sdot sdot

1 1 2 1 1 2 0119 01280435( 22)

m

R см пξ αξ= minus minus = minus minus sdot =

=

012 0277 060435R

ξξ

= = lt γs3 = 11

3

01

ss

fbbsp R

hbRA

γξγ sdotsdotsdotsdot

=

2

2

09 115 146 0128 19 642 11 52

520 52

sp

s

A см

R МПа кН см

sdot sdot sdot sdot= =

sdot

= =

Принимаем 6Oslash12А600 Аspef = 679 см2

Расчет по прочности при действии поперечной силы

Условие прочности по бетонной полосе между наклонными сечениями удо-влетворяется

4566 кНlt 22240кН(см п 22) Условие прочности по наклонному сечению

Q le Qb + Qsw допускается производить расчет наклонного сечения из условия

Q1geQb1+Qsw1 (860[2]) Qb1=05middotγb1middotRbmiddotbmiddoth0 (861[2]) Qsw1=qswmiddoth0 (862[2]) Qb1=05middot09middot009middot377middot19=2901кН

То поперечная арматура (хомуты) необходима по расчету для восприятия усилия

Qsw1 = 4566 ndash 2907 = 1665 кН

22

23

Поперечная арматура учитывается в расчете если qswgeqswmin

qswmin=025γb1Rbtb (п 8133[2])

Усилие в поперечной арматуре на единицу длины равно 1

0sw

swQqh

=

1665 087619swq = = кНсмltqswmin = 025middot09middot009middot377 = 0763кНсм

w

swswsw S

ARq sdot= (859[2])

Назначая шаг хомутов Sw = 10см le 05middoth0 (8311[3]) получаем 0876 10 0292

30sw w

swsw

q SARsdot sdot

= = = см2

Rsw = 300 МПа = 30 кНсм2 Проверяем прочность сечения при действии поперечной силы Условие

прочности Q1 le Qb1 + Qsw1 Q1 = 4566 кН - поперечная сила действующая в сечение Qb1 = 2901 кН Qsw1 = qswmiddoth0

30 078 23410

sw swsw

w

R AqSsdot sdot

= = = кнсм

Qsw1 = 234middot19 = 4446кН 4566 кН lt (2901 + 4466)кН 4566 кН lt 7347 кН

Прочность обеспечена Окончательно принимаем на приопорных участках плиты по четыре каркаса

с поперечной рабочей арматурой (хомутами) расположенной с шагомSw = 10см Для 4Oslash5 В500С в одном сечении имеем Аswef = 078см2gtАsw

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы

Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)

Ared = 184148 см2 Sred = 1975656 см3 у0= 1073 см

( ) ( )

( ) ( )

3 32 2

32 2 4

146 385 459 14146 385 22 1073 05 385 459 143 05 22 107312 12

149 385 149 385 1073 05 385 727 679 1073 3 1084577312

redI

см

sdot sdot= + sdot sdot minus minus sdot + + sdot sdot sdot minus +

sdot+ + sdot sdot minus sdot + sdot sdot minus =

3

0

10845773 1010791073

redred

IW смy

= = = sup 310845773 9623581127redW см= =

24

W= 125Wred = 125middot101079 = 126349 см3 101079 549184148

red

red

Wr смA

= = =

е0 = 1073 ndash 3 = 773 см eяр = 773 + 549 = 1322 см

Потери предварительного напряжения арматуры ∆σsp1 =144 МПа ∆σsp2 = 0 ∆σsp3 = 0 ∆σsp4 = 0 Таким образом первые потери составляют ∆σsp(1) =144 МПа

∆σsp5 = 40 МПа

11 орbp

red red

Pe yPA I

σ = + (см п 23)

Р1 = 679middot (48 ndash 144) = 31614 кН еор = 773 см 231614 31614 773 0414

183643 1081529bpσ sdot= + = кНсм2 = 414 МПа

0033980161792

096==micro

( )6 2

08 727 28 414 5803775 1836431 727 0003398 1 1 08 28

1081529

spσ sdot sdot sdot∆ = =

sdot+ sdot + sdot + sdot

МПа

То полные потери равны ∆σsp(2) = 144 + 40 + 5803 = 11203МПа Если полные потери будут меньше 100МПа следует принять σsp(2)= 100МПа

Р(2) = (480 ndash 112) middot609 = 24987кН Мcrc = RbtsermiddotW+P(2)middoteяр=0135middot126349 + 2498middot1322 = 50089кНmiddotсм =

5009кНmiddotм Изгибающий момент от полной нормативной нагрузки равен

Мn = 5548 кНmiddotмgtМсrс = 5009кНsdotм Следовательно трещины в растянутой зоне от эксплуатационных нагрузок

образуются

Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси Расчет по раскрытию трещин производят из условия

acrc le acrcult (8118[2]) acrc ndash ширина раскрытия трещины от действия внешней нагрузки acrcult ndash предельно допустимая ширина раскрытия трещин (п 826[4] При-

ложение 2) Для арматуры классов А240-А600 В500C величина acrcultсоставляет

03 мм ndash при продолжительном раскрытии трещин 04 мм ndash при непродолжительном раскрытии трещин

Ширину раскрытия нормальных трещин определяют по формуле

ss

sscrc l

Ea sdotsdotsdotsdotsdot=

σψϕϕϕ 321 (8128[4])

25

где σs ndash напряжение в продольной растянутой арматуре в нормальном сечении с трещиной от соответствующей внешней нагрузки

ls ndash базовое расстояние между смежными нормальными трещинами ψs ndash коэффициент учитывающий неравномерное распределение относительных

деформаций растянутой арматуры между трещинами допускается принимать ψs =1 если при этом условие 8118[2] не удовлетворяется значение ψs следу-ет определять по формуле 8138[2]

ϕ1 ndash коэффициент учитывающий продолжительность действия нагрузки при-нимаемый равным 10 ndash при непродолжительном действии нагрузки 14 ndash при продолжительном действии нагрузки

ϕ2 ndash коэффициент учитывающий профиль продольной арматуры и равный ϕ2 = 05 ndash для арматуры периодического профиля и канатной

ϕ3 ndash коэффициент учитывающий вид напряженного состояния и для изгибаемых элементов принимаемый равнымϕ3 = 10

Для прямоугольных тавровых и двутавровых сечений значение σsдопускает-ся определять по формуле

(2)( )s

ssp

M z PA

σminus

= (412 [5])

где z ndash плечо внутренней пары сил равное z=ςh0 а коэффициент ς определя-ется по табл 42 [5] или по Приложению 18 в зависимости от следующих пара-метров

)(

0

11

)2(0 bhAa

aPM

ebh

hbb spss

ss

fff

sdot==

minus= microϕ

Ms= Mn =5548 кНм=5548 кНсм P(2)ndashусилие предварительного обжатия с учетом полных потерь равное P(2)=24987 кН Производя вычисления получаем

0

(1460 459) 385 5548 2220442 222 117459 190 24987 190

sf s

ee смh

φ minus sdot= = = = = =

sdot

Коэффициент αs1 для всех видов арматуры кроме канатной можно прини-мать равным αs1=300Rbser=30015=20

где Rbser=15 МПа Тогда

1200 679 0156459 190samicro sdot

sdot = =sdot

По табл 42 [6] или по Приложению 18 определяем ς=082 z=ςh0=082190=1558 см

2(5548 1588) 24987 1564 1564 679s кН см МПаσ minus

= = =

26

С целью недопущения чрезмерных пластических деформаций в продольной рабочей арматуре напряжения σsвней (а точнее их приращение под действием внешней нагрузки) не должны превышать (Rsserndash σsp(2)) где σsp(2)ndash величина пред-варительного напряжения арматуры с учетом полных потерь те

(2) (2) 480 112 368 sp sp sp МПаσ σ σ= minus∆ = minus =

(2)1562 ( ) 600 368 232 s s ser spМПа R МПаσ σ= lt minus = minus = Как видим полученное значение σs удовлетворяет установленному ограни-

чению В противном случае следует увеличить площадь продольной рабочей ар-матуры

Значение базового расстояния между трещинами определяют по формуле

ss

bts d

AAl 50= (8217[2]) и принимают не менее 10d и 10 см и не более 40d

и 40 см Abtndash площадь сечения растянутого бетона As ndash площадь сечения растянутой арматуры Ширину раскрытия трещин acrc принимают - при продолжительном раскрытии

acrc = acrc1(8119[2]) - при непродолжительном раскрытии

acrc = acrc1 + acrc2 ndashacrc3 (8120[2]) где acrc1 ndash ширина раскрытия трещин от продолжительного действия посто-

янных и временных длительных нагрузок acrc2 ndash ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоян-

ных и временных (длительных и кратковременных) нагрузок acrc3 - ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоян-

ных и временных длительных нагрузок Базовое расстояние между смежными нормальными трещинами определяется

по формуле

ss

bts d

AAl 50=

Здесь Abt ndash площадь сечения растянутого бетона равная Abt = byt+(bf - b)hf

гдеyt ndash высота растянутой зоны которую для прямоугольных тавровых и двутавровых сечений допускается принимать по формуле

yt = ky0 Поправочный коэффициент kучитывает неупругие деформации растянутого

бетона и для двутавровых сечений принимается равным 095 Значение y0 ndash есть высота растянутой зоны бетона определяемая как для упругого материала по приведенному сечению по формуле

)(

)2(0

serbtred

red

RP

A

Sy

+=

27

Определяем

0

2

1975656 535 095 535 508 249871841480135

459 508 (1490 459) 385 6301

t

bt

y см y см

A см

= = = sdot =+

= sdot + minus sdot =

Значение Abt принимается равным площади сечения при ее высоте в пределах не менее 2а и не более 05h(п4233 [4]) те не менее

1490385+(6-385)459=6729 см2 и не более 45911+(149-459)385=90184 см2

следовательно принимаем Abt =6729см2 Тогда 246621

096967250 =sdotsdot=sl смПринимается не более 40d и не более 40см Оконча-

тельно принимается 40 см Поскольку изгибающий момент от постоянной и временной длительной нор-

мативной нагрузок Mnl=3788кНм меньше момента образования трещин Mcrc=5009кНм то приращение напряжений в продольной рабочей арматуре от внешней нагрузки (см формулу (412[5]) будет меньше нуля В этом случае сле-дует считатьacrc1= acrc3= 0 и определять только ширину раскрытия трещин acrc2 от непродолжительного действия постоянных длительных и кратковременных нагрузок при φl=10

2 5

156410 05 10 10 40 001564 0156 2 10crca см мм= sdot sdot sdot sdot = =sdot

Это значение необходимо сопоставить с предельно допустимой шириной раскрытия трещин acrcult принимаемой из условия обеспечения сохранности ар-матуры при непродолжительном раскрытии

acrc2ltacrcult=04 мм ndash условие (826[2]) или см Приложение 2 удовлетворя-ется

Расчет прогиба плиты

Расчет изгибаемых элементов по прогибам производят из условия flefult (8139[2])

где fndash прогиб элемента от действия внешней нагрузки fult ndash значение предельно допустимого прогиба (см п 23) Полная кривизна для участков с трещинами определяется по формуле

(102)[4] без учета кривизны от непродолжительного действия усилия обжатия и кривизны вследствие усадки и ползучести бетона

321

1111

+

minus

=

rrrr

где 1

1

rndash кривизна от непродолжительного действия всей нагрузки

2

1

r ndash кривизна от непродолжительного действия постоянных и

временных длительных нагрузок

28

3

1

r ndash кривизна от продолжительного действия постоянных и вре-

менных длительных нагрузок Так как прогиб плиты ограничивается эстетико-психологическими требова-

ниями

1

1

rndash

2

1

r ndash кривизна вызванная непродолжительным действием кратко-

временной нагрузки не учитывается Таким образом кривизна в середине пролета определяется только от про-

должительного действия постоянных и длительных нагрузок те при действии изгибающего момента Мnl = 3788 кНmiddotм

Для элементов прямоугольного и таврового сечений при hfle 03h0 кривизну

допускается определять по формуле (440 [5])

redbc

nl

EhbM

r 30

1sdotsdotsdot

где ϕс ndash коэффициент определяемый по табл 45 [5] или по Приложению 15в за-висимости от параметров

( )0

bhhbb ff

f

sdotminus=ϕ μmiddotαs2 и esh0

0bhAs=micro

redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α

При определении αs2допускается принимать 1=sψ Если при этом условие flefult не удовлетворяется то расчет производят с учетом коэффициента ψs опреде-ляемого по формуле

s

crcss σ

σψ 801minus= (8138[2])

где σscrc ndash приращение напряжений в растянутой арматуре в сечении с трещиной сразу после образования нормальных трещин при М = Мcrc σs ndash то же при действии рассматриваемой нагрузки

sp

ss A

PzM )2()( minus=σ (412 [5])

sp

crccrcs A

PzM )2(

)( minus=σ

z ndash расстояние от центра тяжести арматуры расположенной в растянутой зоне сечения до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне эле-мента

Ebred ndash приведенный модуль деформации сжатого бетона принимаемый равным

redb

serbredb

RE

1

ε

=

где εb1red =28sdot10-4 при продолжительном действии нагрузки при относительной влажности воздуха окружающей среды 75 ge W ge 40(табл610[2])

)2(PM

e ss = Ms = Mnl= 3788 кНmiddotм

Р(2) ndash усилие предварительного обжатия с учетом всех потерь Р(2) = 24987 кН

Определяем величины необходимые для нахождения ϕс

29

( ) ( ) 442019945

853945146

0

=sdotsdotminus

=sdotminus

=bh

hbb fffϕ

0

679 000779459 19

sAbh

micro = = =sdot

Коэффициент приведения арматуры к бетону

redb

redss E

E

2 =α (117[4]) Еsred =

s

sEψ

(118[4]) redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α принимаем sψ = 1

Приведенный модуль деформаций сжатого бетона

53571028

0154

1

=

sdot== minus

redb

serbredb

RE

εМПа = 5357кНсм2

5

22 10 37335357sαsdot

= = μmiddotαs2= 000779∙3733 = 0291 (2)

nls

MeP

=3788 1516

24987se = = см

0

1516 079819

seh

= =

Теперь по табл 45[5] или по таблице Приложения 15 путем интерполяции находимϕс = 0603

Определяем кривизну имея все данные 5

3

1 3788 1372 10 0603 459 19 5357r см

minus= = sdotsdot sdot sdot

20

5 2

5 1 485 372 10 569 126 2845 48 ult

f lr

f см f cмminus

= sdot sdot

= sdot sdot sdot = lt =

Условие 8139[2] удовлетворяется те жесткость плиты достаточна

30

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ Для опирания пустотных панелей принимается сечение ригеля высотой hb =

45 см или hb = 60 см для опирания ребристых панелей принимается сечение риге-ля высотой hb = 60 см Ригели могут выполняться обычными или предварительно напряженными Высота сечения обычного ригеля bb lh

asymp

101

151

41 Исходные данные Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м2 перекрытия принимаются те же

что и при расчете панели перекрытия Ригель шарнирно оперт на консоли колон-ны hb = 45 см Расчетный пролет (рис 6)

l0 = lb ndash b ndash 2times20 ndash 130 = 6300 ndash 400 ndash 40 ndash 130 = 5730 мм = 573 м где lb ndash пролет ригеля в осях

b ndash размер колонны 20 ndash зазор между колонной и торцом ригеля 130 ndash размер площадки опирания Расчетная нагрузка на 1 м длины ригеля определяется с грузовой полосы

равной шагу рам в данном случае шаг рам 6 м(табл 1) Постоянная (g) - от перекрытия с учетом коэффициента надежности по ответственности зда-

нияγп = 10 gfl =gmiddotlnmiddotᵞn= 47middot60middot10 = 282 кНм

гдеln ndashшаг рам - от веса ригеля

gbn = (02middot045 + 02middot025) middot2500middot10-2 = 35 кНм где 2500 кгм3 ndash плотность железобетона С учетом коэффициента надежно-

сти по нагрузке γf = 11 и по ответственности здания γп = 10 gb = 35middot11middot10 = 385 кНм

Итого постоянная нагрузка погонная те с грузовой полосы равной шагу рамg1=gfl+ gb = 282 + 385 = 321 кНм

Временная нагрузка (V) с учетом коэффициента надежности по ответствен-ности здания γп = 10 и коэффициента сочетания (см табл1)

1

1

0604AA

ϕ = +

где А1 = 9 м2для помещений указанных в поз 1212[1] А ndash грузовая площадь ригеля А = 60times63 = 378 м2

10604 0693378

9

ϕ = + =

На коэффициент сочетания умножается нагрузка без учета перегородок V1=( Vp+ 1ϕ middot V0)middotᵞnmiddotln

V1= (06+0693middot195)middot10middot60 = 1171кНм Полная погонная нагрузка

g1 + V1 = 321 + 1171 = 438кНм

31

32

42 Определение усилий в ригеле Расчетная схема ригеля ndash однопролетная шарнирно опертая балка пролетом

l0 Вычисляем значение максимального изгибающего момента М и максимальной поперечной силы Q от полной расчетной нагрузки

( ) 2 21 1 0V 438 573 17976

8 8g l

M кН м+ sdot

= = = sdot

( )1 1 0V 438 573 12552 2

g lQ кН

+ sdot= = =

Характеристики прочности бетона и арматуры - бетон тяжелый класса В30 расчетное сопротивление при сжатии Rb = 170

МПа при растяжении Rbt= 115 МПа (табл 68[2] приложение 4) γb1 = 09 (6112[2])

- арматура продольная рабочая класса А500С диаметром 10-40 мм расчетное сопротивление Rs = 435 МПа=435Кнсм2 поперечная рабочая арматура класса А400 диаметром 6-8 мм Rsw = 280 МПа=280Кнсм2 (табл 615[2])

43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента

Определяем высоту сжатой зоны х = ξmiddoth0 где h0 ndash рабочая высота сечения ригеля ξ ndash относительная высота сжатой зоны определяемая в зависимости от αт

h0 = (hb ndash 5) = 40 см

201 hbR

M

bbm sdotsdotsdot=γ

α

М = 17081кНmiddotм = 17081кНmiddotсм Rb = 17 МПа = 17 кНсм2 b ndash ширина сечения ригеля b = 20 см

2 21 0

17980 036709 17 20 40m

b b

MR b h

αγ

= = =sdot sdot sdot sdot sdot sdot

1 1 2 1 1 2 0367 0485mξ α= minus minus = minus minus sdot = высота сжатой зоны х = ξmiddoth0 = 0485middot40 = 1938см Граница сжатой зоны проходит в узкой части сечения ригеля следовательно

расчет ведем как для прямоугольного сечения Расчет по прочности нормальных сечений производится в зависимости от со-

отношения относительной высоты сжатой зоны бетона и граничной относитель-ной высоты ξR при которой предельное состояние элемента наступает по сжатой зоне бетона одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения равного расчетному сопротивлению Rs

Значение ξR определяется по формуле

0

2

08

1

RR

s el

b

xh

ξ εε

= =+

(81[2])

где εsel ndash относительная деформация растянутой арматуры при напряжениях равных Rs

33

s

sels E

R=ε Rs = 435 МПа Еs = 2middot105МПа

εb2 ndash относительная деформация сжатого бетона при напряжениях равных Rb принимаемая равной 00035 (п 6120 [2])

00217501002

4355 =

sdot=elsε

4930

0035000217501

80=

+=Rξ

значение ξR можно определить по табл 32 [4] или по Приложению 11 тк ξltξR

площадь сечения растянутой арматуры определяется по формуле 1 0 09 17 20 0485 40 1365

435b b

ss

R b hAR

γ ξsdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot= = = см2

Если ξgtξR следует увеличить сечение ригеля или повысить класс бетона или запроектировать в сжатой зоне сжатую рабочую арматуру с площадью Аs

Если ξ = ξR = 0493 х = 0493middot40 = 1972 см те при ξ le ξR граница сжатой зо-

ны всегда проходит в узкой части сечения ригеля По найденной площади сечения растянутой арматуры по сортаменту (При-

ложение 12) подбираем 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Аsef = 1388см2 741

40201008813 =

sdotsdot

=micro

Площадь подобранной арматуры должна быть больше требуемой по расчету площади или равна ей

Можно подобрать стержни одинакового диаметра так чтобы площадь подо-бранной арматуры отличалась бы от площади требуемой арматуры незначитель-но

44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил

Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил производится на основе модели наклонных сечений [3] Ригель опирается на колонну с помощью консолей скрытых в его подрезке (рис 8) те имеет место резко изменяющаяся высота сечения ригеля на опоре При расчёте по модели наклонных сечений должны быть обеспечены проч-ность ригеля по бетонной полосе между наклонными сечениями по наклонному сечению на действие поперечной силы и изгибающего момента Для ригелей с подрезками на опорах производится расчёт по поперечной силе для наклонных сечений проходящих у опоры консоли образованной подрезкой При этом в расчётные формулы вводится рабочая высота h01короткой консоли ри-геля Таким образом в качестве расчётного принимаем прямоугольное сечение с размерами 1 20 30 b h смtimes = times в котором действует поперечная силаQ=1255 кН от полной расчётной нагрузки Рабочая высота сечения ригеля в подрезке составляет

01 27 h см= вне подрезки (у опор) 0 42 h см= в средней части пролёта 0 40 h см= При диаметре нижних стержней продольной рабочей арматуры ригеля ds=22мм с учётом требований п10312[2] назначаем поперечные стержни (хо-

34

муты) Oslash8 А400 Их шаг на приопорном участке предварительно принимаем по конструктивным соображениям 1 10 ws см= что в соответствии с п10313[2] не превышает 05h01=135см и 30 см Значения прочностных характеристик бетона класса В30 входящие в расчётные зависимости принимаем с учётом коэффици-ента условий работы 1 09bγ = Расчёт ригеля по бетонной полосе между наклонными трещинами произво-дится из условия

1 1 01b b bQ R bhϕ γle (855[2]) где 1bϕ minus коэффициент принимаемый равным 03 Проверка этого условия даёт

Q=1255 кН le 03times09times17times20times27=24786 кН те принятые размеры сечения ригеля в подрезке достаточны Проверяем требуется ли поперечная арматура по расчёту из условия

min 1 0105b b btQ Q R bhγle = (8133[2]) те Q=1255 кН gtQbmin=05times09times0115times20times27=2795 кН

поэтому расчёт поперечной арматуры необходим Находим погонное усилие в хомутах для принятых выше параметров попе-речного армирования 2101 swA см= (2Oslash8 А400) 285 swR МПа= 1 10 ws см=

11

280 101 283 10

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

Расчёт ригеля с рабочей поперечной арматурой по наклонному сечению про-изводится из условия

b swQ Q Qle + (856[2]) где b swQ Q minus поперечные силы воспринимаемые соответственно бетоном и попе-речной арматурой в наклонном сечении которые находятся по формулам

22 1 01 b b bt

bR bhQc

ϕ γ= 075sw swQ q c=

где с minus длина проекции наклонного сечения на продольную ось элемента 2bϕ minus коэффициент принимаемый равным 15 (п 8133[2])

Подставляя эти выражения в (856[2]) из условия минимума несущей спо-

собности ригеля по наклонному сечению в виде 0Qc

part=

part находим наиболее опас-

ную длину проекции наклонного сечения равную 2 2

2 1 01

1

15 09 0115 20 27 3266075 075 283

b b bt

sw

R bhc смq

ϕ γ times times times times= = =

times

35

36

которая должна быть не более 2h01 = 54 см С учётом этой величины условие (856[2]) преобразуем к виду

21 01

2

15 075

15 09 0115 20 27 075 283 3266 13863 3266

b btsw

R b hQ q сc

Q кН

γsdot sdot sdot sdotle + sdot sdot

sdot sdot sdot sdotle + sdot sdot =

1255 кН lt 13863 кН те условие прочности ригеля по наклонному сечению в подрезке при действии поперечной силы соблюдается

Необходимо также убедиться в том что принятый шаг хомутов смsw 101 = не превышает максимального шага хомутов maxws при котором ещё обеспечивается прочность ригеля по наклонному сечению между двумя соседними хомутами те

2 21 0

1 max09 0115 20 2710 1202

1255b bt

w wR b hs см s см

Qγ sdot sdot sdot sdot sdot

= lt = = asymp

Выясним теперь на каком расстоянии от опор в соответствии с характером эпюры поперечных сил в ригеле шаг поперечной арматуры может быть увеличен Примем согласно п10313[2] шаг хомутов в средней части пролёта равным

2 0075 075 40 30 ws h см= = times = что не превышает 500 мм Погонное усилие в хо-мутах для этого участка составляет

22

280 101 0942 30

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

что не меньше минимальной интенсивности этого усилия при которой попереч-ная арматура учитывается в расчёте

min 1025 025 09 0115 20 052 sw b btq R b кН смγ= = times times times asymp Очевидно что условие 1 minsw swq q для опорных участков ригеля соблюдается с ещё большим запасом При действии на ригель равномерно распределённой нагрузкиq=g1+v1 длина участка с интенсивностью усилия в хомутах 1swq принимается не менее значения

1l определяемого по формуле min

1 1bQ Q

l cq

minus= minus и не менее

40l

где minbQ minus то же что в формуле (2) но при замене 01h на рабочую высоту сечения ригеля в пролёте 0 40h см= 1с minus наиболее опасная длина проекции наклонного сечения для участка где изменяется шаг хомутов определяется по формуле (стр 34) с заменой в ней 01h на 0h а также 1swq на 2swq но не более 02 h

Тогда имеем min 05 09 0115 20 40 414 bQ кН= times times times times =

2

115 09 0115 20 40 8385

075 0942с смtimes times times times= =

times

Поскольку 1 02 80 с h см= то принимаем 1 80 c см= q=g+V=438 кНм=

37

=0438 кНсм тогда

11255 414 80 11201

0 438l смminus= minus =

В ригелях с подрезками у концов последних устанавливаются дополнитель-ные хомуты и отгибы для предотвращения горизонтальных трещин отрыва у вхо-дящего угла подрезки (рис 8) Эти хомуты и отгибы должны удовлетворять условию прочности

011

0

sin (1 )sw sw sw s inchR A R A Qh

θ+ ge minus

здесь 01 0 h h minus рабочая высота сечения ригеля соответственно в короткой консоли подрезки и вне её

Для рассматриваемого примера со сравнительно небольшим значением попе-речной силы примем дополнительные хомуты у конца подрезки в коли-честве 2Oslash12 А500С с площадью сечения 2

1 226 swA см= отгибы использовать не будем Тогда проверка условия прочности даёт

2730 226 678 1255 (1 ) 44842

кН кНtimes = gt times minus =

те установленных дополнительных хомутов достаточно для предотвращения го-ризонтальных трещин отрыва у входящего угла подрезки

Расчёт по прочности наклонного сечения проходящего через входящий угол подрезки на действие изгибающего момента производится из условия

s sw s incM M M Mle + + где М minus момент в наклонном сечении с длиной проекции laquoсraquo на продольную ось элемента Мs МswMsinc minus моменты воспринимаемые соответственно про-дольной и поперечной арматуройа также отгибами пересекаемыми рассмат-риваемым наклонным сечением относительно противоположного конца наклон-ного сечения (в отсутствии отгибов 0s incM = )

В рамках курсового проекта этот расчет не выполняется

45 Построение эпюры материалов Продольная рабочая арматура в пролете 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Пло-

щадь этой арматуры Аs определена из расчета на действие максимального изги-бающего момента в середине пролета В целях экономии арматуры по мере уменьшения изгибающего момента к опорам два стержня обрываются в пролете а два других доводятся до опор Если продольная рабочая арматура разного диа-метра то до опор доводятся два стержня большего диаметра

Площадь рабочей арматуры Аsef = 1388см2 Определяем изгибающий мо-мент воспринимаемый сечением ригеля с полной запроектированной арматурой 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С(Аs = 1388см2)

Из условия равновесия RsmiddotAs = γb1sdotRbmiddotbmiddotx гдех = ξmiddoth0

01

hbRAR

bb

efss

sdotsdotsdot

sdot=γ

ξ

38

Rs = 435 МПа = 435 кНсм2 Rb = 170 МПа = 17 кНсм2

493040207190

8813543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х = ξmiddoth0 = 0493middot40 = 1972см Изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля определяется из

условия равновесия М = RsmiddotAs(h0 ndash05х) М(2Oslash20+2Oslash22)= 435middot1388middot(40 ndash 05middot1972) = 181979кНmiddotсм = 182кНmiddotм

182кНmiddotмgt 17081кНmiddotм то есть больше действующего изгибающего момента от полной нагрузки это значит что прочность сечения обеспечена

До опоры доводятся 2Oslash22 А500С h0 = 45 ndash 3 = 42 см (см рис 9) As=76 см2

257042207190

67543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х1 = ξmiddoth0 = 0257middot42 = 108см Определяем изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля с рабо-

чей арматурой в виде двух стержней доводимых до опоры М(2Oslash22) = RsmiddotAs(2Oslash22) (h0 ndash05х1) М(2Oslash22) = 435middot76middot(42 ndash 05middot108) = 1209996кНmiddotсм =121кНmiddotм

Откладываем в масштабе на эпюре моментов полученные значения изгибаю-щих моментов М(2Oslash20+2Oslash22) и М(2Oslash22) и определяем место теоретического обрыва ра-бочей арматуры ndash это точки пересечения эпюры моментов с горизонтальной ли-нией соответствующей изгибающему моменту воспринимаемому сечением ри-геля с рабочей арматурой в виде двух стержней М(2Oslash22) (рис 10)

Эпюра моментов для этого должна быть построена точно с определением значений изгибающих моментов в

81 в

82 и в

83 пролета

Изгибающий момент в любом сечении ригеля определяется по формуле ( )

2

2xvgxRM Axsdot+

minussdot= где RA ndash опорная реакция х ndash текущая координата

( ) 0 12552A

g v lR Q

+ sdot= = = кН

При 081 lx = = 0716 м

2

18

438 07161255 0716 7862

M кН мsdot= sdot minus = sdot

При 082 lx = = 1433 м

2

28

438 14331255 1433 13482

M кН мsdot= sdot minus = sdot

39

40

При 083 lx = = 2149 м

0

2

38

438 21491255 2149 16852l

M кН мsdot= sdot minus = sdot

Длина анкеровки обрываемых стержней определяется по следующей зависи-мости

ddqQw

sw

1552

ge+= где d ndash диаметр обрываемой арматуры

Поперечная сила Q определяется графически в месте теоретического обрыва в данном случае Q = 72кН

Поперечные стержни Oslash8 А400 Rsw = 285 МПа с Аsw = 101см2 в месте теоре-тического обрыва имеют шаг 10 см

88210

011528=

sdot=

sdot=

w

swswsw S

ARq кНсм

72 5 20 2252 288

W = + sdot =sdot

см что меньше15d=1520=30 см

Принимаем W = 30 см Место теоретического обрыва арматуры можно определить аналитически

Для этого общее выражение для изгибающего момента нужно приравнять момен-ту воспринимаемому сечением ригеля с арматурой 2Oslash22 А500

М(2Oslash22) = 121кНsdotм ( ) ( ) 2 2

0 438 573 4382 2 2 2

g V l g V x xМ x x+ sdot + sdot sdot sdot

= sdot minus = sdot minus

1255х ndash 219х2 = 121 х2 ndash 573х + 553 = 0

212 2865 2865 581 2865 16365х = plusmn minus = plusmn

х1 = 1228м х2 = 553м Это точки теоретического обрыва арматуры Длина обрываемого стержня будет равна 4502ndash 1228 + 2middot03 = 3874м При-

нимаем длину обрываемого стержня 4 м Определяем аналитически величину поперечной силы в месте теоретического

обрыва арматуры ( ) ( )0

2g V l

Q g V x+ sdot

= minus + sdot

438 573 438 1228 7172

Q кНsdot= minus sdot =

Графически поперечная сила была принята 72кН с достаточной степенью точности

41

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ Для проектируемого 8-этажного здания принята сборная железобетонная ко-

лонна сечением 40times40 см Для колонн применяется тяжелый бетон классов по прочности на сжатие не

ниже В15 а для сильно загруженных ndash не ниже В25 Армируются колонны про-дольными стержнями диаметром 16 hellip40 мм из горячекатаной стали А400 А500С и поперечными стержнями преимущественно из горячекатаной стали класса А240

51 Исходные данные Нагрузка на 1 м2 перекрытия принимается такой же как и в предыдущих рас-

четах (см табл 1) Нагрузка на 1 м2 покрытия

Таблица 3 Вид нагрузки Нормативная нагруз-

ка (γf= 1) кНм2

Коэффициент надежности

по нагрузке γf

Расчетная нагрузка

(γfgt 1) кНм2 1 2 3 4

Гидроизоляционный ковер (3 слоя) 0150 13 0195 Армированная цементно-песчаная стяжка δ = 40 мм ρ = 2200 кгм3

0880 13 1144

Керамзит по уклону δ = 100 мм ρ = 600 кгм3

0600 13 0780

Утеплитель ndash минераловатные пли-ты δ = 150 мм ρ = 150 кгм3

0225 12 0270

Пароизоляция 1 слой 0050 13 0065 Многопустотная плита перекрытия с омоноличиванием швов δ = 220 мм

3400 11 3740

Постоянная нагрузка (groof) 5305 6194 Временная нагрузка ndash снеговая S = Sg 1800middot07 = 1260 ndash 1800 в том числе длительная часть снего-вой нагрузки Sl

0630 ndash 0900

Полная нагрузка (groof+ S) 6565 7994 - полная кратковременная снеговая нагрузка и коэффициент μ принимаются по СП 20133302011 или по Приложению 16

42

Материалы для колонны Бетон ndash тяжелый класса по прочности на сжатие В25 расчетное сопротивле-

ние при сжатии Rb = 145 МПа (табл 68[2] Приложение 4) Арматура minus продольная рабочая класса А500С (диаметр 16 hellip40мм) расчётное сопро-

тивление Rs = Rsc = 435 МПа (табл 614[2] Приложение 7) minus поперечная ndash класса А240

52 Определение усилий в колонне

Рассчитывается средняя колонна подвального этажа высотой hfl = 28 м Вы-сота типового этажа hflтакже равна 28 м

Грузовая площадь колонныА = 6times63 = 378 м2 Продольная сила N действующая на колонну определяется по формуле

N = γn(g +Vp + φзV0) nmiddotA + gb(n + 1) + gcol(n + 1) + γn(groof + S)A где n ndash количество этажей В нашем случае n = 8А ndash грузовая площадь g VpV0 ndash соответственно постоянная и временная нагрузки на 1 м2 перекрытия по табл 1

Согласно табл 1 g = 47 кНм2 Vp = 06кНм2V0 = 195кНм2 groof ndash постоянная нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 (groof = 6194 кНм2) S ndash полная снеговая нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 gbndash собственный вес ригеля с учетом γf и γnдлиной (63 ndash 04) = 59 м gb= 385middot59 = 2272кН 385 кНм ndash погонная нагрузка от собственного веса ригеля (см расчет риге-

ля) gcol ndash собственный вес колонны gcol = γnmiddot γf middot ρmiddot Аcolmiddothfl = 10middot11middot2500(10-2) middot04middot04middot28 = 1232 кН φ3 ndash коэффициент сочетаний (коэффициент снижения временных нагрузок в

зависимости от количества этажей) определяемый по формуле (83[1]) 1

30 404n

ϕ minusϕ = +

где φ1= 069 (см расчет ригеля) 10693 0404 0504

8ϕ minus

= + =

N = 10middot(47 +06+ 0504middot195) middot8middot378 + 2272middot (8 + 1) + 1232middot (8 + 1) + + 10middot (6194 + 18) middot378 = 251745кН

53 Расчет колонны по прочности

Расчет по прочности колонны производится как внецентренно сжатого эле-мента со случайным эксцентриситетом еа

3313040

301

=== colа he см 470600280

600=== fl

а

he см еа = 1 см

Однако расчет сжатых элементов из бетона классов В15 hellipВ35 (в нашем слу-чае В25) на действие продольной силы приложенной с эксцентриситетом е0 =

33130

== colа

he см при гибкости l0hcollt 20 допускается производить из условия

N le Nult (816[2])

43

где Nult - предельное значение продольной силы которую может воспринять элемент определяемое по формуле

Nult le ϕ(γb1RbAb + RscAstot) (817[2]) где Ab ndash площадь сечения колонны Astot ndash площадь всей продольной арматуры в сечении колонны l0 ndash расчетная длина колонны подвала с шарнирным опиранием в уровне 1-го

этажа и с жесткой заделкой в уровне фундамента Rscndash расчетное сопротивление арматуры сжатию

l0 = 07(hfl + 15 см) = 07(280 + 15) = 2065 см l0hcol =206540=516lt20 Ab=4040=1600 см2

ϕ - коэффициент принимаемый при длительном действии нагрузки по табл 81[2] или по Приложению 18 в зависимости от гибкости колонны

При l0hcol =516 коэффициент ϕ = 092

1

251745 09 145 1600092 149

435

b b b

s totsc

N R AA

R

γφminus minus sdot sdot

= = = см2

Из условия ванной сварки выпусков продольной арматуры при стыке колонн минимальный ее диаметр должен быть не менее 20 мм

Принимаем 4Oslash22 А500С Asef = 152 см2 152 100 095 021600

micro = sdot = gt тк l0hcolasymp 5

Диаметр поперечной арматуры принимаем Oslash6 А240 (из условия сварки c продольной арматурой) Шаг поперечных стержней s = 300 мм что удовлетворяет конструктивным требованиям (п10314[2]) s le 15d = 15middot22 = 330 мми s le 500 мм

Если μgt3 то шаг поперечных стержней должен быть s le 10d иs le 300 мм Армирование колонны показано на рис11

44

45

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ

61 Исходные данные Грунты основания ndash пески средней плотности условное расчётное сопротив-

ление грунта R0 = 035 МПа = 0035 кНсм2 = 350 кНм2 Бетон тяжелый класса В25 Расчетное сопротивление растяжению

Rbt = 105 МПа γb1 = 09 Арматура класса А500С Rs = 435 МПа= 435кНсм2 Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах

γm = 20 кНм3 Высоту фундамента предварительно принимаем 90см C учётом пола подвала

глубина заложения фундамента Н1 = 105 см Расчетное усилие передающееся с колонны на фундамент N = 251745кН Нормативное усилие

Nn = Nγfm = 251745115 = 218735кН где γfm = 115 ndash усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке

62 Определение размера стороны подошвы фундамента Площадь подошвы центрально нагруженного фундамента определяется по

условному давлению на грунт R0 без учета поправок в зависимости от размеров подошвы фундамента и глубины его заложения

0 1

218735 665350 20 105

n

m

NAR Hγ

= = =minus minus sdot

м2

Размер стороны квадратной подошвы фундамента 665 258a A= = = м Принимаем а = 27 м (кратно 03 м) Давление на грунт от расчетной нагрузки

2

Npa

= =251745272 = 3453кНм2 lt R0

63 Определение высоты фундамента Рабочая высота фундамента из условия продавливания

504

2

10 pR

Nhh

btb

col

++minus=

γ

0 3

25174502 05 0 2 0698 0 49809 105 10 3453

h м= minus + = minus + =sdot sdot +

Полная высота фундамента устанавливается из условий 1) продавливания Hf =(h0+005)=0498 + 005 = 0548м 2) заделки колонны в фундаменте

Hf = 15hcol + 025(м) = 15middot04 + 025 = 085 м 3) анкеровки сжатой арматуры колонны Hf = han + 025(м) Базовая длина анкеровки необходимая для передачи усилия в арматуре с

полным расчетным сопротивлением Rs на бетон определяется по формуле [3]

sbond

ssan UR

ARh =0

где As и Us ndash соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения (в нашем случае для арматуры Oslash22

As = 3801см2 Us = πd = 314middot22 = 6908 см) Rbond ndash расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном принимае-

мое равномерно распределенным по длине анкеровки

46

Rbond = γb1middotη1middotη2middotRbt где η1 ndash коэффициент учитывающий влияние вида поверхности арматуры

Для горячекатаной арматуры периодического профиля η1 = 25 η2 - коэффициент учитывающий влияние размера диаметра арматуры при-

нимаемый равным 10 ndash при диаметре продольной арматуры dsle32 мм 09 ndash при ds = 36 мм и ds = 40 мм Rbond = 09middot25middot1middot105 = 236 МПа

0435 3801 10142 236 6908anh смsdot

= =sdot

Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле[3]

efs

calsanan A

Ahh

0α=

где Ascаlи Asef ndash площади поперечного сечения арматуры соответственно требуе-мая по расчету и фактически установленная (для нашего случая Ascаl= 149 см2 Asef = 152 см2) α ndash коэффициент учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного со-стояния бетона и арматуры Для сжатых стержней периодического профиля α = 075Тогда

149075 10142 745615 2anh = sdot sdot = см

Кроме того согласно требованиям [3] фактическую длину анкеровки необ-ходимо принимать han ge 03h0an = 03middot10142 = 3043 см

han ge 15ds = 15middot20 = 30 см han ge20 см Из четырех величин принимаем максимальную длину анкеровки те han = 7456см

Следовательно из условия анкеровки арматуры Hf = 7456 + 25 = 9952см

Принимаем трехступенчатый фундамент общей высотой 100 см и с высотой ступеней 30 см и 40 см При этом ширина первой ступени а1 = 11 м а второй а2 = 18 м

Проверяем отвечает ли рабочая высота нижней ступени h03 = 40 ndash 5 = 35см условию прочности при действии поперечной силы без поперечного армирования в наклонном сечении Для единицы ширины этого сечения (b = 100 см) должно выполняться условие

Q = pl le Qbmin = 05γb1Rbth03b Поперечная сила от давления грунта

Q = pl= 05(а - a2 - 2h03)р где а - размер подошвы фундамента

h03 = 40 ndash 5 = 35см р ndash давление на грунт от расчетной нагрузки (на единицу длины) Q = 05(27 ndash18 - 2middot035) middot34533 = 3453кН Q = 3453кНltQbmin = 05middot09middot105middot103middot035middot10 = 16538кН ndash прочность обеспе-

чена

47

64 Расчет на продавливание

Проверяем нижнюю ступень фундамента на прочность против продавлива-ния

Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производится из условия (887[2]) F le Fbult где Fbult - пре-дельное усилие воспринимаемое бетоном

Fbult = γb1RbtAb

где Fminusпродавливающая сила принимаемая равной продольной силе в колонне подвального этажа на уровне обреза фундамента за вычетом нагрузки создавае-мой реактивным отпором грунта приложенным к подошве фундамента в преде-лах площади с размерами превышающими размер площадки опирания (в дан-ном случае второй ступени фундамента 2 2 18 18 a a мtimes = times ) на величину 0h во всех направлениях Ab ndash площадь расчетного поперечного сечения расположен-ного на расстоянии 05h0от границы площади приложения силы Nс рабочей высо-той сечения h0 В нашем случае h0 = h03 = 025м

Площадь Ab определяется по формуле Ab = Umiddoth03

где U ndash периметр контура расчетного сечения (см рис12а) U = (а2 + 2middot05h03) middot4 = (18 + 2middot05middot035) middot4 = 86 м

Площадь расчётного поперечного сеченияAb = 86middot035 = 301м2 Продавливающая сила равна

F=N-pA1

здесь p=3453 кНм2 minus реактивный отпор грунта A1minusплощадь основания продавливаемого фрагмента нижней ступени фундамен-

та в пределах контура расчётного поперечного сечения равная A1=(a2+205h03)2=(18+205035)2=462 м2

Проверка условия (697) [3] показывает

F=92202 кН lt 09105103301 = 284445 кН

те прочность нижней ступени фундамента против продавливания обеспече-на

48

49

65 Определение площади арматуры подошвы фундамента Подбор арматуры производим в 3-х вертикальныхсечениях фундамента

что позволяет учесть изменение параметров его расчётной схемы в качестве ко-торой принимается консольная балка загруженная действующим снизу вверх равномерно распределенным реактивным отпором грунта Для рассматривае-мых сечений вылет и высота сечения консоли будут разными поэтому выявить наиболее опасное сечение можно только после определения требуемой площади арматуры в каждом из них (см рис13)

Сечение I-I МI-I = 0125р (а ndash hcol)2middot a = 0125middot34533(27 ndash 04)2middot27 = 61654кНmiddotм Площадь сечения арматуры определяем по формуле

2

01

61654 10 165709 09 95 435

I IsI

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение II-II МII-II= 0125р(аndash а1)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 11)2middot27 = 29836кНmiddotм

2

02

29836 10 117209 09 65 435

II IIsII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение III-III МIII-III= 0125р(аndash а2)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 18)2middot27 = 944кНmiddotм

2

03

944 10 68809 09 35 435

III IIIsIII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Из трёх найденных значений подбор арматуры производим по максимально-му значению теAsmax = 1657см2

Шаг стержней принимается от 150 ммдо 300 мм (кратно 50 мм) При ширине подошвы фундамента а le 3 мминимальный диаметр стержней dmin = 10 мм при аgt3 мdmin = 12 мм

Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлени-ях арматурой из стержней Oslash14 А500с шагом 250 мм

Имеем 11Oslash14 А500С с As = 16929см2gtAsI = maxsA = 1657см2 Процент армирования μ

- в сечении I-I 11 01

16929100 100 0156 01110 95

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении II-II 22 02

16929100 100 0145 01180 65

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении III-III 33 03

16929100 100 0179 01270 35

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

Так как во всех сечениях μigtμmin=01 количество принятой арматуры оставляем без изменений В случае μiltμmin=01 диаметр принятой арматуры следует увеличить или уменьшить ее шаг

Конструкция фундамента приведена на рис13

50

51

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 СП 20133302011 Нагрузки и воздействия Актуализированная редакция СНиП 20107-85 М ГУП ЦПП 2011

2 СП 63133302012 Бетонные и железобетонные конструкции Основные положения Актуализированная редакция СНиП 52-101-2003 М ФГУП ЦПП 2004

3 ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований 4 СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные кон-

струкции М ФГУП ЦПП 2005 5 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из

тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

6 Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетон-ных конструкций из тяжелого бетона (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

52

ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Минимальный класс бетона элементов с предварительно напряженной арматурой

Таблица 4

Характеристика напрягаемой Класс бетона арматуры не ниже

Арматура классов

А540-А800

В20 А1000 В30

Арматура классов

Вр1200 Вр1300

В30 Вр1400 Вр1600 Вр1600 В20

К1400 К1500 К1600 К1700 В30

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин ndash acrсult из условия обеспечения сохранности арматуры

Таблица 5

Для элементов к которым не предъявляются требования непрониwаемости значения acrсult принимают равными

При арматуре классов

При продолжительном рас-крытии трещин мм

При непродолжительном раскрытии трещин мм

А240-А600 В500 03 04

А800А1000 Вр1200-Вр1400 К1400К1500(К-19) К1500(К-7)К1600 диаметром 12 мм

02 03

Вр1500 К1500(К-7)К1600 диамет-ром 6 и 9 мм

01 02

53

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Нормативные сопротивления бетона Rbnи Rbtn

Таблица 6

Вид сопротивления

Нормативные сопротивления бетона RbnиRbtn и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй

группы RbserиRbtser МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осевое (призменная прочность)

Rbn и Rbser

75 110 150 185 220 255 290 320 360 395 430

Растяже-ние осевое

Rbtn Rbtser 085 110 135 155 175 195 210 225 245 260 275

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Расчетные сопротивления бетона Rbи Rbt Таблица 7

Видсопротивления

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbи Rbt МПа при классе бетона

по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осе-вое(призменная прочность)

Rb

60 85 115 145 170 195 220 250 275 300 330

Растяжение осевое Rbt

056 075 090 105 115 130 140 150 160 170 180

Полностью таблицы нормативных и расчетных сопротивлений бетона см [2]

54

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения начального модуля упругости бетона Еь Таблица 8

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еьmiddot10-3 МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

190 240 275 300 325 345 360 370 380 390 395

55

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rsn

Таблица 9

Арматура классов

Номинальный диаметр арматуры мм

Нормативные значения сопротивления растяжению Rsnи расчетные значения сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы Rsser МПа

А240 6-40 240

А400 6-40 400

А500 10-40 500

А540 20-40 540

А600 10-40 600

А800 10-32 800

А1000 10-32 1000

В500 3-12 500

Вр500 3-5 500

Вр1200 8 1200

Вр1300 7 1300

Вр1400 4 5 6 1400

Вр1500 3 1500

Вр1600 3-5 1600

К1400(К-7) 15 1400

К1500(К-7) 6 9 12 1500

К1500(К-19) 14 1500

К1600 6 9 12 15 1600

К1700 6-9 1700

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 3: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

3

ВВЕДЕНИЕ

Методические указания составлены на основании программы дисциплины laquoЖелезобетонные и каменные конструкцииraquo для студентов специальности 27080062 профиля laquoПромышленное и гражданское строительствоraquo квалификации - бакалавр для выполнения всех разделов курсового проекта на тему laquoПроектиро-вание несущих конструкций многоэтажного гражданского зданияraquo а также для дипломного проектирования подготовки магистров и экстерната

При проектировании необходимо пользоваться действующими сводами пра-вил по расчету и конструированию бетонных и железобетонных конструкций без предварительного напряжения арматуры (СП 52-101-2003) и предварительно напряженных железобетонных конструкций (СП 52-102-2004)

При проектировании реального сооружения производят повторные расчеты и конструирование с учетом требований содержащихся в laquoПравилах по обеспече-нию огнестойкости и огнесохранности железобетонных конструкцийraquo СТО 36554501-006-2006 и Пособии к ним Степень огнестойкости здания определяется по - СНиП 31-01-2003 для жилых многоквартирных зданий - СНиП 20802-89 для общественных зданий и сооружений предприятий бы-тового обслуживания магазинов зданий и аудиторий актовых и конференц-залов залов собраний и зальных помещений спортивных сооружений зданий детских дошкольных учреждений общего типа школ и школ-интернатов зданий и сооружений зрительных залов культурно-зрелищных учреждений - СНиП 20904-87для административных и бытовых зданий отдельно стоящих зданий пристроек и вставок залов столовых собраний и совещаний - МГСН 419-2005для многофункциональных высотных зданий и зданий-комплексов в городе Москве - СНиП 31-03-2001для производственных зданий - МГСН 501-94115 для стоянок легковых автомобилей Предел огнестойкости строительных конструкций устанавливается по времени в минутах наступления одного или последовательно нескольких нормируемых для данной конструкции признаков предельных состояний (см Таблицу) - потери несущей способности R

- потери теплоизолирующей способности I - потери целостности Е Здания и сооружения с несущими конструкциями из железобетона подразде-

ляют по степени огнестойкости - особая - многофункциональные высотные здания и здания-комплексы - I степень - ограждающие конструкции выполнены из железобетона и приме-

няются листовые и плитные негорючие материалы - II степень - покрытия выполнены из стальных конструкций - III степень - применены перекрытия деревянные защищенные штукатуркой

или негорючим листовым плитным материалом а также для зданий каркасного типа с элементами каркаса из стальных конструкций и с ограждающими кон-

4

струкциями из профилированных листов или других негорючих материалов со слабогорючим утеплителем

Степень огне-стойкости зда-

ния

Предел огнестойкости железобетонных строительных конструкций мин не менее

Несущие элементы

здания

Наружные ненесущие

стены

Перекрытия междуэтажные

(в том числе чердачные и

над подвалами)

Элементы бесчердач-ных покрытий Лестничные клетки

настилы пли-ты (в том

числе с утеп-лителем)

фермы балки

прогоны

внутренние стены

марши и площадки лестниц

Особая R180 Е60 Е60 R180

EI120 REI 120 R180 R180 EI180 R60

I R120 Е30 REI60 RE30 R30 REI120 R60 II R90 Е15 REI45 RE15 R15 REI90 R60 III R45 Е15 REI45 RE15 R15 REI60 R45

Для зданий высотой более 100 м предел огнестойкости как правило устанавливается R240 Для зданий высотой менее 100 м предел огнестойкости устанавливается REI180 EI180 Предел огнестойкости Е60 устанавливается только для наружных стен

Цель указаний ndash содействие в проектировании несущих элементов здания В курсовом проекте требуется запроектировать основные несущие железобе-

тонные конструкции 8-16-ти этажного здания каркасной конструктивной схемы со связевым каркасом и навесными стеновыми панелями

Пространственная жесткость (геометрическая неизменяемость) здания в про-дольном и поперечном направлениях обеспечивается диафрагмами жесткости (связевая система) Методические указания включают рассмотрение следующих вопросов

minusпроектирование сборного балочного междуэтажного перекрытия включа-ющее компоновку конструктивной схемы перекрытия расчет многопустотной предварительно-напряженной плиты и ригеля

minusпроектирование колонны и отдельно стоящего фундамента В приложениях даны справочные материалы и рабочие чертежи проектируе-

мых элементов

5

КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ

В состав сборного балочного междуэтажного перекрытия входят плиты и ри-

гели опирающиеся на колонны (рис1) При компоновке сборного балочного перекрытия необходимо

minus назначить размеры сетки колонн minus выбрать направление ригелей форму и размеры их поперечного сечения minus выбрать тип и размеры плит

Сетка колонн назначается в зависимости от размеров плит и ригелей Рассто-яние между колоннами должно быть кратно 100мми принимается в пределах (48 hellip72) м

Направление ригелей может быть продольным или поперечным Это обу-словливается технико-экономическими показателями Выбор типа поперечного сечения ригелей зависит от способа опирания на них плит Высота сечения ригеля

lhb )101

151(= b где lb ndash пролет ригеля ширина его сеченияbb = 20 см или 30 см

Тип плит перекрытия выбирается по архитектурно-планировочным требова-ниям и с учётом величины действующей временной (полезной) нагрузки При временной нагрузке V le 70 кНм2 используются многопустотные плиты высота сечения которых равна (20 hellip24)см

Плиты выполняются преимущественно предварительно напряженными что позволяет получить экономию за счёт сокращения расхода стали

Количество типоразмеров плит должно быть минимальным рядовые шири-ною (12 hellip24)м связевые плиты-распорки ndash (08 hellip18)м фасадные плиты-распорки ndash (06 hellip090)м

В качестве примера в методических указаниях принято следующее minusсвязевая конструктивная схема здания с поперечным расположением риге-

лей и сеткой колонн размерами в плане 60х63 м (рис1) minus число этажей ndash 9 включая подвал minus высота этажей и подвала 28 м minus ригель таврового сечения шириною bb = 20 см и высотой

45630141

=sdot=bh см (рис2) без предварительного напряжения арматуры

(Отметим что предварительно назначенные размеры могут быть уточнены при последующем расчете и конструировании ригеля)

minus плиты многопустотные предварительно напряженные высотой 22см(рис2) (ширина рядовых плит15 м и плит-распорок 18 м)

minus колонны сечением 40х40 см minus величина временной нагрузки при расчете плиты перекрытия принимается

в двух вариантах 1 вариант ndash v = 15 кНм2 2 вариант ndash v= 45 кНм2

6

7

8

2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ

НАГРУЗКЕ V =15 кНм2 21 Исходные данные

Нагрузки на 1 м2 перекрытия Таблица 1

Вид нагрузки Нормативная нагрузка кНм2

Коэффициент надежности по нагрузке γf

Расчетная нагрузка

кНм2 1 2 3 4

Постоянная Полы ndash паркет на мастике δ = 20 мм Цементно-песчаная стяжка δ = 30 мм ( 318 кН мγ = ) Многопустотная сборная плита перекрытия с омоноличиванием швов δ = 220 мм

020

054

34

13

13

11

026

070

374

Итого постоянная нагрузка g 414 47 Временная

Перегородки δ = 120 мм (приве-денная нагрузка длительная)Vр

05 12 06

Полезная (из задания) 15 13 195 в том числе кратковременная Vsh

12

13

156

длительная Vlon 03 13 039 Итого временная нагрузка V 20 255 Временная нагрузка без учета перегородок V0

15 195

Полная нагрузка g + V 614 725 Примечание коэффициент надежности по нагрузке γf для временной (полез-

ной) нагрузки принимается 13 ndash при полном нормативном значении нагрузки менее 2 кПа (кНм2) 12 ndash при полном нормативном значении нагрузки 2 кПа (кНм2) и более [1] Нагрузка на 1 погонный метр длины плиты при номинальной её ширине 15 м

с учетом коэффициента надежности по ответственности здания γп = 10 minusрасчетная постоянная g = 47middot15middot10 = 705кНм minusрасчетная полная (g + V) = 725middot15middot10 = 1088кНм minus нормативная постоянная gп = 414middot15middot10 = 621кНм minusнормативная полная (gп + Vп) = 614middot15middot10 = 921кНм minus нормативная постоянная и длительная (gп + Vlonп) = (414 + 08) middot15middot10 =

741 кНм

Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м

9

Материалы для плиты Бетон тяжелый класса по прочности на сжатие В20 Rbn = Rbser = 150 МПа Rbtn = Rbtser = 135МПа (табл 67[2] Приложение 3) Rb = 115МПа Rbt = 09 МПа (табл 68 [2] Приложение 4) γb1 = 09 (п 6112[2]) Начальный модуль упругости бетона Еb = 275middot103МПа (табл 611 [2] При-

ложение 5) Технология изготовления плиты ndash агрегатно-поточная Плита подвергается

тепловой обработке при атмосферном давлении Натяжение напрягаемой армату-ры осуществляется электротермическим способом

Арматура minusпродольная напрягаемая класса А600

Rsn = Rsser = 600 МПа(табл 613 [2] Приложение 6) Rs = 520 МПа (табл 614 [2] Приложение 7) Еs = 20 middot105МПа (пункт 6212 [2])

minus ненапрягаемая класса В500 Rs = 435 МПа (табл 619 [2] Приложение 7) Rsw = 300МПа(табл 615 [2] Приложение 8)

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы

Определение внутренних усилий Расчетный пролет плиты в соответствии с рис2

ммll 695)310(2090

20900100101010060 =minus=minusminusminusminusminusminus=

Поперечное конструктивное сечение плиты заменяется эквивалентным двутавро-вым сечением (рис3) Размеры сечения плитыh = 22 см

h0 = h ndash a = 22 ndash 3 = 19 см fhprime =hf = (22 ndash 159) middot05 = 305 см bf = 149 см fbprime = 149 ndash 3 = 146 см b = 149 ndash 159middot7 = 377 см Плита рассчитывается как однопролетная шарнирно-опертая балка загру-

женная равномерно-распределенной нагрузкой (рис4) Усилия от расчетной полной нагрузки minus изгибающий момент в середине пролета

( )мкН

lgM sdot=

sdot=

+= 0344

86958810

8V 22

0

minus поперечная сила на опорах ( )

кНlg

Q 95302

69588102V 0 =

sdot=

+=

Усилия от нормативной нагрузки (изгибающие моменты) minus полной

( )мкН

lgM nn

n sdot=sdot

=+

= 27378

6952198V 22

0

minus постоянной и длительной

10

( )мкН

lgM nlonn

nl sdot=sdot

=+

= 99298

6954178V 22

0

Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего

момента При расчете по прочности расчетное поперечное сечение плиты принимается

тавровым с полкой в сжатой зоне (свесы полок в растянутой зоне не учитывают-ся)

При расчете принимается вся ширина верхней полки fbprime = 146 см так как

146 377 1 15415 578 9632 2 6 6

fb bl см

prime minus minus= = = sdot =

где l ndash конструктивный размер плиты Положение границы сжатой зоны определяется из условия

1 0( 05 )fx h b b f f fM M R b h h hγprime= prime prime primele = sdot sdot minus

где М ndash изгибающий момент в середине пролета от полной нагрузки (g + V)

fx hM prime= minus момент внутренних сил в нормальном сечении плиты при котором нейтральная ось проходит по нижней грани сжатой полки Rb ndash расчетное сопротивление бетона сжатию остальные обозначения приняты в соответствии с рис3

Если это условие выполняется граница сжатой зоны проходит в полке и площадь растянутой арматуры определяется как для прямоугольного сечения ши-риной равной fbprime

4403 кНmiddotсмle 09middot115middot146middot305(19 ndash 05middot305) = 8054кНmiddotсм Rb = 115 МПа = 115 кНсм2

4403 кНmiddotмlt 8054 кНmiddotм ndash условие выполняется те расчет ведем как для пря-моугольного сечения Далее определяем

2 21 0

4403 008109 115 146 19m

b b f

MR b h

αγ

= = =primesdot sdot sdot sdot sdot sdot

minussdot=

21 ξξαm 1 1 2 0077 00843ξ = minus minus sdot =

0hx

=ξ minus относительная высота сжатой зоны бетона должно выполняться

условие ξ le ξR где ξR ndash граничная относительная высота сжатой зоны Значение ξRопределяется по формуле

0

2

08

1

RR

s el

b

xh

ξ εε

= =+

(32 [4])

где εsel ndash относительная деформация арматуры растянутой зоны вызванная внеш-ней нагрузкой при достижении в этой арматуре напряжения равного Rs εb2 ndash относительная деформация сжатого бетона при напряжениях равных Rb принимаемая равной 00035 (п 6120[2])

11

Для арматуры с условным пределом текучести значение εsel определяется по формуле

400 s sps el

s

RE

σε

+ minus=

(арматура А600 имеет словный предел текучести) (п 916[2]) где σsp ndash предварительное напряжение в арматуре с учетом всех потерь и ко-

эффициентом γsp = 09 Предварительное напряжение арматуры σsp принимают не более 09Rsn для

горячекатаной и термомеханически упрочненной арматуры (А600) и не более 08Rsnдля холоднодеформированной арматуры и арматурных канатов (911[2])

Принимаем σsp = 08Rsn = 08middot600 = 480 МПа При проектировании конструкций полные суммарные потери следует прини-

мать не менее 100 МПа (п 2239 [4]) ∆σsp(2)j = 100 МПа При определении εsel

σsp = 09middot480 - 100 = 332 МПа

0029401002

3324005205 =

sdotminus+

=elsε 4350

003500029401

80=

+=Rξ ξ le ξR

Площадь сечения арматуры определяем по формуле 1 0

b b f

sp efs

R b hA

Rγ ξsdot sdot sdot sdot

=

Если соблюдается условие ξ le ξR расчетное сопротивление напрягаемой ар-матуры Rs допускается умножать на коэффициент условий работыγs3 учитываю-щий возможность деформирования высокопрочных арматурных сталей при напряжениях выше условного предела текучести и определяемый по формуле

112502513 leminus=R

s ξξγ (32 [5])

ЕслиRξξ lt06 что для плит практически всегда соблюдается можно принимать

максимальное значение этого коэффициента те γs3 = 11 2

2

09 115 146 00843 19 4 23 11 52

520 52

sp ef

s

A см

R МПа кН см

sdot sdot sdot sdot= =

sdot

= =

Принимаем 6Oslash10 А600 Аspef = 471 см2 Напрягаемые стержни должны располагаться симметрично и расстояние

между ними должно быть не более 400 мм и не более 15h при hgt 150 мм (п 1038[2])

Расчет по прочности при действии поперечной силы Поперечная сила от полной нагрузки Q = 3095 кН Расчет предварительно напряженных элементов по сжатой бетонной полосе

между наклонными сечениями производят из условия Q le φb1middotγb1middotRbmiddotbmiddoth0 (855 [2])

φb1 - коэффициент принимаемый равным 03 (п 8132 [2])

12

b - ширина ребра b = 377 см Qle 03middot09middot115middot377middot19 = 2224 3095 кН lt 2224 кН

Расчет предварительно напряженных изгибаемых лементов по наклонному сечению производят из условия

Q le Qb + Qsw (856[2]) Q - поперченная сила в наклонном сечение Qb - поперечная сила воспринимаемая бетоном в наклонном сечении Qsw - поперечная сила воспринимаемая поперечной арматурой в наклонном

сечении 2 1 0 b b bt

bR b hQc

γϕ sdot sdot sdot sdot= принимаем не более 025middotγb1middotRbtmiddotbmiddoth0 и не

менее 05middotγb1middotRbtmiddotbmiddoth0 φb2 - коэффициент принимаемый равным 03 (п 8133 [2]) Rbt = 09 МПа = 009 кНсм2 Qb = 05γb1middotRbtmiddotbmiddoth0 = 05middot09middot009middot377middot19 = 2901кН Действующая в сечении поперченная сила Q = 3095 кН gt 2901 кН следова-

тельно необходимо установка поперечной арматуры по расчету (Если поперечная сила действующая в сечение меньше чем Qbmin то поперечную арматуру можно не устанавливать

Допускается производить расчет прочности наклонного сечения из условия Q1geQb1+Qsw1 (860[2]) Qb1=05middotγb1middotRbmiddotbmiddoth0 (861[2]) Qsw1=qswmiddoth0 (862[2]) Qb1=Qbmin=2901кН Qsw1=Q1-Qb1=3095 - 2901=194кН qsw=Qsw1h0=19419=0102 кНсм поперченая арматура учиты-

вается в расчете если qsw ge qswmin qswmin=025middotγb1middotRbtmiddotb=025middot09middot009middot377=0763 кНсм

Принимаем qsw = qswmin=0763 кНсм sw sw

sww

R Aqs

= (859[2])

Назначаем шаг хомутов sw=10см le 05h0 (п 10313[2]) получаем 20763middot10 0254

30sw w

swsw

q SA смR

= = = Rsw = 300 МПа = 30 кНсм2

Принимаем на приопорных участках плиты по четыре каркаса длинной рав-ной 14 продольного размера плиты с поперечной рабочей арматурой располо-женной с шагом Sw = 10 см Для 4Oslash4B500C в одном сечение имеем

Aswef = 05см2 gt Asw проверяем прочность сечения 230middot05 1510

swq см= =

Qsw1=15middot19 = 285 Q1 lt Qb1 + Qsw1 3095кН lt 2901кН+285кН

3095кН lt 5751кН так как условие выполняется то прочность по наклонно-му сечению обеспечена

13

14

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы Геометрические характеристики приведенного сечения

Круглое очертание пустот заменим эквивалентным квадратным со стороной с = 09d = 09middot159 = 143 см

Размеры расчетного двутаврового сечения толщина полок fhprime = hf= (22 ndash 143)middot05 = 385 см ширина ребраb = 146 ndash 143middot7 = 459 см

ширина полок fbprime = 146 см bf= 149 см Определяем геометрические характеристики приведенного сечения

27710527

1023

5

=sdot

sdot==

b

s

EEα

Площадь приведенного сечения Ared = A + αAs = f fb hprime primesdot + bfmiddothf+ bmiddotс + αAsp = (146 + 149)middot385 + 459middot143 +

+727middot471 = 18264 см2 А = 179216 см2 ndash площадь сечения бетона Статический момент приведенного сечения относительно нижней грани Sred= f fb hprime primesdot ( hndash 05 fhprime ) + bfmiddot hfmiddot05hfmiddot + bmiddotсmiddot05h +αmiddotAspmiddotа = = 146middot385middot(22 ndash 05middot385) +149middot385middot05middot385 + 459middot143middot05middot22 +

+ 727middot471middot3 = 197112 см3 Удаление центра тяжести сечения от его нижней грани

смASу

red

red 810791041826219711

0 asymp===

Момент инерции приведенного сечения относительно его центра тяжести

( ) ( )

( ) ( ) ( )

( )

3 332 20 0

32 2 20 0

3 32

( )05 05

12 12 12146 38505 146 385 22 108 05 385

12459 143 149 385459 143 05 22 108 149 385 108 05

12 12

f f f fred f f f

f f f sp

b h b hbcI b h h y h b c h y

b h y h A y aα

prime prime sdotprime prime prime= + sdot sdot minus minus + + sdot sdot minus + +

sdot+ sdot sdot minus + sdot minus = + sdot sdot minus minus sdot +

sdot sdot+ + sdot sdot sdot minus + + sdot sdot minus sdot( )

( )

2

2 4

385

727 471 108 3 1082368 см

+

+ sdot sdot minus =

Момент сопротивления приведенного сечения по нижней грани 3

0

910021810

8108236 смy

IW redred ===

То же по верхней грани sup 3

0

9664redred

IW смh y

= =minus

Расчет предварительно напряженных изгибаемых элементов по раскрытию трещин производят в тех случаях когда соблюдается условие

М gt Mcrc (8116[2]) М ndash изгибающий момент от внешней нагрузки (нормативной)

15

Mcrc ndash изгибающий момент воспринимаемый нормальным сечением элемента при образовании трещин и равный

Mcrc = RbtsermiddotWpl + Pmiddoteяр (936[2]) Wplndash момент сопротивления приведенного сечения для крайнего растянутого

волокна eяр = еор + r ndash расстояние от точки приложения усилия предварительного об-

жатия до ядровой точки наиболее удаленной от растянутой зоны еор ndash то же до центра тяжести приведенного сечения r ndash расстояние от центра тяжести приведенного сечения до ядровой точки Wpl= 125Wred для двутаврового симметричного сечения (табл41[6]) Р ndash усилие предварительного обжатия с учетом потерь предварительного

напряжения в арматуре соответствующих рассматриваемой стадии работы эле-мента Определяем

смAWr

red

red 49541826910021===

еoр = у0 ndash а = 108 ndash 3 = 78 см eяр = 78 + 549 = 1329 см Wpl = 125middot100219 = 125274 см3

16

Потери предварительного напряжения арматуры Первые потери предварительного напряжения включают потери от релакса-

ции напряжений в арматуре потери от температурного перепада при термической обработке конструкций потери от деформации анкеров и деформации формы (упоров)

Вторые потери предварительного напряжения включают потери от усадки и ползучести бетона при натяжении арматуры на упоры (п 9112[2])

Потери от релаксации напряжений арматуры ∆σsp1 определяют для арматуры классов А600-А1000 при электротермическом способе натяжения в соответствии с п 91[2]

∆σsp1 = 003σsp = 003middot480 = 144 МПа Потери от температурного перепада при агрегатно-поточной технологии

принимаются равными 0 ∆σsp2 = 0 Потери от деформации формы при электротермическом способе натяжения

арматуры не учитывают ∆σsp3 = 0 Потери от деформации анкеров при электротермическом способе натяжения

арматуры не учитывают ∆σsp4 = 0 Первые потери

∆σsp(1) =∆σsp1 + ∆σsp2 + ∆σsp3 + ∆σsp4 = 144 МПа Потери от усадки бетона

∆σsp5 = εbshmiddotEs εbsh ndash деформации усадки бетона значения которых можно принимать в зави-

симости от класса бетона равными 000020 ndash для бетона классов В35 и ниже 000025 ndash для бетона класса В40 000030 ndash для бетона классов В45 и выше ∆σsp5 = 00002middot2middot105 = 40 МПа Потери от ползучести бетона ∆σsp6 определяются по формуле

( )crbred

redsjspj

bpjcrbsp

IAy

2

6

80111

80

ϕαmicro

σαϕσ

+sdot

sdot++

sdot=∆

где φbcr ndash коэффициент ползучести бетона определяемый согласно п 6116[2] или по Приложению 15 Принимаем φbcr = 28 σbpj ndash напряжение в бетоне на уровне центра тяжести рассматриваемой j ndash ой группы стержней напрягаемой арматуры

(1) (1) opbp

red red

P P e yA I

σ = +

Р(1) ndash усилие предварительного обжатия с учетом только первых потерь еор ndash эксцентриситет усилия Р(1) относительно центра тяжести приведенного сече-ния yndash расстояние от центра тяжести приведенного сечения до рассматриваемого во-локна y = еор + 3(см)

b

s

EE

17

μspj ndash коэффициент армирования равный AspjA гдеА ndash площадь поперечного сече-ния элемента Aspj ndash площадь рассматриваемой группы стержней напрягаемой ар-матуры

Р(1) = Asp(σsp ndash ∆σsp(1)) σsp = 480 МПа = 48 кНсм2 ∆σsp(1) = 144МПа = 144кНсм2 Р(1) = 471(48 ndash 144) = 2193 кН еор = 78 см y=108см

2193 2193 78 108 029118264 1082368bpσ sdot sdot

= + = кНсм2 = 29МПа

σbplt09Rbp Rbp =10 МПа А = 179216 см2 0026280

161792714

==micro

( )6 2

08 727 28 29 419778 182641 727 0002628 1 1 08 28

1082368

spσ sdot sdot sdot∆ = =

sdot+ sdot + sdot + sdot

МПа

Полное значение первых и вторых потерь

( ) sum=

=

∆=∆6

12

i

ispisp σσ

(912[2])

∆σsp(2) = 144 + 40 + 4197 = 9637МПа При проектировании конструкции полные суммарные потери для арматуры

расположенной в растянутой при эксплуатации зоне сечения элемента следует принимать не менее 100МПа (п 9110[2]) поэтому принимаем ∆σsp(2) = 100 МПа

После того как определены суммарные потери предварительного напряже-ния арматуры можно определить Мcrc

(2)P = (σsp ndash ∆σsp(2))middotAsp

(2)P ndash усилие предварительного обжатия с учетом полных потерь

(2)P = (480 ndash 100) middot471 = 17898 кН Мcrc = 0135middot125274 + 17898middot1329 = 40698кНmiddotсм = 4070кНmiddotм Так как изгибающий момент от полной нормативной нагрузки

Мn = 3727 кНmiddotм меньше чем Мcrc =4070кНmiddotм то трещины в растянутой зоне от эксплуатационных нагрузок не образуются

Расчет прогиба плиты

Расчет изгибаемых элементов по прогибам производят из условия f le fult (8139 [2])

где f ndash прогиб элемента от действия внешней нагрузки fult ndash значение предельно допустимого прогиба При действии постоянных длительный и кратковременных нагрузок прогиб

балок или плит во всех случаях не должен превышать 1200 пролета Для свободно опертой балки максимальный прогиб определяют по формуле

max

2 1

=

rSlf

18

где S ndash коэффициент зависящий от расчетной схемы и вида нагрузки при действии равномерно распределенной нагрузки S = 548 при двух равных момен-тах по концам балки от силы обжатия ndash S = 18

max

1

r ndash полная кривизна в сечении с наибольшим изгибающим моментом от

нагрузки при которой определяется прогиб Полную кривизну изгибаемых элементов определяют для участков без тре-

щин в растянутой зоне по формуле

321

1111

minus

+

=

rrrr

где1

1

rndash кривизна от непродолжительного действия кратковременных нагру-

зок

2

1

rndash кривизна от продолжительного действия постоянных и длительных

нагрузок

3

1

rndash кривизна от непродолжительного действия усилия предварительно-

го обжатия Р(1)вычисленного с учётом только первых потерь те при действии момента (1) 0 pM P e= sdot

Кривизну элемента на участке без трещин определяют по формуле

redb IEM

r sdot=

1

1

где М ndash изгибающий момент от внешней нагрузки или момент усилия пред-варительного обжатия относительно оси проходящей через центр тяжести приве-денного сечения

Ired ndash момент инерции приведенного сечения Eb1 ndash модуль деформации сжатого бетона определяемый по формуле

crb

bb

EE

1 1 ϕ+=

гдеφbcr ndash коэффициент ползучести бетона принимаемый minus 018b crϕ = minus при непродолжительном действии нагрузки minus по табл612[2] или по Приложению15 в зависимости от класса бетона на сжатие и относительной влажности воздуха окружающей среды minus при продолжительном действии нагрузки minus при непродолжительном действии нагрузки Eb1=085Eb (8146[2]) Прогиб определяется с учетом эстетико-психологических требований те от

действия только постоянных и временных длительных нагрузок [1]

2 1

1 nl

b red

Mr E I

= sdot

nlM ndash изгибающий момент от продолжительного действия постоянных и дли-тельных нагрузок равный Мnl = 299 кНmiddotм (см п22)

19

33

1 102478310527

821sdot=

sdot=

+= b

bEE МПа = 724middot102кНсм2

52

2

1 2999 13827 10724 10 1082368r см

minus = = sdot sdot sdot

В запас жёсткости плиты оценим её прогиб только от постоянной и длитель-

ной нагрузок (без учёта выгиба от усилия предварительного обжатия) 5 25( 3827 10 ) 569 129 2845

48f см смminus= sdot sdot sdot = lt

Допустимый прогиб f = (1200)l = 569200 = 2845 см Так как f lt f ult можно выгиб в стадии изготовления не учитывать

20

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО

НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2

31 Исходные данные

Постоянная нагрузка та же что при расчете плиты перекрытия на действие нагрузки V =15 кНм2 (см п 21)

Нагрузки на 1м2 перекрытия Таблица 2

Вид нагрузки Нормативная нагрузка кНм2

Коэф-т надежности по нагрузке

γf

Расчетная нагрузка

кНм2

1 2 3 4 Постоянная нагрузка g 414 47

Временная Перегородки δ = 120 мм (при-веденная нагрузка длитель-ная) V p

05 12 06

Полезная (из задания) 45 12 54 в том числе кратковременная Vsh

29

12

348

длительная V lon 16 12 192 Итого временная нагрузка V 50 60 Временная нагрузка без учета перегородок V 0

45 54

Полная нагрузка g + V 914 107

Нагрузка на 1 погонный метр длины плиты при номинальной ее ширине 15м - расчетная постоянная g = 47middot15middot10 = 705 кНм - расчетная полная (g + V) = 107middot15middot10 = 1605 кНм - нормативная постоянная gп = 414middot15middot10 = 621 кНм - нормативная полная (gп + Vп) = 914middot15middot10 = 1371 кНм - нормативная постоянная и длительная (gп + Vlonп) = (414 + 21)middot15middot10 =

936 кНм

32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы

Определение внутренних усилий Материалы для плиты расчетный пролет и поперечное сечение те же что в

пункте 21 Усилия от расчетной полной нагрузки

( ) 2 20V 1605 569 6496

8 8g l

M кН м+ sdot sdot

= = = sdot

21

( ) 0V 1605 569 45662 2

g lQ кН

+ sdot sdot= = =

Усилия от нормативной нагрузки - полной

( ) 2 20V 1371 569 5548

8 8n n

п

g lM кН м

+ sdot= = = sdot

- постоянной и длительной ( ) 2 2

0 936 569 37888 8

n lon nn

g V lM кН м

+ sdot= = = sdot

Расчет по прочности на действие изгибающего момента

2 21 0

6496 011909 115 146 19m

b b f

MR b h

αγ

= = =sdot sdot sdot sdot sdot sdot

1 1 2 1 1 2 0119 01280435( 22)

m

R см пξ αξ= minus minus = minus minus sdot =

=

012 0277 060435R

ξξ

= = lt γs3 = 11

3

01

ss

fbbsp R

hbRA

γξγ sdotsdotsdotsdot

=

2

2

09 115 146 0128 19 642 11 52

520 52

sp

s

A см

R МПа кН см

sdot sdot sdot sdot= =

sdot

= =

Принимаем 6Oslash12А600 Аspef = 679 см2

Расчет по прочности при действии поперечной силы

Условие прочности по бетонной полосе между наклонными сечениями удо-влетворяется

4566 кНlt 22240кН(см п 22) Условие прочности по наклонному сечению

Q le Qb + Qsw допускается производить расчет наклонного сечения из условия

Q1geQb1+Qsw1 (860[2]) Qb1=05middotγb1middotRbmiddotbmiddoth0 (861[2]) Qsw1=qswmiddoth0 (862[2]) Qb1=05middot09middot009middot377middot19=2901кН

То поперечная арматура (хомуты) необходима по расчету для восприятия усилия

Qsw1 = 4566 ndash 2907 = 1665 кН

22

23

Поперечная арматура учитывается в расчете если qswgeqswmin

qswmin=025γb1Rbtb (п 8133[2])

Усилие в поперечной арматуре на единицу длины равно 1

0sw

swQqh

=

1665 087619swq = = кНсмltqswmin = 025middot09middot009middot377 = 0763кНсм

w

swswsw S

ARq sdot= (859[2])

Назначая шаг хомутов Sw = 10см le 05middoth0 (8311[3]) получаем 0876 10 0292

30sw w

swsw

q SARsdot sdot

= = = см2

Rsw = 300 МПа = 30 кНсм2 Проверяем прочность сечения при действии поперечной силы Условие

прочности Q1 le Qb1 + Qsw1 Q1 = 4566 кН - поперечная сила действующая в сечение Qb1 = 2901 кН Qsw1 = qswmiddoth0

30 078 23410

sw swsw

w

R AqSsdot sdot

= = = кнсм

Qsw1 = 234middot19 = 4446кН 4566 кН lt (2901 + 4466)кН 4566 кН lt 7347 кН

Прочность обеспечена Окончательно принимаем на приопорных участках плиты по четыре каркаса

с поперечной рабочей арматурой (хомутами) расположенной с шагомSw = 10см Для 4Oslash5 В500С в одном сечении имеем Аswef = 078см2gtАsw

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы

Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)

Ared = 184148 см2 Sred = 1975656 см3 у0= 1073 см

( ) ( )

( ) ( )

3 32 2

32 2 4

146 385 459 14146 385 22 1073 05 385 459 143 05 22 107312 12

149 385 149 385 1073 05 385 727 679 1073 3 1084577312

redI

см

sdot sdot= + sdot sdot minus minus sdot + + sdot sdot sdot minus +

sdot+ + sdot sdot minus sdot + sdot sdot minus =

3

0

10845773 1010791073

redred

IW смy

= = = sup 310845773 9623581127redW см= =

24

W= 125Wred = 125middot101079 = 126349 см3 101079 549184148

red

red

Wr смA

= = =

е0 = 1073 ndash 3 = 773 см eяр = 773 + 549 = 1322 см

Потери предварительного напряжения арматуры ∆σsp1 =144 МПа ∆σsp2 = 0 ∆σsp3 = 0 ∆σsp4 = 0 Таким образом первые потери составляют ∆σsp(1) =144 МПа

∆σsp5 = 40 МПа

11 орbp

red red

Pe yPA I

σ = + (см п 23)

Р1 = 679middot (48 ndash 144) = 31614 кН еор = 773 см 231614 31614 773 0414

183643 1081529bpσ sdot= + = кНсм2 = 414 МПа

0033980161792

096==micro

( )6 2

08 727 28 414 5803775 1836431 727 0003398 1 1 08 28

1081529

spσ sdot sdot sdot∆ = =

sdot+ sdot + sdot + sdot

МПа

То полные потери равны ∆σsp(2) = 144 + 40 + 5803 = 11203МПа Если полные потери будут меньше 100МПа следует принять σsp(2)= 100МПа

Р(2) = (480 ndash 112) middot609 = 24987кН Мcrc = RbtsermiddotW+P(2)middoteяр=0135middot126349 + 2498middot1322 = 50089кНmiddotсм =

5009кНmiddotм Изгибающий момент от полной нормативной нагрузки равен

Мn = 5548 кНmiddotмgtМсrс = 5009кНsdotм Следовательно трещины в растянутой зоне от эксплуатационных нагрузок

образуются

Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси Расчет по раскрытию трещин производят из условия

acrc le acrcult (8118[2]) acrc ndash ширина раскрытия трещины от действия внешней нагрузки acrcult ndash предельно допустимая ширина раскрытия трещин (п 826[4] При-

ложение 2) Для арматуры классов А240-А600 В500C величина acrcultсоставляет

03 мм ndash при продолжительном раскрытии трещин 04 мм ndash при непродолжительном раскрытии трещин

Ширину раскрытия нормальных трещин определяют по формуле

ss

sscrc l

Ea sdotsdotsdotsdotsdot=

σψϕϕϕ 321 (8128[4])

25

где σs ndash напряжение в продольной растянутой арматуре в нормальном сечении с трещиной от соответствующей внешней нагрузки

ls ndash базовое расстояние между смежными нормальными трещинами ψs ndash коэффициент учитывающий неравномерное распределение относительных

деформаций растянутой арматуры между трещинами допускается принимать ψs =1 если при этом условие 8118[2] не удовлетворяется значение ψs следу-ет определять по формуле 8138[2]

ϕ1 ndash коэффициент учитывающий продолжительность действия нагрузки при-нимаемый равным 10 ndash при непродолжительном действии нагрузки 14 ndash при продолжительном действии нагрузки

ϕ2 ndash коэффициент учитывающий профиль продольной арматуры и равный ϕ2 = 05 ndash для арматуры периодического профиля и канатной

ϕ3 ndash коэффициент учитывающий вид напряженного состояния и для изгибаемых элементов принимаемый равнымϕ3 = 10

Для прямоугольных тавровых и двутавровых сечений значение σsдопускает-ся определять по формуле

(2)( )s

ssp

M z PA

σminus

= (412 [5])

где z ndash плечо внутренней пары сил равное z=ςh0 а коэффициент ς определя-ется по табл 42 [5] или по Приложению 18 в зависимости от следующих пара-метров

)(

0

11

)2(0 bhAa

aPM

ebh

hbb spss

ss

fff

sdot==

minus= microϕ

Ms= Mn =5548 кНм=5548 кНсм P(2)ndashусилие предварительного обжатия с учетом полных потерь равное P(2)=24987 кН Производя вычисления получаем

0

(1460 459) 385 5548 2220442 222 117459 190 24987 190

sf s

ee смh

φ minus sdot= = = = = =

sdot

Коэффициент αs1 для всех видов арматуры кроме канатной можно прини-мать равным αs1=300Rbser=30015=20

где Rbser=15 МПа Тогда

1200 679 0156459 190samicro sdot

sdot = =sdot

По табл 42 [6] или по Приложению 18 определяем ς=082 z=ςh0=082190=1558 см

2(5548 1588) 24987 1564 1564 679s кН см МПаσ minus

= = =

26

С целью недопущения чрезмерных пластических деформаций в продольной рабочей арматуре напряжения σsвней (а точнее их приращение под действием внешней нагрузки) не должны превышать (Rsserndash σsp(2)) где σsp(2)ndash величина пред-варительного напряжения арматуры с учетом полных потерь те

(2) (2) 480 112 368 sp sp sp МПаσ σ σ= minus∆ = minus =

(2)1562 ( ) 600 368 232 s s ser spМПа R МПаσ σ= lt minus = minus = Как видим полученное значение σs удовлетворяет установленному ограни-

чению В противном случае следует увеличить площадь продольной рабочей ар-матуры

Значение базового расстояния между трещинами определяют по формуле

ss

bts d

AAl 50= (8217[2]) и принимают не менее 10d и 10 см и не более 40d

и 40 см Abtndash площадь сечения растянутого бетона As ndash площадь сечения растянутой арматуры Ширину раскрытия трещин acrc принимают - при продолжительном раскрытии

acrc = acrc1(8119[2]) - при непродолжительном раскрытии

acrc = acrc1 + acrc2 ndashacrc3 (8120[2]) где acrc1 ndash ширина раскрытия трещин от продолжительного действия посто-

янных и временных длительных нагрузок acrc2 ndash ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоян-

ных и временных (длительных и кратковременных) нагрузок acrc3 - ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоян-

ных и временных длительных нагрузок Базовое расстояние между смежными нормальными трещинами определяется

по формуле

ss

bts d

AAl 50=

Здесь Abt ndash площадь сечения растянутого бетона равная Abt = byt+(bf - b)hf

гдеyt ndash высота растянутой зоны которую для прямоугольных тавровых и двутавровых сечений допускается принимать по формуле

yt = ky0 Поправочный коэффициент kучитывает неупругие деформации растянутого

бетона и для двутавровых сечений принимается равным 095 Значение y0 ndash есть высота растянутой зоны бетона определяемая как для упругого материала по приведенному сечению по формуле

)(

)2(0

serbtred

red

RP

A

Sy

+=

27

Определяем

0

2

1975656 535 095 535 508 249871841480135

459 508 (1490 459) 385 6301

t

bt

y см y см

A см

= = = sdot =+

= sdot + minus sdot =

Значение Abt принимается равным площади сечения при ее высоте в пределах не менее 2а и не более 05h(п4233 [4]) те не менее

1490385+(6-385)459=6729 см2 и не более 45911+(149-459)385=90184 см2

следовательно принимаем Abt =6729см2 Тогда 246621

096967250 =sdotsdot=sl смПринимается не более 40d и не более 40см Оконча-

тельно принимается 40 см Поскольку изгибающий момент от постоянной и временной длительной нор-

мативной нагрузок Mnl=3788кНм меньше момента образования трещин Mcrc=5009кНм то приращение напряжений в продольной рабочей арматуре от внешней нагрузки (см формулу (412[5]) будет меньше нуля В этом случае сле-дует считатьacrc1= acrc3= 0 и определять только ширину раскрытия трещин acrc2 от непродолжительного действия постоянных длительных и кратковременных нагрузок при φl=10

2 5

156410 05 10 10 40 001564 0156 2 10crca см мм= sdot sdot sdot sdot = =sdot

Это значение необходимо сопоставить с предельно допустимой шириной раскрытия трещин acrcult принимаемой из условия обеспечения сохранности ар-матуры при непродолжительном раскрытии

acrc2ltacrcult=04 мм ndash условие (826[2]) или см Приложение 2 удовлетворя-ется

Расчет прогиба плиты

Расчет изгибаемых элементов по прогибам производят из условия flefult (8139[2])

где fndash прогиб элемента от действия внешней нагрузки fult ndash значение предельно допустимого прогиба (см п 23) Полная кривизна для участков с трещинами определяется по формуле

(102)[4] без учета кривизны от непродолжительного действия усилия обжатия и кривизны вследствие усадки и ползучести бетона

321

1111

+

minus

=

rrrr

где 1

1

rndash кривизна от непродолжительного действия всей нагрузки

2

1

r ndash кривизна от непродолжительного действия постоянных и

временных длительных нагрузок

28

3

1

r ndash кривизна от продолжительного действия постоянных и вре-

менных длительных нагрузок Так как прогиб плиты ограничивается эстетико-психологическими требова-

ниями

1

1

rndash

2

1

r ndash кривизна вызванная непродолжительным действием кратко-

временной нагрузки не учитывается Таким образом кривизна в середине пролета определяется только от про-

должительного действия постоянных и длительных нагрузок те при действии изгибающего момента Мnl = 3788 кНmiddotм

Для элементов прямоугольного и таврового сечений при hfle 03h0 кривизну

допускается определять по формуле (440 [5])

redbc

nl

EhbM

r 30

1sdotsdotsdot

где ϕс ndash коэффициент определяемый по табл 45 [5] или по Приложению 15в за-висимости от параметров

( )0

bhhbb ff

f

sdotminus=ϕ μmiddotαs2 и esh0

0bhAs=micro

redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α

При определении αs2допускается принимать 1=sψ Если при этом условие flefult не удовлетворяется то расчет производят с учетом коэффициента ψs опреде-ляемого по формуле

s

crcss σ

σψ 801minus= (8138[2])

где σscrc ndash приращение напряжений в растянутой арматуре в сечении с трещиной сразу после образования нормальных трещин при М = Мcrc σs ndash то же при действии рассматриваемой нагрузки

sp

ss A

PzM )2()( minus=σ (412 [5])

sp

crccrcs A

PzM )2(

)( minus=σ

z ndash расстояние от центра тяжести арматуры расположенной в растянутой зоне сечения до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне эле-мента

Ebred ndash приведенный модуль деформации сжатого бетона принимаемый равным

redb

serbredb

RE

1

ε

=

где εb1red =28sdot10-4 при продолжительном действии нагрузки при относительной влажности воздуха окружающей среды 75 ge W ge 40(табл610[2])

)2(PM

e ss = Ms = Mnl= 3788 кНmiddotм

Р(2) ndash усилие предварительного обжатия с учетом всех потерь Р(2) = 24987 кН

Определяем величины необходимые для нахождения ϕс

29

( ) ( ) 442019945

853945146

0

=sdotsdotminus

=sdotminus

=bh

hbb fffϕ

0

679 000779459 19

sAbh

micro = = =sdot

Коэффициент приведения арматуры к бетону

redb

redss E

E

2 =α (117[4]) Еsred =

s

sEψ

(118[4]) redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α принимаем sψ = 1

Приведенный модуль деформаций сжатого бетона

53571028

0154

1

=

sdot== minus

redb

serbredb

RE

εМПа = 5357кНсм2

5

22 10 37335357sαsdot

= = μmiddotαs2= 000779∙3733 = 0291 (2)

nls

MeP

=3788 1516

24987se = = см

0

1516 079819

seh

= =

Теперь по табл 45[5] или по таблице Приложения 15 путем интерполяции находимϕс = 0603

Определяем кривизну имея все данные 5

3

1 3788 1372 10 0603 459 19 5357r см

minus= = sdotsdot sdot sdot

20

5 2

5 1 485 372 10 569 126 2845 48 ult

f lr

f см f cмminus

= sdot sdot

= sdot sdot sdot = lt =

Условие 8139[2] удовлетворяется те жесткость плиты достаточна

30

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ Для опирания пустотных панелей принимается сечение ригеля высотой hb =

45 см или hb = 60 см для опирания ребристых панелей принимается сечение риге-ля высотой hb = 60 см Ригели могут выполняться обычными или предварительно напряженными Высота сечения обычного ригеля bb lh

asymp

101

151

41 Исходные данные Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м2 перекрытия принимаются те же

что и при расчете панели перекрытия Ригель шарнирно оперт на консоли колон-ны hb = 45 см Расчетный пролет (рис 6)

l0 = lb ndash b ndash 2times20 ndash 130 = 6300 ndash 400 ndash 40 ndash 130 = 5730 мм = 573 м где lb ndash пролет ригеля в осях

b ndash размер колонны 20 ndash зазор между колонной и торцом ригеля 130 ndash размер площадки опирания Расчетная нагрузка на 1 м длины ригеля определяется с грузовой полосы

равной шагу рам в данном случае шаг рам 6 м(табл 1) Постоянная (g) - от перекрытия с учетом коэффициента надежности по ответственности зда-

нияγп = 10 gfl =gmiddotlnmiddotᵞn= 47middot60middot10 = 282 кНм

гдеln ndashшаг рам - от веса ригеля

gbn = (02middot045 + 02middot025) middot2500middot10-2 = 35 кНм где 2500 кгм3 ndash плотность железобетона С учетом коэффициента надежно-

сти по нагрузке γf = 11 и по ответственности здания γп = 10 gb = 35middot11middot10 = 385 кНм

Итого постоянная нагрузка погонная те с грузовой полосы равной шагу рамg1=gfl+ gb = 282 + 385 = 321 кНм

Временная нагрузка (V) с учетом коэффициента надежности по ответствен-ности здания γп = 10 и коэффициента сочетания (см табл1)

1

1

0604AA

ϕ = +

где А1 = 9 м2для помещений указанных в поз 1212[1] А ndash грузовая площадь ригеля А = 60times63 = 378 м2

10604 0693378

9

ϕ = + =

На коэффициент сочетания умножается нагрузка без учета перегородок V1=( Vp+ 1ϕ middot V0)middotᵞnmiddotln

V1= (06+0693middot195)middot10middot60 = 1171кНм Полная погонная нагрузка

g1 + V1 = 321 + 1171 = 438кНм

31

32

42 Определение усилий в ригеле Расчетная схема ригеля ndash однопролетная шарнирно опертая балка пролетом

l0 Вычисляем значение максимального изгибающего момента М и максимальной поперечной силы Q от полной расчетной нагрузки

( ) 2 21 1 0V 438 573 17976

8 8g l

M кН м+ sdot

= = = sdot

( )1 1 0V 438 573 12552 2

g lQ кН

+ sdot= = =

Характеристики прочности бетона и арматуры - бетон тяжелый класса В30 расчетное сопротивление при сжатии Rb = 170

МПа при растяжении Rbt= 115 МПа (табл 68[2] приложение 4) γb1 = 09 (6112[2])

- арматура продольная рабочая класса А500С диаметром 10-40 мм расчетное сопротивление Rs = 435 МПа=435Кнсм2 поперечная рабочая арматура класса А400 диаметром 6-8 мм Rsw = 280 МПа=280Кнсм2 (табл 615[2])

43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента

Определяем высоту сжатой зоны х = ξmiddoth0 где h0 ndash рабочая высота сечения ригеля ξ ndash относительная высота сжатой зоны определяемая в зависимости от αт

h0 = (hb ndash 5) = 40 см

201 hbR

M

bbm sdotsdotsdot=γ

α

М = 17081кНmiddotм = 17081кНmiddotсм Rb = 17 МПа = 17 кНсм2 b ndash ширина сечения ригеля b = 20 см

2 21 0

17980 036709 17 20 40m

b b

MR b h

αγ

= = =sdot sdot sdot sdot sdot sdot

1 1 2 1 1 2 0367 0485mξ α= minus minus = minus minus sdot = высота сжатой зоны х = ξmiddoth0 = 0485middot40 = 1938см Граница сжатой зоны проходит в узкой части сечения ригеля следовательно

расчет ведем как для прямоугольного сечения Расчет по прочности нормальных сечений производится в зависимости от со-

отношения относительной высоты сжатой зоны бетона и граничной относитель-ной высоты ξR при которой предельное состояние элемента наступает по сжатой зоне бетона одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения равного расчетному сопротивлению Rs

Значение ξR определяется по формуле

0

2

08

1

RR

s el

b

xh

ξ εε

= =+

(81[2])

где εsel ndash относительная деформация растянутой арматуры при напряжениях равных Rs

33

s

sels E

R=ε Rs = 435 МПа Еs = 2middot105МПа

εb2 ndash относительная деформация сжатого бетона при напряжениях равных Rb принимаемая равной 00035 (п 6120 [2])

00217501002

4355 =

sdot=elsε

4930

0035000217501

80=

+=Rξ

значение ξR можно определить по табл 32 [4] или по Приложению 11 тк ξltξR

площадь сечения растянутой арматуры определяется по формуле 1 0 09 17 20 0485 40 1365

435b b

ss

R b hAR

γ ξsdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot= = = см2

Если ξgtξR следует увеличить сечение ригеля или повысить класс бетона или запроектировать в сжатой зоне сжатую рабочую арматуру с площадью Аs

Если ξ = ξR = 0493 х = 0493middot40 = 1972 см те при ξ le ξR граница сжатой зо-

ны всегда проходит в узкой части сечения ригеля По найденной площади сечения растянутой арматуры по сортаменту (При-

ложение 12) подбираем 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Аsef = 1388см2 741

40201008813 =

sdotsdot

=micro

Площадь подобранной арматуры должна быть больше требуемой по расчету площади или равна ей

Можно подобрать стержни одинакового диаметра так чтобы площадь подо-бранной арматуры отличалась бы от площади требуемой арматуры незначитель-но

44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил

Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил производится на основе модели наклонных сечений [3] Ригель опирается на колонну с помощью консолей скрытых в его подрезке (рис 8) те имеет место резко изменяющаяся высота сечения ригеля на опоре При расчёте по модели наклонных сечений должны быть обеспечены проч-ность ригеля по бетонной полосе между наклонными сечениями по наклонному сечению на действие поперечной силы и изгибающего момента Для ригелей с подрезками на опорах производится расчёт по поперечной силе для наклонных сечений проходящих у опоры консоли образованной подрезкой При этом в расчётные формулы вводится рабочая высота h01короткой консоли ри-геля Таким образом в качестве расчётного принимаем прямоугольное сечение с размерами 1 20 30 b h смtimes = times в котором действует поперечная силаQ=1255 кН от полной расчётной нагрузки Рабочая высота сечения ригеля в подрезке составляет

01 27 h см= вне подрезки (у опор) 0 42 h см= в средней части пролёта 0 40 h см= При диаметре нижних стержней продольной рабочей арматуры ригеля ds=22мм с учётом требований п10312[2] назначаем поперечные стержни (хо-

34

муты) Oslash8 А400 Их шаг на приопорном участке предварительно принимаем по конструктивным соображениям 1 10 ws см= что в соответствии с п10313[2] не превышает 05h01=135см и 30 см Значения прочностных характеристик бетона класса В30 входящие в расчётные зависимости принимаем с учётом коэффици-ента условий работы 1 09bγ = Расчёт ригеля по бетонной полосе между наклонными трещинами произво-дится из условия

1 1 01b b bQ R bhϕ γle (855[2]) где 1bϕ minus коэффициент принимаемый равным 03 Проверка этого условия даёт

Q=1255 кН le 03times09times17times20times27=24786 кН те принятые размеры сечения ригеля в подрезке достаточны Проверяем требуется ли поперечная арматура по расчёту из условия

min 1 0105b b btQ Q R bhγle = (8133[2]) те Q=1255 кН gtQbmin=05times09times0115times20times27=2795 кН

поэтому расчёт поперечной арматуры необходим Находим погонное усилие в хомутах для принятых выше параметров попе-речного армирования 2101 swA см= (2Oslash8 А400) 285 swR МПа= 1 10 ws см=

11

280 101 283 10

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

Расчёт ригеля с рабочей поперечной арматурой по наклонному сечению про-изводится из условия

b swQ Q Qle + (856[2]) где b swQ Q minus поперечные силы воспринимаемые соответственно бетоном и попе-речной арматурой в наклонном сечении которые находятся по формулам

22 1 01 b b bt

bR bhQc

ϕ γ= 075sw swQ q c=

где с minus длина проекции наклонного сечения на продольную ось элемента 2bϕ minus коэффициент принимаемый равным 15 (п 8133[2])

Подставляя эти выражения в (856[2]) из условия минимума несущей спо-

собности ригеля по наклонному сечению в виде 0Qc

part=

part находим наиболее опас-

ную длину проекции наклонного сечения равную 2 2

2 1 01

1

15 09 0115 20 27 3266075 075 283

b b bt

sw

R bhc смq

ϕ γ times times times times= = =

times

35

36

которая должна быть не более 2h01 = 54 см С учётом этой величины условие (856[2]) преобразуем к виду

21 01

2

15 075

15 09 0115 20 27 075 283 3266 13863 3266

b btsw

R b hQ q сc

Q кН

γsdot sdot sdot sdotle + sdot sdot

sdot sdot sdot sdotle + sdot sdot =

1255 кН lt 13863 кН те условие прочности ригеля по наклонному сечению в подрезке при действии поперечной силы соблюдается

Необходимо также убедиться в том что принятый шаг хомутов смsw 101 = не превышает максимального шага хомутов maxws при котором ещё обеспечивается прочность ригеля по наклонному сечению между двумя соседними хомутами те

2 21 0

1 max09 0115 20 2710 1202

1255b bt

w wR b hs см s см

Qγ sdot sdot sdot sdot sdot

= lt = = asymp

Выясним теперь на каком расстоянии от опор в соответствии с характером эпюры поперечных сил в ригеле шаг поперечной арматуры может быть увеличен Примем согласно п10313[2] шаг хомутов в средней части пролёта равным

2 0075 075 40 30 ws h см= = times = что не превышает 500 мм Погонное усилие в хо-мутах для этого участка составляет

22

280 101 0942 30

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

что не меньше минимальной интенсивности этого усилия при которой попереч-ная арматура учитывается в расчёте

min 1025 025 09 0115 20 052 sw b btq R b кН смγ= = times times times asymp Очевидно что условие 1 minsw swq q для опорных участков ригеля соблюдается с ещё большим запасом При действии на ригель равномерно распределённой нагрузкиq=g1+v1 длина участка с интенсивностью усилия в хомутах 1swq принимается не менее значения

1l определяемого по формуле min

1 1bQ Q

l cq

minus= minus и не менее

40l

где minbQ minus то же что в формуле (2) но при замене 01h на рабочую высоту сечения ригеля в пролёте 0 40h см= 1с minus наиболее опасная длина проекции наклонного сечения для участка где изменяется шаг хомутов определяется по формуле (стр 34) с заменой в ней 01h на 0h а также 1swq на 2swq но не более 02 h

Тогда имеем min 05 09 0115 20 40 414 bQ кН= times times times times =

2

115 09 0115 20 40 8385

075 0942с смtimes times times times= =

times

Поскольку 1 02 80 с h см= то принимаем 1 80 c см= q=g+V=438 кНм=

37

=0438 кНсм тогда

11255 414 80 11201

0 438l смminus= minus =

В ригелях с подрезками у концов последних устанавливаются дополнитель-ные хомуты и отгибы для предотвращения горизонтальных трещин отрыва у вхо-дящего угла подрезки (рис 8) Эти хомуты и отгибы должны удовлетворять условию прочности

011

0

sin (1 )sw sw sw s inchR A R A Qh

θ+ ge minus

здесь 01 0 h h minus рабочая высота сечения ригеля соответственно в короткой консоли подрезки и вне её

Для рассматриваемого примера со сравнительно небольшим значением попе-речной силы примем дополнительные хомуты у конца подрезки в коли-честве 2Oslash12 А500С с площадью сечения 2

1 226 swA см= отгибы использовать не будем Тогда проверка условия прочности даёт

2730 226 678 1255 (1 ) 44842

кН кНtimes = gt times minus =

те установленных дополнительных хомутов достаточно для предотвращения го-ризонтальных трещин отрыва у входящего угла подрезки

Расчёт по прочности наклонного сечения проходящего через входящий угол подрезки на действие изгибающего момента производится из условия

s sw s incM M M Mle + + где М minus момент в наклонном сечении с длиной проекции laquoсraquo на продольную ось элемента Мs МswMsinc minus моменты воспринимаемые соответственно про-дольной и поперечной арматуройа также отгибами пересекаемыми рассмат-риваемым наклонным сечением относительно противоположного конца наклон-ного сечения (в отсутствии отгибов 0s incM = )

В рамках курсового проекта этот расчет не выполняется

45 Построение эпюры материалов Продольная рабочая арматура в пролете 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Пло-

щадь этой арматуры Аs определена из расчета на действие максимального изги-бающего момента в середине пролета В целях экономии арматуры по мере уменьшения изгибающего момента к опорам два стержня обрываются в пролете а два других доводятся до опор Если продольная рабочая арматура разного диа-метра то до опор доводятся два стержня большего диаметра

Площадь рабочей арматуры Аsef = 1388см2 Определяем изгибающий мо-мент воспринимаемый сечением ригеля с полной запроектированной арматурой 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С(Аs = 1388см2)

Из условия равновесия RsmiddotAs = γb1sdotRbmiddotbmiddotx гдех = ξmiddoth0

01

hbRAR

bb

efss

sdotsdotsdot

sdot=γ

ξ

38

Rs = 435 МПа = 435 кНсм2 Rb = 170 МПа = 17 кНсм2

493040207190

8813543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х = ξmiddoth0 = 0493middot40 = 1972см Изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля определяется из

условия равновесия М = RsmiddotAs(h0 ndash05х) М(2Oslash20+2Oslash22)= 435middot1388middot(40 ndash 05middot1972) = 181979кНmiddotсм = 182кНmiddotм

182кНmiddotмgt 17081кНmiddotм то есть больше действующего изгибающего момента от полной нагрузки это значит что прочность сечения обеспечена

До опоры доводятся 2Oslash22 А500С h0 = 45 ndash 3 = 42 см (см рис 9) As=76 см2

257042207190

67543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х1 = ξmiddoth0 = 0257middot42 = 108см Определяем изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля с рабо-

чей арматурой в виде двух стержней доводимых до опоры М(2Oslash22) = RsmiddotAs(2Oslash22) (h0 ndash05х1) М(2Oslash22) = 435middot76middot(42 ndash 05middot108) = 1209996кНmiddotсм =121кНmiddotм

Откладываем в масштабе на эпюре моментов полученные значения изгибаю-щих моментов М(2Oslash20+2Oslash22) и М(2Oslash22) и определяем место теоретического обрыва ра-бочей арматуры ndash это точки пересечения эпюры моментов с горизонтальной ли-нией соответствующей изгибающему моменту воспринимаемому сечением ри-геля с рабочей арматурой в виде двух стержней М(2Oslash22) (рис 10)

Эпюра моментов для этого должна быть построена точно с определением значений изгибающих моментов в

81 в

82 и в

83 пролета

Изгибающий момент в любом сечении ригеля определяется по формуле ( )

2

2xvgxRM Axsdot+

minussdot= где RA ndash опорная реакция х ndash текущая координата

( ) 0 12552A

g v lR Q

+ sdot= = = кН

При 081 lx = = 0716 м

2

18

438 07161255 0716 7862

M кН мsdot= sdot minus = sdot

При 082 lx = = 1433 м

2

28

438 14331255 1433 13482

M кН мsdot= sdot minus = sdot

39

40

При 083 lx = = 2149 м

0

2

38

438 21491255 2149 16852l

M кН мsdot= sdot minus = sdot

Длина анкеровки обрываемых стержней определяется по следующей зависи-мости

ddqQw

sw

1552

ge+= где d ndash диаметр обрываемой арматуры

Поперечная сила Q определяется графически в месте теоретического обрыва в данном случае Q = 72кН

Поперечные стержни Oslash8 А400 Rsw = 285 МПа с Аsw = 101см2 в месте теоре-тического обрыва имеют шаг 10 см

88210

011528=

sdot=

sdot=

w

swswsw S

ARq кНсм

72 5 20 2252 288

W = + sdot =sdot

см что меньше15d=1520=30 см

Принимаем W = 30 см Место теоретического обрыва арматуры можно определить аналитически

Для этого общее выражение для изгибающего момента нужно приравнять момен-ту воспринимаемому сечением ригеля с арматурой 2Oslash22 А500

М(2Oslash22) = 121кНsdotм ( ) ( ) 2 2

0 438 573 4382 2 2 2

g V l g V x xМ x x+ sdot + sdot sdot sdot

= sdot minus = sdot minus

1255х ndash 219х2 = 121 х2 ndash 573х + 553 = 0

212 2865 2865 581 2865 16365х = plusmn minus = plusmn

х1 = 1228м х2 = 553м Это точки теоретического обрыва арматуры Длина обрываемого стержня будет равна 4502ndash 1228 + 2middot03 = 3874м При-

нимаем длину обрываемого стержня 4 м Определяем аналитически величину поперечной силы в месте теоретического

обрыва арматуры ( ) ( )0

2g V l

Q g V x+ sdot

= minus + sdot

438 573 438 1228 7172

Q кНsdot= minus sdot =

Графически поперечная сила была принята 72кН с достаточной степенью точности

41

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ Для проектируемого 8-этажного здания принята сборная железобетонная ко-

лонна сечением 40times40 см Для колонн применяется тяжелый бетон классов по прочности на сжатие не

ниже В15 а для сильно загруженных ndash не ниже В25 Армируются колонны про-дольными стержнями диаметром 16 hellip40 мм из горячекатаной стали А400 А500С и поперечными стержнями преимущественно из горячекатаной стали класса А240

51 Исходные данные Нагрузка на 1 м2 перекрытия принимается такой же как и в предыдущих рас-

четах (см табл 1) Нагрузка на 1 м2 покрытия

Таблица 3 Вид нагрузки Нормативная нагруз-

ка (γf= 1) кНм2

Коэффициент надежности

по нагрузке γf

Расчетная нагрузка

(γfgt 1) кНм2 1 2 3 4

Гидроизоляционный ковер (3 слоя) 0150 13 0195 Армированная цементно-песчаная стяжка δ = 40 мм ρ = 2200 кгм3

0880 13 1144

Керамзит по уклону δ = 100 мм ρ = 600 кгм3

0600 13 0780

Утеплитель ndash минераловатные пли-ты δ = 150 мм ρ = 150 кгм3

0225 12 0270

Пароизоляция 1 слой 0050 13 0065 Многопустотная плита перекрытия с омоноличиванием швов δ = 220 мм

3400 11 3740

Постоянная нагрузка (groof) 5305 6194 Временная нагрузка ndash снеговая S = Sg 1800middot07 = 1260 ndash 1800 в том числе длительная часть снего-вой нагрузки Sl

0630 ndash 0900

Полная нагрузка (groof+ S) 6565 7994 - полная кратковременная снеговая нагрузка и коэффициент μ принимаются по СП 20133302011 или по Приложению 16

42

Материалы для колонны Бетон ndash тяжелый класса по прочности на сжатие В25 расчетное сопротивле-

ние при сжатии Rb = 145 МПа (табл 68[2] Приложение 4) Арматура minus продольная рабочая класса А500С (диаметр 16 hellip40мм) расчётное сопро-

тивление Rs = Rsc = 435 МПа (табл 614[2] Приложение 7) minus поперечная ndash класса А240

52 Определение усилий в колонне

Рассчитывается средняя колонна подвального этажа высотой hfl = 28 м Вы-сота типового этажа hflтакже равна 28 м

Грузовая площадь колонныА = 6times63 = 378 м2 Продольная сила N действующая на колонну определяется по формуле

N = γn(g +Vp + φзV0) nmiddotA + gb(n + 1) + gcol(n + 1) + γn(groof + S)A где n ndash количество этажей В нашем случае n = 8А ndash грузовая площадь g VpV0 ndash соответственно постоянная и временная нагрузки на 1 м2 перекрытия по табл 1

Согласно табл 1 g = 47 кНм2 Vp = 06кНм2V0 = 195кНм2 groof ndash постоянная нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 (groof = 6194 кНм2) S ndash полная снеговая нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 gbndash собственный вес ригеля с учетом γf и γnдлиной (63 ndash 04) = 59 м gb= 385middot59 = 2272кН 385 кНм ndash погонная нагрузка от собственного веса ригеля (см расчет риге-

ля) gcol ndash собственный вес колонны gcol = γnmiddot γf middot ρmiddot Аcolmiddothfl = 10middot11middot2500(10-2) middot04middot04middot28 = 1232 кН φ3 ndash коэффициент сочетаний (коэффициент снижения временных нагрузок в

зависимости от количества этажей) определяемый по формуле (83[1]) 1

30 404n

ϕ minusϕ = +

где φ1= 069 (см расчет ригеля) 10693 0404 0504

8ϕ minus

= + =

N = 10middot(47 +06+ 0504middot195) middot8middot378 + 2272middot (8 + 1) + 1232middot (8 + 1) + + 10middot (6194 + 18) middot378 = 251745кН

53 Расчет колонны по прочности

Расчет по прочности колонны производится как внецентренно сжатого эле-мента со случайным эксцентриситетом еа

3313040

301

=== colа he см 470600280

600=== fl

а

he см еа = 1 см

Однако расчет сжатых элементов из бетона классов В15 hellipВ35 (в нашем слу-чае В25) на действие продольной силы приложенной с эксцентриситетом е0 =

33130

== colа

he см при гибкости l0hcollt 20 допускается производить из условия

N le Nult (816[2])

43

где Nult - предельное значение продольной силы которую может воспринять элемент определяемое по формуле

Nult le ϕ(γb1RbAb + RscAstot) (817[2]) где Ab ndash площадь сечения колонны Astot ndash площадь всей продольной арматуры в сечении колонны l0 ndash расчетная длина колонны подвала с шарнирным опиранием в уровне 1-го

этажа и с жесткой заделкой в уровне фундамента Rscndash расчетное сопротивление арматуры сжатию

l0 = 07(hfl + 15 см) = 07(280 + 15) = 2065 см l0hcol =206540=516lt20 Ab=4040=1600 см2

ϕ - коэффициент принимаемый при длительном действии нагрузки по табл 81[2] или по Приложению 18 в зависимости от гибкости колонны

При l0hcol =516 коэффициент ϕ = 092

1

251745 09 145 1600092 149

435

b b b

s totsc

N R AA

R

γφminus minus sdot sdot

= = = см2

Из условия ванной сварки выпусков продольной арматуры при стыке колонн минимальный ее диаметр должен быть не менее 20 мм

Принимаем 4Oslash22 А500С Asef = 152 см2 152 100 095 021600

micro = sdot = gt тк l0hcolasymp 5

Диаметр поперечной арматуры принимаем Oslash6 А240 (из условия сварки c продольной арматурой) Шаг поперечных стержней s = 300 мм что удовлетворяет конструктивным требованиям (п10314[2]) s le 15d = 15middot22 = 330 мми s le 500 мм

Если μgt3 то шаг поперечных стержней должен быть s le 10d иs le 300 мм Армирование колонны показано на рис11

44

45

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ

61 Исходные данные Грунты основания ndash пески средней плотности условное расчётное сопротив-

ление грунта R0 = 035 МПа = 0035 кНсм2 = 350 кНм2 Бетон тяжелый класса В25 Расчетное сопротивление растяжению

Rbt = 105 МПа γb1 = 09 Арматура класса А500С Rs = 435 МПа= 435кНсм2 Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах

γm = 20 кНм3 Высоту фундамента предварительно принимаем 90см C учётом пола подвала

глубина заложения фундамента Н1 = 105 см Расчетное усилие передающееся с колонны на фундамент N = 251745кН Нормативное усилие

Nn = Nγfm = 251745115 = 218735кН где γfm = 115 ndash усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке

62 Определение размера стороны подошвы фундамента Площадь подошвы центрально нагруженного фундамента определяется по

условному давлению на грунт R0 без учета поправок в зависимости от размеров подошвы фундамента и глубины его заложения

0 1

218735 665350 20 105

n

m

NAR Hγ

= = =minus minus sdot

м2

Размер стороны квадратной подошвы фундамента 665 258a A= = = м Принимаем а = 27 м (кратно 03 м) Давление на грунт от расчетной нагрузки

2

Npa

= =251745272 = 3453кНм2 lt R0

63 Определение высоты фундамента Рабочая высота фундамента из условия продавливания

504

2

10 pR

Nhh

btb

col

++minus=

γ

0 3

25174502 05 0 2 0698 0 49809 105 10 3453

h м= minus + = minus + =sdot sdot +

Полная высота фундамента устанавливается из условий 1) продавливания Hf =(h0+005)=0498 + 005 = 0548м 2) заделки колонны в фундаменте

Hf = 15hcol + 025(м) = 15middot04 + 025 = 085 м 3) анкеровки сжатой арматуры колонны Hf = han + 025(м) Базовая длина анкеровки необходимая для передачи усилия в арматуре с

полным расчетным сопротивлением Rs на бетон определяется по формуле [3]

sbond

ssan UR

ARh =0

где As и Us ndash соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения (в нашем случае для арматуры Oslash22

As = 3801см2 Us = πd = 314middot22 = 6908 см) Rbond ndash расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном принимае-

мое равномерно распределенным по длине анкеровки

46

Rbond = γb1middotη1middotη2middotRbt где η1 ndash коэффициент учитывающий влияние вида поверхности арматуры

Для горячекатаной арматуры периодического профиля η1 = 25 η2 - коэффициент учитывающий влияние размера диаметра арматуры при-

нимаемый равным 10 ndash при диаметре продольной арматуры dsle32 мм 09 ndash при ds = 36 мм и ds = 40 мм Rbond = 09middot25middot1middot105 = 236 МПа

0435 3801 10142 236 6908anh смsdot

= =sdot

Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле[3]

efs

calsanan A

Ahh

0α=

где Ascаlи Asef ndash площади поперечного сечения арматуры соответственно требуе-мая по расчету и фактически установленная (для нашего случая Ascаl= 149 см2 Asef = 152 см2) α ndash коэффициент учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного со-стояния бетона и арматуры Для сжатых стержней периодического профиля α = 075Тогда

149075 10142 745615 2anh = sdot sdot = см

Кроме того согласно требованиям [3] фактическую длину анкеровки необ-ходимо принимать han ge 03h0an = 03middot10142 = 3043 см

han ge 15ds = 15middot20 = 30 см han ge20 см Из четырех величин принимаем максимальную длину анкеровки те han = 7456см

Следовательно из условия анкеровки арматуры Hf = 7456 + 25 = 9952см

Принимаем трехступенчатый фундамент общей высотой 100 см и с высотой ступеней 30 см и 40 см При этом ширина первой ступени а1 = 11 м а второй а2 = 18 м

Проверяем отвечает ли рабочая высота нижней ступени h03 = 40 ndash 5 = 35см условию прочности при действии поперечной силы без поперечного армирования в наклонном сечении Для единицы ширины этого сечения (b = 100 см) должно выполняться условие

Q = pl le Qbmin = 05γb1Rbth03b Поперечная сила от давления грунта

Q = pl= 05(а - a2 - 2h03)р где а - размер подошвы фундамента

h03 = 40 ndash 5 = 35см р ndash давление на грунт от расчетной нагрузки (на единицу длины) Q = 05(27 ndash18 - 2middot035) middot34533 = 3453кН Q = 3453кНltQbmin = 05middot09middot105middot103middot035middot10 = 16538кН ndash прочность обеспе-

чена

47

64 Расчет на продавливание

Проверяем нижнюю ступень фундамента на прочность против продавлива-ния

Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производится из условия (887[2]) F le Fbult где Fbult - пре-дельное усилие воспринимаемое бетоном

Fbult = γb1RbtAb

где Fminusпродавливающая сила принимаемая равной продольной силе в колонне подвального этажа на уровне обреза фундамента за вычетом нагрузки создавае-мой реактивным отпором грунта приложенным к подошве фундамента в преде-лах площади с размерами превышающими размер площадки опирания (в дан-ном случае второй ступени фундамента 2 2 18 18 a a мtimes = times ) на величину 0h во всех направлениях Ab ndash площадь расчетного поперечного сечения расположен-ного на расстоянии 05h0от границы площади приложения силы Nс рабочей высо-той сечения h0 В нашем случае h0 = h03 = 025м

Площадь Ab определяется по формуле Ab = Umiddoth03

где U ndash периметр контура расчетного сечения (см рис12а) U = (а2 + 2middot05h03) middot4 = (18 + 2middot05middot035) middot4 = 86 м

Площадь расчётного поперечного сеченияAb = 86middot035 = 301м2 Продавливающая сила равна

F=N-pA1

здесь p=3453 кНм2 minus реактивный отпор грунта A1minusплощадь основания продавливаемого фрагмента нижней ступени фундамен-

та в пределах контура расчётного поперечного сечения равная A1=(a2+205h03)2=(18+205035)2=462 м2

Проверка условия (697) [3] показывает

F=92202 кН lt 09105103301 = 284445 кН

те прочность нижней ступени фундамента против продавливания обеспече-на

48

49

65 Определение площади арматуры подошвы фундамента Подбор арматуры производим в 3-х вертикальныхсечениях фундамента

что позволяет учесть изменение параметров его расчётной схемы в качестве ко-торой принимается консольная балка загруженная действующим снизу вверх равномерно распределенным реактивным отпором грунта Для рассматривае-мых сечений вылет и высота сечения консоли будут разными поэтому выявить наиболее опасное сечение можно только после определения требуемой площади арматуры в каждом из них (см рис13)

Сечение I-I МI-I = 0125р (а ndash hcol)2middot a = 0125middot34533(27 ndash 04)2middot27 = 61654кНmiddotм Площадь сечения арматуры определяем по формуле

2

01

61654 10 165709 09 95 435

I IsI

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение II-II МII-II= 0125р(аndash а1)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 11)2middot27 = 29836кНmiddotм

2

02

29836 10 117209 09 65 435

II IIsII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение III-III МIII-III= 0125р(аndash а2)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 18)2middot27 = 944кНmiddotм

2

03

944 10 68809 09 35 435

III IIIsIII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Из трёх найденных значений подбор арматуры производим по максимально-му значению теAsmax = 1657см2

Шаг стержней принимается от 150 ммдо 300 мм (кратно 50 мм) При ширине подошвы фундамента а le 3 мминимальный диаметр стержней dmin = 10 мм при аgt3 мdmin = 12 мм

Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлени-ях арматурой из стержней Oslash14 А500с шагом 250 мм

Имеем 11Oslash14 А500С с As = 16929см2gtAsI = maxsA = 1657см2 Процент армирования μ

- в сечении I-I 11 01

16929100 100 0156 01110 95

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении II-II 22 02

16929100 100 0145 01180 65

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении III-III 33 03

16929100 100 0179 01270 35

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

Так как во всех сечениях μigtμmin=01 количество принятой арматуры оставляем без изменений В случае μiltμmin=01 диаметр принятой арматуры следует увеличить или уменьшить ее шаг

Конструкция фундамента приведена на рис13

50

51

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 СП 20133302011 Нагрузки и воздействия Актуализированная редакция СНиП 20107-85 М ГУП ЦПП 2011

2 СП 63133302012 Бетонные и железобетонные конструкции Основные положения Актуализированная редакция СНиП 52-101-2003 М ФГУП ЦПП 2004

3 ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований 4 СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные кон-

струкции М ФГУП ЦПП 2005 5 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из

тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

6 Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетон-ных конструкций из тяжелого бетона (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

52

ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Минимальный класс бетона элементов с предварительно напряженной арматурой

Таблица 4

Характеристика напрягаемой Класс бетона арматуры не ниже

Арматура классов

А540-А800

В20 А1000 В30

Арматура классов

Вр1200 Вр1300

В30 Вр1400 Вр1600 Вр1600 В20

К1400 К1500 К1600 К1700 В30

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин ndash acrсult из условия обеспечения сохранности арматуры

Таблица 5

Для элементов к которым не предъявляются требования непрониwаемости значения acrсult принимают равными

При арматуре классов

При продолжительном рас-крытии трещин мм

При непродолжительном раскрытии трещин мм

А240-А600 В500 03 04

А800А1000 Вр1200-Вр1400 К1400К1500(К-19) К1500(К-7)К1600 диаметром 12 мм

02 03

Вр1500 К1500(К-7)К1600 диамет-ром 6 и 9 мм

01 02

53

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Нормативные сопротивления бетона Rbnи Rbtn

Таблица 6

Вид сопротивления

Нормативные сопротивления бетона RbnиRbtn и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй

группы RbserиRbtser МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осевое (призменная прочность)

Rbn и Rbser

75 110 150 185 220 255 290 320 360 395 430

Растяже-ние осевое

Rbtn Rbtser 085 110 135 155 175 195 210 225 245 260 275

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Расчетные сопротивления бетона Rbи Rbt Таблица 7

Видсопротивления

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbи Rbt МПа при классе бетона

по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осе-вое(призменная прочность)

Rb

60 85 115 145 170 195 220 250 275 300 330

Растяжение осевое Rbt

056 075 090 105 115 130 140 150 160 170 180

Полностью таблицы нормативных и расчетных сопротивлений бетона см [2]

54

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения начального модуля упругости бетона Еь Таблица 8

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еьmiddot10-3 МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

190 240 275 300 325 345 360 370 380 390 395

55

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rsn

Таблица 9

Арматура классов

Номинальный диаметр арматуры мм

Нормативные значения сопротивления растяжению Rsnи расчетные значения сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы Rsser МПа

А240 6-40 240

А400 6-40 400

А500 10-40 500

А540 20-40 540

А600 10-40 600

А800 10-32 800

А1000 10-32 1000

В500 3-12 500

Вр500 3-5 500

Вр1200 8 1200

Вр1300 7 1300

Вр1400 4 5 6 1400

Вр1500 3 1500

Вр1600 3-5 1600

К1400(К-7) 15 1400

К1500(К-7) 6 9 12 1500

К1500(К-19) 14 1500

К1600 6 9 12 15 1600

К1700 6-9 1700

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 4: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

4

струкциями из профилированных листов или других негорючих материалов со слабогорючим утеплителем

Степень огне-стойкости зда-

ния

Предел огнестойкости железобетонных строительных конструкций мин не менее

Несущие элементы

здания

Наружные ненесущие

стены

Перекрытия междуэтажные

(в том числе чердачные и

над подвалами)

Элементы бесчердач-ных покрытий Лестничные клетки

настилы пли-ты (в том

числе с утеп-лителем)

фермы балки

прогоны

внутренние стены

марши и площадки лестниц

Особая R180 Е60 Е60 R180

EI120 REI 120 R180 R180 EI180 R60

I R120 Е30 REI60 RE30 R30 REI120 R60 II R90 Е15 REI45 RE15 R15 REI90 R60 III R45 Е15 REI45 RE15 R15 REI60 R45

Для зданий высотой более 100 м предел огнестойкости как правило устанавливается R240 Для зданий высотой менее 100 м предел огнестойкости устанавливается REI180 EI180 Предел огнестойкости Е60 устанавливается только для наружных стен

Цель указаний ndash содействие в проектировании несущих элементов здания В курсовом проекте требуется запроектировать основные несущие железобе-

тонные конструкции 8-16-ти этажного здания каркасной конструктивной схемы со связевым каркасом и навесными стеновыми панелями

Пространственная жесткость (геометрическая неизменяемость) здания в про-дольном и поперечном направлениях обеспечивается диафрагмами жесткости (связевая система) Методические указания включают рассмотрение следующих вопросов

minusпроектирование сборного балочного междуэтажного перекрытия включа-ющее компоновку конструктивной схемы перекрытия расчет многопустотной предварительно-напряженной плиты и ригеля

minusпроектирование колонны и отдельно стоящего фундамента В приложениях даны справочные материалы и рабочие чертежи проектируе-

мых элементов

5

КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ

В состав сборного балочного междуэтажного перекрытия входят плиты и ри-

гели опирающиеся на колонны (рис1) При компоновке сборного балочного перекрытия необходимо

minus назначить размеры сетки колонн minus выбрать направление ригелей форму и размеры их поперечного сечения minus выбрать тип и размеры плит

Сетка колонн назначается в зависимости от размеров плит и ригелей Рассто-яние между колоннами должно быть кратно 100мми принимается в пределах (48 hellip72) м

Направление ригелей может быть продольным или поперечным Это обу-словливается технико-экономическими показателями Выбор типа поперечного сечения ригелей зависит от способа опирания на них плит Высота сечения ригеля

lhb )101

151(= b где lb ndash пролет ригеля ширина его сеченияbb = 20 см или 30 см

Тип плит перекрытия выбирается по архитектурно-планировочным требова-ниям и с учётом величины действующей временной (полезной) нагрузки При временной нагрузке V le 70 кНм2 используются многопустотные плиты высота сечения которых равна (20 hellip24)см

Плиты выполняются преимущественно предварительно напряженными что позволяет получить экономию за счёт сокращения расхода стали

Количество типоразмеров плит должно быть минимальным рядовые шири-ною (12 hellip24)м связевые плиты-распорки ndash (08 hellip18)м фасадные плиты-распорки ndash (06 hellip090)м

В качестве примера в методических указаниях принято следующее minusсвязевая конструктивная схема здания с поперечным расположением риге-

лей и сеткой колонн размерами в плане 60х63 м (рис1) minus число этажей ndash 9 включая подвал minus высота этажей и подвала 28 м minus ригель таврового сечения шириною bb = 20 см и высотой

45630141

=sdot=bh см (рис2) без предварительного напряжения арматуры

(Отметим что предварительно назначенные размеры могут быть уточнены при последующем расчете и конструировании ригеля)

minus плиты многопустотные предварительно напряженные высотой 22см(рис2) (ширина рядовых плит15 м и плит-распорок 18 м)

minus колонны сечением 40х40 см minus величина временной нагрузки при расчете плиты перекрытия принимается

в двух вариантах 1 вариант ndash v = 15 кНм2 2 вариант ndash v= 45 кНм2

6

7

8

2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ

НАГРУЗКЕ V =15 кНм2 21 Исходные данные

Нагрузки на 1 м2 перекрытия Таблица 1

Вид нагрузки Нормативная нагрузка кНм2

Коэффициент надежности по нагрузке γf

Расчетная нагрузка

кНм2 1 2 3 4

Постоянная Полы ndash паркет на мастике δ = 20 мм Цементно-песчаная стяжка δ = 30 мм ( 318 кН мγ = ) Многопустотная сборная плита перекрытия с омоноличиванием швов δ = 220 мм

020

054

34

13

13

11

026

070

374

Итого постоянная нагрузка g 414 47 Временная

Перегородки δ = 120 мм (приве-денная нагрузка длительная)Vр

05 12 06

Полезная (из задания) 15 13 195 в том числе кратковременная Vsh

12

13

156

длительная Vlon 03 13 039 Итого временная нагрузка V 20 255 Временная нагрузка без учета перегородок V0

15 195

Полная нагрузка g + V 614 725 Примечание коэффициент надежности по нагрузке γf для временной (полез-

ной) нагрузки принимается 13 ndash при полном нормативном значении нагрузки менее 2 кПа (кНм2) 12 ndash при полном нормативном значении нагрузки 2 кПа (кНм2) и более [1] Нагрузка на 1 погонный метр длины плиты при номинальной её ширине 15 м

с учетом коэффициента надежности по ответственности здания γп = 10 minusрасчетная постоянная g = 47middot15middot10 = 705кНм minusрасчетная полная (g + V) = 725middot15middot10 = 1088кНм minus нормативная постоянная gп = 414middot15middot10 = 621кНм minusнормативная полная (gп + Vп) = 614middot15middot10 = 921кНм minus нормативная постоянная и длительная (gп + Vlonп) = (414 + 08) middot15middot10 =

741 кНм

Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м

9

Материалы для плиты Бетон тяжелый класса по прочности на сжатие В20 Rbn = Rbser = 150 МПа Rbtn = Rbtser = 135МПа (табл 67[2] Приложение 3) Rb = 115МПа Rbt = 09 МПа (табл 68 [2] Приложение 4) γb1 = 09 (п 6112[2]) Начальный модуль упругости бетона Еb = 275middot103МПа (табл 611 [2] При-

ложение 5) Технология изготовления плиты ndash агрегатно-поточная Плита подвергается

тепловой обработке при атмосферном давлении Натяжение напрягаемой армату-ры осуществляется электротермическим способом

Арматура minusпродольная напрягаемая класса А600

Rsn = Rsser = 600 МПа(табл 613 [2] Приложение 6) Rs = 520 МПа (табл 614 [2] Приложение 7) Еs = 20 middot105МПа (пункт 6212 [2])

minus ненапрягаемая класса В500 Rs = 435 МПа (табл 619 [2] Приложение 7) Rsw = 300МПа(табл 615 [2] Приложение 8)

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы

Определение внутренних усилий Расчетный пролет плиты в соответствии с рис2

ммll 695)310(2090

20900100101010060 =minus=minusminusminusminusminusminus=

Поперечное конструктивное сечение плиты заменяется эквивалентным двутавро-вым сечением (рис3) Размеры сечения плитыh = 22 см

h0 = h ndash a = 22 ndash 3 = 19 см fhprime =hf = (22 ndash 159) middot05 = 305 см bf = 149 см fbprime = 149 ndash 3 = 146 см b = 149 ndash 159middot7 = 377 см Плита рассчитывается как однопролетная шарнирно-опертая балка загру-

женная равномерно-распределенной нагрузкой (рис4) Усилия от расчетной полной нагрузки minus изгибающий момент в середине пролета

( )мкН

lgM sdot=

sdot=

+= 0344

86958810

8V 22

0

minus поперечная сила на опорах ( )

кНlg

Q 95302

69588102V 0 =

sdot=

+=

Усилия от нормативной нагрузки (изгибающие моменты) minus полной

( )мкН

lgM nn

n sdot=sdot

=+

= 27378

6952198V 22

0

minus постоянной и длительной

10

( )мкН

lgM nlonn

nl sdot=sdot

=+

= 99298

6954178V 22

0

Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего

момента При расчете по прочности расчетное поперечное сечение плиты принимается

тавровым с полкой в сжатой зоне (свесы полок в растянутой зоне не учитывают-ся)

При расчете принимается вся ширина верхней полки fbprime = 146 см так как

146 377 1 15415 578 9632 2 6 6

fb bl см

prime minus minus= = = sdot =

где l ndash конструктивный размер плиты Положение границы сжатой зоны определяется из условия

1 0( 05 )fx h b b f f fM M R b h h hγprime= prime prime primele = sdot sdot minus

где М ndash изгибающий момент в середине пролета от полной нагрузки (g + V)

fx hM prime= minus момент внутренних сил в нормальном сечении плиты при котором нейтральная ось проходит по нижней грани сжатой полки Rb ndash расчетное сопротивление бетона сжатию остальные обозначения приняты в соответствии с рис3

Если это условие выполняется граница сжатой зоны проходит в полке и площадь растянутой арматуры определяется как для прямоугольного сечения ши-риной равной fbprime

4403 кНmiddotсмle 09middot115middot146middot305(19 ndash 05middot305) = 8054кНmiddotсм Rb = 115 МПа = 115 кНсм2

4403 кНmiddotмlt 8054 кНmiddotм ndash условие выполняется те расчет ведем как для пря-моугольного сечения Далее определяем

2 21 0

4403 008109 115 146 19m

b b f

MR b h

αγ

= = =primesdot sdot sdot sdot sdot sdot

minussdot=

21 ξξαm 1 1 2 0077 00843ξ = minus minus sdot =

0hx

=ξ minus относительная высота сжатой зоны бетона должно выполняться

условие ξ le ξR где ξR ndash граничная относительная высота сжатой зоны Значение ξRопределяется по формуле

0

2

08

1

RR

s el

b

xh

ξ εε

= =+

(32 [4])

где εsel ndash относительная деформация арматуры растянутой зоны вызванная внеш-ней нагрузкой при достижении в этой арматуре напряжения равного Rs εb2 ndash относительная деформация сжатого бетона при напряжениях равных Rb принимаемая равной 00035 (п 6120[2])

11

Для арматуры с условным пределом текучести значение εsel определяется по формуле

400 s sps el

s

RE

σε

+ minus=

(арматура А600 имеет словный предел текучести) (п 916[2]) где σsp ndash предварительное напряжение в арматуре с учетом всех потерь и ко-

эффициентом γsp = 09 Предварительное напряжение арматуры σsp принимают не более 09Rsn для

горячекатаной и термомеханически упрочненной арматуры (А600) и не более 08Rsnдля холоднодеформированной арматуры и арматурных канатов (911[2])

Принимаем σsp = 08Rsn = 08middot600 = 480 МПа При проектировании конструкций полные суммарные потери следует прини-

мать не менее 100 МПа (п 2239 [4]) ∆σsp(2)j = 100 МПа При определении εsel

σsp = 09middot480 - 100 = 332 МПа

0029401002

3324005205 =

sdotminus+

=elsε 4350

003500029401

80=

+=Rξ ξ le ξR

Площадь сечения арматуры определяем по формуле 1 0

b b f

sp efs

R b hA

Rγ ξsdot sdot sdot sdot

=

Если соблюдается условие ξ le ξR расчетное сопротивление напрягаемой ар-матуры Rs допускается умножать на коэффициент условий работыγs3 учитываю-щий возможность деформирования высокопрочных арматурных сталей при напряжениях выше условного предела текучести и определяемый по формуле

112502513 leminus=R

s ξξγ (32 [5])

ЕслиRξξ lt06 что для плит практически всегда соблюдается можно принимать

максимальное значение этого коэффициента те γs3 = 11 2

2

09 115 146 00843 19 4 23 11 52

520 52

sp ef

s

A см

R МПа кН см

sdot sdot sdot sdot= =

sdot

= =

Принимаем 6Oslash10 А600 Аspef = 471 см2 Напрягаемые стержни должны располагаться симметрично и расстояние

между ними должно быть не более 400 мм и не более 15h при hgt 150 мм (п 1038[2])

Расчет по прочности при действии поперечной силы Поперечная сила от полной нагрузки Q = 3095 кН Расчет предварительно напряженных элементов по сжатой бетонной полосе

между наклонными сечениями производят из условия Q le φb1middotγb1middotRbmiddotbmiddoth0 (855 [2])

φb1 - коэффициент принимаемый равным 03 (п 8132 [2])

12

b - ширина ребра b = 377 см Qle 03middot09middot115middot377middot19 = 2224 3095 кН lt 2224 кН

Расчет предварительно напряженных изгибаемых лементов по наклонному сечению производят из условия

Q le Qb + Qsw (856[2]) Q - поперченная сила в наклонном сечение Qb - поперечная сила воспринимаемая бетоном в наклонном сечении Qsw - поперечная сила воспринимаемая поперечной арматурой в наклонном

сечении 2 1 0 b b bt

bR b hQc

γϕ sdot sdot sdot sdot= принимаем не более 025middotγb1middotRbtmiddotbmiddoth0 и не

менее 05middotγb1middotRbtmiddotbmiddoth0 φb2 - коэффициент принимаемый равным 03 (п 8133 [2]) Rbt = 09 МПа = 009 кНсм2 Qb = 05γb1middotRbtmiddotbmiddoth0 = 05middot09middot009middot377middot19 = 2901кН Действующая в сечении поперченная сила Q = 3095 кН gt 2901 кН следова-

тельно необходимо установка поперечной арматуры по расчету (Если поперечная сила действующая в сечение меньше чем Qbmin то поперечную арматуру можно не устанавливать

Допускается производить расчет прочности наклонного сечения из условия Q1geQb1+Qsw1 (860[2]) Qb1=05middotγb1middotRbmiddotbmiddoth0 (861[2]) Qsw1=qswmiddoth0 (862[2]) Qb1=Qbmin=2901кН Qsw1=Q1-Qb1=3095 - 2901=194кН qsw=Qsw1h0=19419=0102 кНсм поперченая арматура учиты-

вается в расчете если qsw ge qswmin qswmin=025middotγb1middotRbtmiddotb=025middot09middot009middot377=0763 кНсм

Принимаем qsw = qswmin=0763 кНсм sw sw

sww

R Aqs

= (859[2])

Назначаем шаг хомутов sw=10см le 05h0 (п 10313[2]) получаем 20763middot10 0254

30sw w

swsw

q SA смR

= = = Rsw = 300 МПа = 30 кНсм2

Принимаем на приопорных участках плиты по четыре каркаса длинной рав-ной 14 продольного размера плиты с поперечной рабочей арматурой располо-женной с шагом Sw = 10 см Для 4Oslash4B500C в одном сечение имеем

Aswef = 05см2 gt Asw проверяем прочность сечения 230middot05 1510

swq см= =

Qsw1=15middot19 = 285 Q1 lt Qb1 + Qsw1 3095кН lt 2901кН+285кН

3095кН lt 5751кН так как условие выполняется то прочность по наклонно-му сечению обеспечена

13

14

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы Геометрические характеристики приведенного сечения

Круглое очертание пустот заменим эквивалентным квадратным со стороной с = 09d = 09middot159 = 143 см

Размеры расчетного двутаврового сечения толщина полок fhprime = hf= (22 ndash 143)middot05 = 385 см ширина ребраb = 146 ndash 143middot7 = 459 см

ширина полок fbprime = 146 см bf= 149 см Определяем геометрические характеристики приведенного сечения

27710527

1023

5

=sdot

sdot==

b

s

EEα

Площадь приведенного сечения Ared = A + αAs = f fb hprime primesdot + bfmiddothf+ bmiddotс + αAsp = (146 + 149)middot385 + 459middot143 +

+727middot471 = 18264 см2 А = 179216 см2 ndash площадь сечения бетона Статический момент приведенного сечения относительно нижней грани Sred= f fb hprime primesdot ( hndash 05 fhprime ) + bfmiddot hfmiddot05hfmiddot + bmiddotсmiddot05h +αmiddotAspmiddotа = = 146middot385middot(22 ndash 05middot385) +149middot385middot05middot385 + 459middot143middot05middot22 +

+ 727middot471middot3 = 197112 см3 Удаление центра тяжести сечения от его нижней грани

смASу

red

red 810791041826219711

0 asymp===

Момент инерции приведенного сечения относительно его центра тяжести

( ) ( )

( ) ( ) ( )

( )

3 332 20 0

32 2 20 0

3 32

( )05 05

12 12 12146 38505 146 385 22 108 05 385

12459 143 149 385459 143 05 22 108 149 385 108 05

12 12

f f f fred f f f

f f f sp

b h b hbcI b h h y h b c h y

b h y h A y aα

prime prime sdotprime prime prime= + sdot sdot minus minus + + sdot sdot minus + +

sdot+ sdot sdot minus + sdot minus = + sdot sdot minus minus sdot +

sdot sdot+ + sdot sdot sdot minus + + sdot sdot minus sdot( )

( )

2

2 4

385

727 471 108 3 1082368 см

+

+ sdot sdot minus =

Момент сопротивления приведенного сечения по нижней грани 3

0

910021810

8108236 смy

IW redred ===

То же по верхней грани sup 3

0

9664redred

IW смh y

= =minus

Расчет предварительно напряженных изгибаемых элементов по раскрытию трещин производят в тех случаях когда соблюдается условие

М gt Mcrc (8116[2]) М ndash изгибающий момент от внешней нагрузки (нормативной)

15

Mcrc ndash изгибающий момент воспринимаемый нормальным сечением элемента при образовании трещин и равный

Mcrc = RbtsermiddotWpl + Pmiddoteяр (936[2]) Wplndash момент сопротивления приведенного сечения для крайнего растянутого

волокна eяр = еор + r ndash расстояние от точки приложения усилия предварительного об-

жатия до ядровой точки наиболее удаленной от растянутой зоны еор ndash то же до центра тяжести приведенного сечения r ndash расстояние от центра тяжести приведенного сечения до ядровой точки Wpl= 125Wred для двутаврового симметричного сечения (табл41[6]) Р ndash усилие предварительного обжатия с учетом потерь предварительного

напряжения в арматуре соответствующих рассматриваемой стадии работы эле-мента Определяем

смAWr

red

red 49541826910021===

еoр = у0 ndash а = 108 ndash 3 = 78 см eяр = 78 + 549 = 1329 см Wpl = 125middot100219 = 125274 см3

16

Потери предварительного напряжения арматуры Первые потери предварительного напряжения включают потери от релакса-

ции напряжений в арматуре потери от температурного перепада при термической обработке конструкций потери от деформации анкеров и деформации формы (упоров)

Вторые потери предварительного напряжения включают потери от усадки и ползучести бетона при натяжении арматуры на упоры (п 9112[2])

Потери от релаксации напряжений арматуры ∆σsp1 определяют для арматуры классов А600-А1000 при электротермическом способе натяжения в соответствии с п 91[2]

∆σsp1 = 003σsp = 003middot480 = 144 МПа Потери от температурного перепада при агрегатно-поточной технологии

принимаются равными 0 ∆σsp2 = 0 Потери от деформации формы при электротермическом способе натяжения

арматуры не учитывают ∆σsp3 = 0 Потери от деформации анкеров при электротермическом способе натяжения

арматуры не учитывают ∆σsp4 = 0 Первые потери

∆σsp(1) =∆σsp1 + ∆σsp2 + ∆σsp3 + ∆σsp4 = 144 МПа Потери от усадки бетона

∆σsp5 = εbshmiddotEs εbsh ndash деформации усадки бетона значения которых можно принимать в зави-

симости от класса бетона равными 000020 ndash для бетона классов В35 и ниже 000025 ndash для бетона класса В40 000030 ndash для бетона классов В45 и выше ∆σsp5 = 00002middot2middot105 = 40 МПа Потери от ползучести бетона ∆σsp6 определяются по формуле

( )crbred

redsjspj

bpjcrbsp

IAy

2

6

80111

80

ϕαmicro

σαϕσ

+sdot

sdot++

sdot=∆

где φbcr ndash коэффициент ползучести бетона определяемый согласно п 6116[2] или по Приложению 15 Принимаем φbcr = 28 σbpj ndash напряжение в бетоне на уровне центра тяжести рассматриваемой j ndash ой группы стержней напрягаемой арматуры

(1) (1) opbp

red red

P P e yA I

σ = +

Р(1) ndash усилие предварительного обжатия с учетом только первых потерь еор ndash эксцентриситет усилия Р(1) относительно центра тяжести приведенного сече-ния yndash расстояние от центра тяжести приведенного сечения до рассматриваемого во-локна y = еор + 3(см)

b

s

EE

17

μspj ndash коэффициент армирования равный AspjA гдеА ndash площадь поперечного сече-ния элемента Aspj ndash площадь рассматриваемой группы стержней напрягаемой ар-матуры

Р(1) = Asp(σsp ndash ∆σsp(1)) σsp = 480 МПа = 48 кНсм2 ∆σsp(1) = 144МПа = 144кНсм2 Р(1) = 471(48 ndash 144) = 2193 кН еор = 78 см y=108см

2193 2193 78 108 029118264 1082368bpσ sdot sdot

= + = кНсм2 = 29МПа

σbplt09Rbp Rbp =10 МПа А = 179216 см2 0026280

161792714

==micro

( )6 2

08 727 28 29 419778 182641 727 0002628 1 1 08 28

1082368

spσ sdot sdot sdot∆ = =

sdot+ sdot + sdot + sdot

МПа

Полное значение первых и вторых потерь

( ) sum=

=

∆=∆6

12

i

ispisp σσ

(912[2])

∆σsp(2) = 144 + 40 + 4197 = 9637МПа При проектировании конструкции полные суммарные потери для арматуры

расположенной в растянутой при эксплуатации зоне сечения элемента следует принимать не менее 100МПа (п 9110[2]) поэтому принимаем ∆σsp(2) = 100 МПа

После того как определены суммарные потери предварительного напряже-ния арматуры можно определить Мcrc

(2)P = (σsp ndash ∆σsp(2))middotAsp

(2)P ndash усилие предварительного обжатия с учетом полных потерь

(2)P = (480 ndash 100) middot471 = 17898 кН Мcrc = 0135middot125274 + 17898middot1329 = 40698кНmiddotсм = 4070кНmiddotм Так как изгибающий момент от полной нормативной нагрузки

Мn = 3727 кНmiddotм меньше чем Мcrc =4070кНmiddotм то трещины в растянутой зоне от эксплуатационных нагрузок не образуются

Расчет прогиба плиты

Расчет изгибаемых элементов по прогибам производят из условия f le fult (8139 [2])

где f ndash прогиб элемента от действия внешней нагрузки fult ndash значение предельно допустимого прогиба При действии постоянных длительный и кратковременных нагрузок прогиб

балок или плит во всех случаях не должен превышать 1200 пролета Для свободно опертой балки максимальный прогиб определяют по формуле

max

2 1

=

rSlf

18

где S ndash коэффициент зависящий от расчетной схемы и вида нагрузки при действии равномерно распределенной нагрузки S = 548 при двух равных момен-тах по концам балки от силы обжатия ndash S = 18

max

1

r ndash полная кривизна в сечении с наибольшим изгибающим моментом от

нагрузки при которой определяется прогиб Полную кривизну изгибаемых элементов определяют для участков без тре-

щин в растянутой зоне по формуле

321

1111

minus

+

=

rrrr

где1

1

rndash кривизна от непродолжительного действия кратковременных нагру-

зок

2

1

rndash кривизна от продолжительного действия постоянных и длительных

нагрузок

3

1

rndash кривизна от непродолжительного действия усилия предварительно-

го обжатия Р(1)вычисленного с учётом только первых потерь те при действии момента (1) 0 pM P e= sdot

Кривизну элемента на участке без трещин определяют по формуле

redb IEM

r sdot=

1

1

где М ndash изгибающий момент от внешней нагрузки или момент усилия пред-варительного обжатия относительно оси проходящей через центр тяжести приве-денного сечения

Ired ndash момент инерции приведенного сечения Eb1 ndash модуль деформации сжатого бетона определяемый по формуле

crb

bb

EE

1 1 ϕ+=

гдеφbcr ndash коэффициент ползучести бетона принимаемый minus 018b crϕ = minus при непродолжительном действии нагрузки minus по табл612[2] или по Приложению15 в зависимости от класса бетона на сжатие и относительной влажности воздуха окружающей среды minus при продолжительном действии нагрузки minus при непродолжительном действии нагрузки Eb1=085Eb (8146[2]) Прогиб определяется с учетом эстетико-психологических требований те от

действия только постоянных и временных длительных нагрузок [1]

2 1

1 nl

b red

Mr E I

= sdot

nlM ndash изгибающий момент от продолжительного действия постоянных и дли-тельных нагрузок равный Мnl = 299 кНmiddotм (см п22)

19

33

1 102478310527

821sdot=

sdot=

+= b

bEE МПа = 724middot102кНсм2

52

2

1 2999 13827 10724 10 1082368r см

minus = = sdot sdot sdot

В запас жёсткости плиты оценим её прогиб только от постоянной и длитель-

ной нагрузок (без учёта выгиба от усилия предварительного обжатия) 5 25( 3827 10 ) 569 129 2845

48f см смminus= sdot sdot sdot = lt

Допустимый прогиб f = (1200)l = 569200 = 2845 см Так как f lt f ult можно выгиб в стадии изготовления не учитывать

20

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО

НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2

31 Исходные данные

Постоянная нагрузка та же что при расчете плиты перекрытия на действие нагрузки V =15 кНм2 (см п 21)

Нагрузки на 1м2 перекрытия Таблица 2

Вид нагрузки Нормативная нагрузка кНм2

Коэф-т надежности по нагрузке

γf

Расчетная нагрузка

кНм2

1 2 3 4 Постоянная нагрузка g 414 47

Временная Перегородки δ = 120 мм (при-веденная нагрузка длитель-ная) V p

05 12 06

Полезная (из задания) 45 12 54 в том числе кратковременная Vsh

29

12

348

длительная V lon 16 12 192 Итого временная нагрузка V 50 60 Временная нагрузка без учета перегородок V 0

45 54

Полная нагрузка g + V 914 107

Нагрузка на 1 погонный метр длины плиты при номинальной ее ширине 15м - расчетная постоянная g = 47middot15middot10 = 705 кНм - расчетная полная (g + V) = 107middot15middot10 = 1605 кНм - нормативная постоянная gп = 414middot15middot10 = 621 кНм - нормативная полная (gп + Vп) = 914middot15middot10 = 1371 кНм - нормативная постоянная и длительная (gп + Vlonп) = (414 + 21)middot15middot10 =

936 кНм

32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы

Определение внутренних усилий Материалы для плиты расчетный пролет и поперечное сечение те же что в

пункте 21 Усилия от расчетной полной нагрузки

( ) 2 20V 1605 569 6496

8 8g l

M кН м+ sdot sdot

= = = sdot

21

( ) 0V 1605 569 45662 2

g lQ кН

+ sdot sdot= = =

Усилия от нормативной нагрузки - полной

( ) 2 20V 1371 569 5548

8 8n n

п

g lM кН м

+ sdot= = = sdot

- постоянной и длительной ( ) 2 2

0 936 569 37888 8

n lon nn

g V lM кН м

+ sdot= = = sdot

Расчет по прочности на действие изгибающего момента

2 21 0

6496 011909 115 146 19m

b b f

MR b h

αγ

= = =sdot sdot sdot sdot sdot sdot

1 1 2 1 1 2 0119 01280435( 22)

m

R см пξ αξ= minus minus = minus minus sdot =

=

012 0277 060435R

ξξ

= = lt γs3 = 11

3

01

ss

fbbsp R

hbRA

γξγ sdotsdotsdotsdot

=

2

2

09 115 146 0128 19 642 11 52

520 52

sp

s

A см

R МПа кН см

sdot sdot sdot sdot= =

sdot

= =

Принимаем 6Oslash12А600 Аspef = 679 см2

Расчет по прочности при действии поперечной силы

Условие прочности по бетонной полосе между наклонными сечениями удо-влетворяется

4566 кНlt 22240кН(см п 22) Условие прочности по наклонному сечению

Q le Qb + Qsw допускается производить расчет наклонного сечения из условия

Q1geQb1+Qsw1 (860[2]) Qb1=05middotγb1middotRbmiddotbmiddoth0 (861[2]) Qsw1=qswmiddoth0 (862[2]) Qb1=05middot09middot009middot377middot19=2901кН

То поперечная арматура (хомуты) необходима по расчету для восприятия усилия

Qsw1 = 4566 ndash 2907 = 1665 кН

22

23

Поперечная арматура учитывается в расчете если qswgeqswmin

qswmin=025γb1Rbtb (п 8133[2])

Усилие в поперечной арматуре на единицу длины равно 1

0sw

swQqh

=

1665 087619swq = = кНсмltqswmin = 025middot09middot009middot377 = 0763кНсм

w

swswsw S

ARq sdot= (859[2])

Назначая шаг хомутов Sw = 10см le 05middoth0 (8311[3]) получаем 0876 10 0292

30sw w

swsw

q SARsdot sdot

= = = см2

Rsw = 300 МПа = 30 кНсм2 Проверяем прочность сечения при действии поперечной силы Условие

прочности Q1 le Qb1 + Qsw1 Q1 = 4566 кН - поперечная сила действующая в сечение Qb1 = 2901 кН Qsw1 = qswmiddoth0

30 078 23410

sw swsw

w

R AqSsdot sdot

= = = кнсм

Qsw1 = 234middot19 = 4446кН 4566 кН lt (2901 + 4466)кН 4566 кН lt 7347 кН

Прочность обеспечена Окончательно принимаем на приопорных участках плиты по четыре каркаса

с поперечной рабочей арматурой (хомутами) расположенной с шагомSw = 10см Для 4Oslash5 В500С в одном сечении имеем Аswef = 078см2gtАsw

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы

Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)

Ared = 184148 см2 Sred = 1975656 см3 у0= 1073 см

( ) ( )

( ) ( )

3 32 2

32 2 4

146 385 459 14146 385 22 1073 05 385 459 143 05 22 107312 12

149 385 149 385 1073 05 385 727 679 1073 3 1084577312

redI

см

sdot sdot= + sdot sdot minus minus sdot + + sdot sdot sdot minus +

sdot+ + sdot sdot minus sdot + sdot sdot minus =

3

0

10845773 1010791073

redred

IW смy

= = = sup 310845773 9623581127redW см= =

24

W= 125Wred = 125middot101079 = 126349 см3 101079 549184148

red

red

Wr смA

= = =

е0 = 1073 ndash 3 = 773 см eяр = 773 + 549 = 1322 см

Потери предварительного напряжения арматуры ∆σsp1 =144 МПа ∆σsp2 = 0 ∆σsp3 = 0 ∆σsp4 = 0 Таким образом первые потери составляют ∆σsp(1) =144 МПа

∆σsp5 = 40 МПа

11 орbp

red red

Pe yPA I

σ = + (см п 23)

Р1 = 679middot (48 ndash 144) = 31614 кН еор = 773 см 231614 31614 773 0414

183643 1081529bpσ sdot= + = кНсм2 = 414 МПа

0033980161792

096==micro

( )6 2

08 727 28 414 5803775 1836431 727 0003398 1 1 08 28

1081529

spσ sdot sdot sdot∆ = =

sdot+ sdot + sdot + sdot

МПа

То полные потери равны ∆σsp(2) = 144 + 40 + 5803 = 11203МПа Если полные потери будут меньше 100МПа следует принять σsp(2)= 100МПа

Р(2) = (480 ndash 112) middot609 = 24987кН Мcrc = RbtsermiddotW+P(2)middoteяр=0135middot126349 + 2498middot1322 = 50089кНmiddotсм =

5009кНmiddotм Изгибающий момент от полной нормативной нагрузки равен

Мn = 5548 кНmiddotмgtМсrс = 5009кНsdotм Следовательно трещины в растянутой зоне от эксплуатационных нагрузок

образуются

Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси Расчет по раскрытию трещин производят из условия

acrc le acrcult (8118[2]) acrc ndash ширина раскрытия трещины от действия внешней нагрузки acrcult ndash предельно допустимая ширина раскрытия трещин (п 826[4] При-

ложение 2) Для арматуры классов А240-А600 В500C величина acrcultсоставляет

03 мм ndash при продолжительном раскрытии трещин 04 мм ndash при непродолжительном раскрытии трещин

Ширину раскрытия нормальных трещин определяют по формуле

ss

sscrc l

Ea sdotsdotsdotsdotsdot=

σψϕϕϕ 321 (8128[4])

25

где σs ndash напряжение в продольной растянутой арматуре в нормальном сечении с трещиной от соответствующей внешней нагрузки

ls ndash базовое расстояние между смежными нормальными трещинами ψs ndash коэффициент учитывающий неравномерное распределение относительных

деформаций растянутой арматуры между трещинами допускается принимать ψs =1 если при этом условие 8118[2] не удовлетворяется значение ψs следу-ет определять по формуле 8138[2]

ϕ1 ndash коэффициент учитывающий продолжительность действия нагрузки при-нимаемый равным 10 ndash при непродолжительном действии нагрузки 14 ndash при продолжительном действии нагрузки

ϕ2 ndash коэффициент учитывающий профиль продольной арматуры и равный ϕ2 = 05 ndash для арматуры периодического профиля и канатной

ϕ3 ndash коэффициент учитывающий вид напряженного состояния и для изгибаемых элементов принимаемый равнымϕ3 = 10

Для прямоугольных тавровых и двутавровых сечений значение σsдопускает-ся определять по формуле

(2)( )s

ssp

M z PA

σminus

= (412 [5])

где z ndash плечо внутренней пары сил равное z=ςh0 а коэффициент ς определя-ется по табл 42 [5] или по Приложению 18 в зависимости от следующих пара-метров

)(

0

11

)2(0 bhAa

aPM

ebh

hbb spss

ss

fff

sdot==

minus= microϕ

Ms= Mn =5548 кНм=5548 кНсм P(2)ndashусилие предварительного обжатия с учетом полных потерь равное P(2)=24987 кН Производя вычисления получаем

0

(1460 459) 385 5548 2220442 222 117459 190 24987 190

sf s

ee смh

φ minus sdot= = = = = =

sdot

Коэффициент αs1 для всех видов арматуры кроме канатной можно прини-мать равным αs1=300Rbser=30015=20

где Rbser=15 МПа Тогда

1200 679 0156459 190samicro sdot

sdot = =sdot

По табл 42 [6] или по Приложению 18 определяем ς=082 z=ςh0=082190=1558 см

2(5548 1588) 24987 1564 1564 679s кН см МПаσ minus

= = =

26

С целью недопущения чрезмерных пластических деформаций в продольной рабочей арматуре напряжения σsвней (а точнее их приращение под действием внешней нагрузки) не должны превышать (Rsserndash σsp(2)) где σsp(2)ndash величина пред-варительного напряжения арматуры с учетом полных потерь те

(2) (2) 480 112 368 sp sp sp МПаσ σ σ= minus∆ = minus =

(2)1562 ( ) 600 368 232 s s ser spМПа R МПаσ σ= lt minus = minus = Как видим полученное значение σs удовлетворяет установленному ограни-

чению В противном случае следует увеличить площадь продольной рабочей ар-матуры

Значение базового расстояния между трещинами определяют по формуле

ss

bts d

AAl 50= (8217[2]) и принимают не менее 10d и 10 см и не более 40d

и 40 см Abtndash площадь сечения растянутого бетона As ndash площадь сечения растянутой арматуры Ширину раскрытия трещин acrc принимают - при продолжительном раскрытии

acrc = acrc1(8119[2]) - при непродолжительном раскрытии

acrc = acrc1 + acrc2 ndashacrc3 (8120[2]) где acrc1 ndash ширина раскрытия трещин от продолжительного действия посто-

янных и временных длительных нагрузок acrc2 ndash ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоян-

ных и временных (длительных и кратковременных) нагрузок acrc3 - ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоян-

ных и временных длительных нагрузок Базовое расстояние между смежными нормальными трещинами определяется

по формуле

ss

bts d

AAl 50=

Здесь Abt ndash площадь сечения растянутого бетона равная Abt = byt+(bf - b)hf

гдеyt ndash высота растянутой зоны которую для прямоугольных тавровых и двутавровых сечений допускается принимать по формуле

yt = ky0 Поправочный коэффициент kучитывает неупругие деформации растянутого

бетона и для двутавровых сечений принимается равным 095 Значение y0 ndash есть высота растянутой зоны бетона определяемая как для упругого материала по приведенному сечению по формуле

)(

)2(0

serbtred

red

RP

A

Sy

+=

27

Определяем

0

2

1975656 535 095 535 508 249871841480135

459 508 (1490 459) 385 6301

t

bt

y см y см

A см

= = = sdot =+

= sdot + minus sdot =

Значение Abt принимается равным площади сечения при ее высоте в пределах не менее 2а и не более 05h(п4233 [4]) те не менее

1490385+(6-385)459=6729 см2 и не более 45911+(149-459)385=90184 см2

следовательно принимаем Abt =6729см2 Тогда 246621

096967250 =sdotsdot=sl смПринимается не более 40d и не более 40см Оконча-

тельно принимается 40 см Поскольку изгибающий момент от постоянной и временной длительной нор-

мативной нагрузок Mnl=3788кНм меньше момента образования трещин Mcrc=5009кНм то приращение напряжений в продольной рабочей арматуре от внешней нагрузки (см формулу (412[5]) будет меньше нуля В этом случае сле-дует считатьacrc1= acrc3= 0 и определять только ширину раскрытия трещин acrc2 от непродолжительного действия постоянных длительных и кратковременных нагрузок при φl=10

2 5

156410 05 10 10 40 001564 0156 2 10crca см мм= sdot sdot sdot sdot = =sdot

Это значение необходимо сопоставить с предельно допустимой шириной раскрытия трещин acrcult принимаемой из условия обеспечения сохранности ар-матуры при непродолжительном раскрытии

acrc2ltacrcult=04 мм ndash условие (826[2]) или см Приложение 2 удовлетворя-ется

Расчет прогиба плиты

Расчет изгибаемых элементов по прогибам производят из условия flefult (8139[2])

где fndash прогиб элемента от действия внешней нагрузки fult ndash значение предельно допустимого прогиба (см п 23) Полная кривизна для участков с трещинами определяется по формуле

(102)[4] без учета кривизны от непродолжительного действия усилия обжатия и кривизны вследствие усадки и ползучести бетона

321

1111

+

minus

=

rrrr

где 1

1

rndash кривизна от непродолжительного действия всей нагрузки

2

1

r ndash кривизна от непродолжительного действия постоянных и

временных длительных нагрузок

28

3

1

r ndash кривизна от продолжительного действия постоянных и вре-

менных длительных нагрузок Так как прогиб плиты ограничивается эстетико-психологическими требова-

ниями

1

1

rndash

2

1

r ndash кривизна вызванная непродолжительным действием кратко-

временной нагрузки не учитывается Таким образом кривизна в середине пролета определяется только от про-

должительного действия постоянных и длительных нагрузок те при действии изгибающего момента Мnl = 3788 кНmiddotм

Для элементов прямоугольного и таврового сечений при hfle 03h0 кривизну

допускается определять по формуле (440 [5])

redbc

nl

EhbM

r 30

1sdotsdotsdot

где ϕс ndash коэффициент определяемый по табл 45 [5] или по Приложению 15в за-висимости от параметров

( )0

bhhbb ff

f

sdotminus=ϕ μmiddotαs2 и esh0

0bhAs=micro

redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α

При определении αs2допускается принимать 1=sψ Если при этом условие flefult не удовлетворяется то расчет производят с учетом коэффициента ψs опреде-ляемого по формуле

s

crcss σ

σψ 801minus= (8138[2])

где σscrc ndash приращение напряжений в растянутой арматуре в сечении с трещиной сразу после образования нормальных трещин при М = Мcrc σs ndash то же при действии рассматриваемой нагрузки

sp

ss A

PzM )2()( minus=σ (412 [5])

sp

crccrcs A

PzM )2(

)( minus=σ

z ndash расстояние от центра тяжести арматуры расположенной в растянутой зоне сечения до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне эле-мента

Ebred ndash приведенный модуль деформации сжатого бетона принимаемый равным

redb

serbredb

RE

1

ε

=

где εb1red =28sdot10-4 при продолжительном действии нагрузки при относительной влажности воздуха окружающей среды 75 ge W ge 40(табл610[2])

)2(PM

e ss = Ms = Mnl= 3788 кНmiddotм

Р(2) ndash усилие предварительного обжатия с учетом всех потерь Р(2) = 24987 кН

Определяем величины необходимые для нахождения ϕс

29

( ) ( ) 442019945

853945146

0

=sdotsdotminus

=sdotminus

=bh

hbb fffϕ

0

679 000779459 19

sAbh

micro = = =sdot

Коэффициент приведения арматуры к бетону

redb

redss E

E

2 =α (117[4]) Еsred =

s

sEψ

(118[4]) redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α принимаем sψ = 1

Приведенный модуль деформаций сжатого бетона

53571028

0154

1

=

sdot== minus

redb

serbredb

RE

εМПа = 5357кНсм2

5

22 10 37335357sαsdot

= = μmiddotαs2= 000779∙3733 = 0291 (2)

nls

MeP

=3788 1516

24987se = = см

0

1516 079819

seh

= =

Теперь по табл 45[5] или по таблице Приложения 15 путем интерполяции находимϕс = 0603

Определяем кривизну имея все данные 5

3

1 3788 1372 10 0603 459 19 5357r см

minus= = sdotsdot sdot sdot

20

5 2

5 1 485 372 10 569 126 2845 48 ult

f lr

f см f cмminus

= sdot sdot

= sdot sdot sdot = lt =

Условие 8139[2] удовлетворяется те жесткость плиты достаточна

30

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ Для опирания пустотных панелей принимается сечение ригеля высотой hb =

45 см или hb = 60 см для опирания ребристых панелей принимается сечение риге-ля высотой hb = 60 см Ригели могут выполняться обычными или предварительно напряженными Высота сечения обычного ригеля bb lh

asymp

101

151

41 Исходные данные Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м2 перекрытия принимаются те же

что и при расчете панели перекрытия Ригель шарнирно оперт на консоли колон-ны hb = 45 см Расчетный пролет (рис 6)

l0 = lb ndash b ndash 2times20 ndash 130 = 6300 ndash 400 ndash 40 ndash 130 = 5730 мм = 573 м где lb ndash пролет ригеля в осях

b ndash размер колонны 20 ndash зазор между колонной и торцом ригеля 130 ndash размер площадки опирания Расчетная нагрузка на 1 м длины ригеля определяется с грузовой полосы

равной шагу рам в данном случае шаг рам 6 м(табл 1) Постоянная (g) - от перекрытия с учетом коэффициента надежности по ответственности зда-

нияγп = 10 gfl =gmiddotlnmiddotᵞn= 47middot60middot10 = 282 кНм

гдеln ndashшаг рам - от веса ригеля

gbn = (02middot045 + 02middot025) middot2500middot10-2 = 35 кНм где 2500 кгм3 ndash плотность железобетона С учетом коэффициента надежно-

сти по нагрузке γf = 11 и по ответственности здания γп = 10 gb = 35middot11middot10 = 385 кНм

Итого постоянная нагрузка погонная те с грузовой полосы равной шагу рамg1=gfl+ gb = 282 + 385 = 321 кНм

Временная нагрузка (V) с учетом коэффициента надежности по ответствен-ности здания γп = 10 и коэффициента сочетания (см табл1)

1

1

0604AA

ϕ = +

где А1 = 9 м2для помещений указанных в поз 1212[1] А ndash грузовая площадь ригеля А = 60times63 = 378 м2

10604 0693378

9

ϕ = + =

На коэффициент сочетания умножается нагрузка без учета перегородок V1=( Vp+ 1ϕ middot V0)middotᵞnmiddotln

V1= (06+0693middot195)middot10middot60 = 1171кНм Полная погонная нагрузка

g1 + V1 = 321 + 1171 = 438кНм

31

32

42 Определение усилий в ригеле Расчетная схема ригеля ndash однопролетная шарнирно опертая балка пролетом

l0 Вычисляем значение максимального изгибающего момента М и максимальной поперечной силы Q от полной расчетной нагрузки

( ) 2 21 1 0V 438 573 17976

8 8g l

M кН м+ sdot

= = = sdot

( )1 1 0V 438 573 12552 2

g lQ кН

+ sdot= = =

Характеристики прочности бетона и арматуры - бетон тяжелый класса В30 расчетное сопротивление при сжатии Rb = 170

МПа при растяжении Rbt= 115 МПа (табл 68[2] приложение 4) γb1 = 09 (6112[2])

- арматура продольная рабочая класса А500С диаметром 10-40 мм расчетное сопротивление Rs = 435 МПа=435Кнсм2 поперечная рабочая арматура класса А400 диаметром 6-8 мм Rsw = 280 МПа=280Кнсм2 (табл 615[2])

43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента

Определяем высоту сжатой зоны х = ξmiddoth0 где h0 ndash рабочая высота сечения ригеля ξ ndash относительная высота сжатой зоны определяемая в зависимости от αт

h0 = (hb ndash 5) = 40 см

201 hbR

M

bbm sdotsdotsdot=γ

α

М = 17081кНmiddotм = 17081кНmiddotсм Rb = 17 МПа = 17 кНсм2 b ndash ширина сечения ригеля b = 20 см

2 21 0

17980 036709 17 20 40m

b b

MR b h

αγ

= = =sdot sdot sdot sdot sdot sdot

1 1 2 1 1 2 0367 0485mξ α= minus minus = minus minus sdot = высота сжатой зоны х = ξmiddoth0 = 0485middot40 = 1938см Граница сжатой зоны проходит в узкой части сечения ригеля следовательно

расчет ведем как для прямоугольного сечения Расчет по прочности нормальных сечений производится в зависимости от со-

отношения относительной высоты сжатой зоны бетона и граничной относитель-ной высоты ξR при которой предельное состояние элемента наступает по сжатой зоне бетона одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения равного расчетному сопротивлению Rs

Значение ξR определяется по формуле

0

2

08

1

RR

s el

b

xh

ξ εε

= =+

(81[2])

где εsel ndash относительная деформация растянутой арматуры при напряжениях равных Rs

33

s

sels E

R=ε Rs = 435 МПа Еs = 2middot105МПа

εb2 ndash относительная деформация сжатого бетона при напряжениях равных Rb принимаемая равной 00035 (п 6120 [2])

00217501002

4355 =

sdot=elsε

4930

0035000217501

80=

+=Rξ

значение ξR можно определить по табл 32 [4] или по Приложению 11 тк ξltξR

площадь сечения растянутой арматуры определяется по формуле 1 0 09 17 20 0485 40 1365

435b b

ss

R b hAR

γ ξsdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot= = = см2

Если ξgtξR следует увеличить сечение ригеля или повысить класс бетона или запроектировать в сжатой зоне сжатую рабочую арматуру с площадью Аs

Если ξ = ξR = 0493 х = 0493middot40 = 1972 см те при ξ le ξR граница сжатой зо-

ны всегда проходит в узкой части сечения ригеля По найденной площади сечения растянутой арматуры по сортаменту (При-

ложение 12) подбираем 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Аsef = 1388см2 741

40201008813 =

sdotsdot

=micro

Площадь подобранной арматуры должна быть больше требуемой по расчету площади или равна ей

Можно подобрать стержни одинакового диаметра так чтобы площадь подо-бранной арматуры отличалась бы от площади требуемой арматуры незначитель-но

44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил

Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил производится на основе модели наклонных сечений [3] Ригель опирается на колонну с помощью консолей скрытых в его подрезке (рис 8) те имеет место резко изменяющаяся высота сечения ригеля на опоре При расчёте по модели наклонных сечений должны быть обеспечены проч-ность ригеля по бетонной полосе между наклонными сечениями по наклонному сечению на действие поперечной силы и изгибающего момента Для ригелей с подрезками на опорах производится расчёт по поперечной силе для наклонных сечений проходящих у опоры консоли образованной подрезкой При этом в расчётные формулы вводится рабочая высота h01короткой консоли ри-геля Таким образом в качестве расчётного принимаем прямоугольное сечение с размерами 1 20 30 b h смtimes = times в котором действует поперечная силаQ=1255 кН от полной расчётной нагрузки Рабочая высота сечения ригеля в подрезке составляет

01 27 h см= вне подрезки (у опор) 0 42 h см= в средней части пролёта 0 40 h см= При диаметре нижних стержней продольной рабочей арматуры ригеля ds=22мм с учётом требований п10312[2] назначаем поперечные стержни (хо-

34

муты) Oslash8 А400 Их шаг на приопорном участке предварительно принимаем по конструктивным соображениям 1 10 ws см= что в соответствии с п10313[2] не превышает 05h01=135см и 30 см Значения прочностных характеристик бетона класса В30 входящие в расчётные зависимости принимаем с учётом коэффици-ента условий работы 1 09bγ = Расчёт ригеля по бетонной полосе между наклонными трещинами произво-дится из условия

1 1 01b b bQ R bhϕ γle (855[2]) где 1bϕ minus коэффициент принимаемый равным 03 Проверка этого условия даёт

Q=1255 кН le 03times09times17times20times27=24786 кН те принятые размеры сечения ригеля в подрезке достаточны Проверяем требуется ли поперечная арматура по расчёту из условия

min 1 0105b b btQ Q R bhγle = (8133[2]) те Q=1255 кН gtQbmin=05times09times0115times20times27=2795 кН

поэтому расчёт поперечной арматуры необходим Находим погонное усилие в хомутах для принятых выше параметров попе-речного армирования 2101 swA см= (2Oslash8 А400) 285 swR МПа= 1 10 ws см=

11

280 101 283 10

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

Расчёт ригеля с рабочей поперечной арматурой по наклонному сечению про-изводится из условия

b swQ Q Qle + (856[2]) где b swQ Q minus поперечные силы воспринимаемые соответственно бетоном и попе-речной арматурой в наклонном сечении которые находятся по формулам

22 1 01 b b bt

bR bhQc

ϕ γ= 075sw swQ q c=

где с minus длина проекции наклонного сечения на продольную ось элемента 2bϕ minus коэффициент принимаемый равным 15 (п 8133[2])

Подставляя эти выражения в (856[2]) из условия минимума несущей спо-

собности ригеля по наклонному сечению в виде 0Qc

part=

part находим наиболее опас-

ную длину проекции наклонного сечения равную 2 2

2 1 01

1

15 09 0115 20 27 3266075 075 283

b b bt

sw

R bhc смq

ϕ γ times times times times= = =

times

35

36

которая должна быть не более 2h01 = 54 см С учётом этой величины условие (856[2]) преобразуем к виду

21 01

2

15 075

15 09 0115 20 27 075 283 3266 13863 3266

b btsw

R b hQ q сc

Q кН

γsdot sdot sdot sdotle + sdot sdot

sdot sdot sdot sdotle + sdot sdot =

1255 кН lt 13863 кН те условие прочности ригеля по наклонному сечению в подрезке при действии поперечной силы соблюдается

Необходимо также убедиться в том что принятый шаг хомутов смsw 101 = не превышает максимального шага хомутов maxws при котором ещё обеспечивается прочность ригеля по наклонному сечению между двумя соседними хомутами те

2 21 0

1 max09 0115 20 2710 1202

1255b bt

w wR b hs см s см

Qγ sdot sdot sdot sdot sdot

= lt = = asymp

Выясним теперь на каком расстоянии от опор в соответствии с характером эпюры поперечных сил в ригеле шаг поперечной арматуры может быть увеличен Примем согласно п10313[2] шаг хомутов в средней части пролёта равным

2 0075 075 40 30 ws h см= = times = что не превышает 500 мм Погонное усилие в хо-мутах для этого участка составляет

22

280 101 0942 30

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

что не меньше минимальной интенсивности этого усилия при которой попереч-ная арматура учитывается в расчёте

min 1025 025 09 0115 20 052 sw b btq R b кН смγ= = times times times asymp Очевидно что условие 1 minsw swq q для опорных участков ригеля соблюдается с ещё большим запасом При действии на ригель равномерно распределённой нагрузкиq=g1+v1 длина участка с интенсивностью усилия в хомутах 1swq принимается не менее значения

1l определяемого по формуле min

1 1bQ Q

l cq

minus= minus и не менее

40l

где minbQ minus то же что в формуле (2) но при замене 01h на рабочую высоту сечения ригеля в пролёте 0 40h см= 1с minus наиболее опасная длина проекции наклонного сечения для участка где изменяется шаг хомутов определяется по формуле (стр 34) с заменой в ней 01h на 0h а также 1swq на 2swq но не более 02 h

Тогда имеем min 05 09 0115 20 40 414 bQ кН= times times times times =

2

115 09 0115 20 40 8385

075 0942с смtimes times times times= =

times

Поскольку 1 02 80 с h см= то принимаем 1 80 c см= q=g+V=438 кНм=

37

=0438 кНсм тогда

11255 414 80 11201

0 438l смminus= minus =

В ригелях с подрезками у концов последних устанавливаются дополнитель-ные хомуты и отгибы для предотвращения горизонтальных трещин отрыва у вхо-дящего угла подрезки (рис 8) Эти хомуты и отгибы должны удовлетворять условию прочности

011

0

sin (1 )sw sw sw s inchR A R A Qh

θ+ ge minus

здесь 01 0 h h minus рабочая высота сечения ригеля соответственно в короткой консоли подрезки и вне её

Для рассматриваемого примера со сравнительно небольшим значением попе-речной силы примем дополнительные хомуты у конца подрезки в коли-честве 2Oslash12 А500С с площадью сечения 2

1 226 swA см= отгибы использовать не будем Тогда проверка условия прочности даёт

2730 226 678 1255 (1 ) 44842

кН кНtimes = gt times minus =

те установленных дополнительных хомутов достаточно для предотвращения го-ризонтальных трещин отрыва у входящего угла подрезки

Расчёт по прочности наклонного сечения проходящего через входящий угол подрезки на действие изгибающего момента производится из условия

s sw s incM M M Mle + + где М minus момент в наклонном сечении с длиной проекции laquoсraquo на продольную ось элемента Мs МswMsinc minus моменты воспринимаемые соответственно про-дольной и поперечной арматуройа также отгибами пересекаемыми рассмат-риваемым наклонным сечением относительно противоположного конца наклон-ного сечения (в отсутствии отгибов 0s incM = )

В рамках курсового проекта этот расчет не выполняется

45 Построение эпюры материалов Продольная рабочая арматура в пролете 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Пло-

щадь этой арматуры Аs определена из расчета на действие максимального изги-бающего момента в середине пролета В целях экономии арматуры по мере уменьшения изгибающего момента к опорам два стержня обрываются в пролете а два других доводятся до опор Если продольная рабочая арматура разного диа-метра то до опор доводятся два стержня большего диаметра

Площадь рабочей арматуры Аsef = 1388см2 Определяем изгибающий мо-мент воспринимаемый сечением ригеля с полной запроектированной арматурой 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С(Аs = 1388см2)

Из условия равновесия RsmiddotAs = γb1sdotRbmiddotbmiddotx гдех = ξmiddoth0

01

hbRAR

bb

efss

sdotsdotsdot

sdot=γ

ξ

38

Rs = 435 МПа = 435 кНсм2 Rb = 170 МПа = 17 кНсм2

493040207190

8813543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х = ξmiddoth0 = 0493middot40 = 1972см Изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля определяется из

условия равновесия М = RsmiddotAs(h0 ndash05х) М(2Oslash20+2Oslash22)= 435middot1388middot(40 ndash 05middot1972) = 181979кНmiddotсм = 182кНmiddotм

182кНmiddotмgt 17081кНmiddotм то есть больше действующего изгибающего момента от полной нагрузки это значит что прочность сечения обеспечена

До опоры доводятся 2Oslash22 А500С h0 = 45 ndash 3 = 42 см (см рис 9) As=76 см2

257042207190

67543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х1 = ξmiddoth0 = 0257middot42 = 108см Определяем изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля с рабо-

чей арматурой в виде двух стержней доводимых до опоры М(2Oslash22) = RsmiddotAs(2Oslash22) (h0 ndash05х1) М(2Oslash22) = 435middot76middot(42 ndash 05middot108) = 1209996кНmiddotсм =121кНmiddotм

Откладываем в масштабе на эпюре моментов полученные значения изгибаю-щих моментов М(2Oslash20+2Oslash22) и М(2Oslash22) и определяем место теоретического обрыва ра-бочей арматуры ndash это точки пересечения эпюры моментов с горизонтальной ли-нией соответствующей изгибающему моменту воспринимаемому сечением ри-геля с рабочей арматурой в виде двух стержней М(2Oslash22) (рис 10)

Эпюра моментов для этого должна быть построена точно с определением значений изгибающих моментов в

81 в

82 и в

83 пролета

Изгибающий момент в любом сечении ригеля определяется по формуле ( )

2

2xvgxRM Axsdot+

minussdot= где RA ndash опорная реакция х ndash текущая координата

( ) 0 12552A

g v lR Q

+ sdot= = = кН

При 081 lx = = 0716 м

2

18

438 07161255 0716 7862

M кН мsdot= sdot minus = sdot

При 082 lx = = 1433 м

2

28

438 14331255 1433 13482

M кН мsdot= sdot minus = sdot

39

40

При 083 lx = = 2149 м

0

2

38

438 21491255 2149 16852l

M кН мsdot= sdot minus = sdot

Длина анкеровки обрываемых стержней определяется по следующей зависи-мости

ddqQw

sw

1552

ge+= где d ndash диаметр обрываемой арматуры

Поперечная сила Q определяется графически в месте теоретического обрыва в данном случае Q = 72кН

Поперечные стержни Oslash8 А400 Rsw = 285 МПа с Аsw = 101см2 в месте теоре-тического обрыва имеют шаг 10 см

88210

011528=

sdot=

sdot=

w

swswsw S

ARq кНсм

72 5 20 2252 288

W = + sdot =sdot

см что меньше15d=1520=30 см

Принимаем W = 30 см Место теоретического обрыва арматуры можно определить аналитически

Для этого общее выражение для изгибающего момента нужно приравнять момен-ту воспринимаемому сечением ригеля с арматурой 2Oslash22 А500

М(2Oslash22) = 121кНsdotм ( ) ( ) 2 2

0 438 573 4382 2 2 2

g V l g V x xМ x x+ sdot + sdot sdot sdot

= sdot minus = sdot minus

1255х ndash 219х2 = 121 х2 ndash 573х + 553 = 0

212 2865 2865 581 2865 16365х = plusmn minus = plusmn

х1 = 1228м х2 = 553м Это точки теоретического обрыва арматуры Длина обрываемого стержня будет равна 4502ndash 1228 + 2middot03 = 3874м При-

нимаем длину обрываемого стержня 4 м Определяем аналитически величину поперечной силы в месте теоретического

обрыва арматуры ( ) ( )0

2g V l

Q g V x+ sdot

= minus + sdot

438 573 438 1228 7172

Q кНsdot= minus sdot =

Графически поперечная сила была принята 72кН с достаточной степенью точности

41

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ Для проектируемого 8-этажного здания принята сборная железобетонная ко-

лонна сечением 40times40 см Для колонн применяется тяжелый бетон классов по прочности на сжатие не

ниже В15 а для сильно загруженных ndash не ниже В25 Армируются колонны про-дольными стержнями диаметром 16 hellip40 мм из горячекатаной стали А400 А500С и поперечными стержнями преимущественно из горячекатаной стали класса А240

51 Исходные данные Нагрузка на 1 м2 перекрытия принимается такой же как и в предыдущих рас-

четах (см табл 1) Нагрузка на 1 м2 покрытия

Таблица 3 Вид нагрузки Нормативная нагруз-

ка (γf= 1) кНм2

Коэффициент надежности

по нагрузке γf

Расчетная нагрузка

(γfgt 1) кНм2 1 2 3 4

Гидроизоляционный ковер (3 слоя) 0150 13 0195 Армированная цементно-песчаная стяжка δ = 40 мм ρ = 2200 кгм3

0880 13 1144

Керамзит по уклону δ = 100 мм ρ = 600 кгм3

0600 13 0780

Утеплитель ndash минераловатные пли-ты δ = 150 мм ρ = 150 кгм3

0225 12 0270

Пароизоляция 1 слой 0050 13 0065 Многопустотная плита перекрытия с омоноличиванием швов δ = 220 мм

3400 11 3740

Постоянная нагрузка (groof) 5305 6194 Временная нагрузка ndash снеговая S = Sg 1800middot07 = 1260 ndash 1800 в том числе длительная часть снего-вой нагрузки Sl

0630 ndash 0900

Полная нагрузка (groof+ S) 6565 7994 - полная кратковременная снеговая нагрузка и коэффициент μ принимаются по СП 20133302011 или по Приложению 16

42

Материалы для колонны Бетон ndash тяжелый класса по прочности на сжатие В25 расчетное сопротивле-

ние при сжатии Rb = 145 МПа (табл 68[2] Приложение 4) Арматура minus продольная рабочая класса А500С (диаметр 16 hellip40мм) расчётное сопро-

тивление Rs = Rsc = 435 МПа (табл 614[2] Приложение 7) minus поперечная ndash класса А240

52 Определение усилий в колонне

Рассчитывается средняя колонна подвального этажа высотой hfl = 28 м Вы-сота типового этажа hflтакже равна 28 м

Грузовая площадь колонныА = 6times63 = 378 м2 Продольная сила N действующая на колонну определяется по формуле

N = γn(g +Vp + φзV0) nmiddotA + gb(n + 1) + gcol(n + 1) + γn(groof + S)A где n ndash количество этажей В нашем случае n = 8А ndash грузовая площадь g VpV0 ndash соответственно постоянная и временная нагрузки на 1 м2 перекрытия по табл 1

Согласно табл 1 g = 47 кНм2 Vp = 06кНм2V0 = 195кНм2 groof ndash постоянная нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 (groof = 6194 кНм2) S ndash полная снеговая нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 gbndash собственный вес ригеля с учетом γf и γnдлиной (63 ndash 04) = 59 м gb= 385middot59 = 2272кН 385 кНм ndash погонная нагрузка от собственного веса ригеля (см расчет риге-

ля) gcol ndash собственный вес колонны gcol = γnmiddot γf middot ρmiddot Аcolmiddothfl = 10middot11middot2500(10-2) middot04middot04middot28 = 1232 кН φ3 ndash коэффициент сочетаний (коэффициент снижения временных нагрузок в

зависимости от количества этажей) определяемый по формуле (83[1]) 1

30 404n

ϕ minusϕ = +

где φ1= 069 (см расчет ригеля) 10693 0404 0504

8ϕ minus

= + =

N = 10middot(47 +06+ 0504middot195) middot8middot378 + 2272middot (8 + 1) + 1232middot (8 + 1) + + 10middot (6194 + 18) middot378 = 251745кН

53 Расчет колонны по прочности

Расчет по прочности колонны производится как внецентренно сжатого эле-мента со случайным эксцентриситетом еа

3313040

301

=== colа he см 470600280

600=== fl

а

he см еа = 1 см

Однако расчет сжатых элементов из бетона классов В15 hellipВ35 (в нашем слу-чае В25) на действие продольной силы приложенной с эксцентриситетом е0 =

33130

== colа

he см при гибкости l0hcollt 20 допускается производить из условия

N le Nult (816[2])

43

где Nult - предельное значение продольной силы которую может воспринять элемент определяемое по формуле

Nult le ϕ(γb1RbAb + RscAstot) (817[2]) где Ab ndash площадь сечения колонны Astot ndash площадь всей продольной арматуры в сечении колонны l0 ndash расчетная длина колонны подвала с шарнирным опиранием в уровне 1-го

этажа и с жесткой заделкой в уровне фундамента Rscndash расчетное сопротивление арматуры сжатию

l0 = 07(hfl + 15 см) = 07(280 + 15) = 2065 см l0hcol =206540=516lt20 Ab=4040=1600 см2

ϕ - коэффициент принимаемый при длительном действии нагрузки по табл 81[2] или по Приложению 18 в зависимости от гибкости колонны

При l0hcol =516 коэффициент ϕ = 092

1

251745 09 145 1600092 149

435

b b b

s totsc

N R AA

R

γφminus minus sdot sdot

= = = см2

Из условия ванной сварки выпусков продольной арматуры при стыке колонн минимальный ее диаметр должен быть не менее 20 мм

Принимаем 4Oslash22 А500С Asef = 152 см2 152 100 095 021600

micro = sdot = gt тк l0hcolasymp 5

Диаметр поперечной арматуры принимаем Oslash6 А240 (из условия сварки c продольной арматурой) Шаг поперечных стержней s = 300 мм что удовлетворяет конструктивным требованиям (п10314[2]) s le 15d = 15middot22 = 330 мми s le 500 мм

Если μgt3 то шаг поперечных стержней должен быть s le 10d иs le 300 мм Армирование колонны показано на рис11

44

45

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ

61 Исходные данные Грунты основания ndash пески средней плотности условное расчётное сопротив-

ление грунта R0 = 035 МПа = 0035 кНсм2 = 350 кНм2 Бетон тяжелый класса В25 Расчетное сопротивление растяжению

Rbt = 105 МПа γb1 = 09 Арматура класса А500С Rs = 435 МПа= 435кНсм2 Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах

γm = 20 кНм3 Высоту фундамента предварительно принимаем 90см C учётом пола подвала

глубина заложения фундамента Н1 = 105 см Расчетное усилие передающееся с колонны на фундамент N = 251745кН Нормативное усилие

Nn = Nγfm = 251745115 = 218735кН где γfm = 115 ndash усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке

62 Определение размера стороны подошвы фундамента Площадь подошвы центрально нагруженного фундамента определяется по

условному давлению на грунт R0 без учета поправок в зависимости от размеров подошвы фундамента и глубины его заложения

0 1

218735 665350 20 105

n

m

NAR Hγ

= = =minus minus sdot

м2

Размер стороны квадратной подошвы фундамента 665 258a A= = = м Принимаем а = 27 м (кратно 03 м) Давление на грунт от расчетной нагрузки

2

Npa

= =251745272 = 3453кНм2 lt R0

63 Определение высоты фундамента Рабочая высота фундамента из условия продавливания

504

2

10 pR

Nhh

btb

col

++minus=

γ

0 3

25174502 05 0 2 0698 0 49809 105 10 3453

h м= minus + = minus + =sdot sdot +

Полная высота фундамента устанавливается из условий 1) продавливания Hf =(h0+005)=0498 + 005 = 0548м 2) заделки колонны в фундаменте

Hf = 15hcol + 025(м) = 15middot04 + 025 = 085 м 3) анкеровки сжатой арматуры колонны Hf = han + 025(м) Базовая длина анкеровки необходимая для передачи усилия в арматуре с

полным расчетным сопротивлением Rs на бетон определяется по формуле [3]

sbond

ssan UR

ARh =0

где As и Us ndash соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения (в нашем случае для арматуры Oslash22

As = 3801см2 Us = πd = 314middot22 = 6908 см) Rbond ndash расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном принимае-

мое равномерно распределенным по длине анкеровки

46

Rbond = γb1middotη1middotη2middotRbt где η1 ndash коэффициент учитывающий влияние вида поверхности арматуры

Для горячекатаной арматуры периодического профиля η1 = 25 η2 - коэффициент учитывающий влияние размера диаметра арматуры при-

нимаемый равным 10 ndash при диаметре продольной арматуры dsle32 мм 09 ndash при ds = 36 мм и ds = 40 мм Rbond = 09middot25middot1middot105 = 236 МПа

0435 3801 10142 236 6908anh смsdot

= =sdot

Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле[3]

efs

calsanan A

Ahh

0α=

где Ascаlи Asef ndash площади поперечного сечения арматуры соответственно требуе-мая по расчету и фактически установленная (для нашего случая Ascаl= 149 см2 Asef = 152 см2) α ndash коэффициент учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного со-стояния бетона и арматуры Для сжатых стержней периодического профиля α = 075Тогда

149075 10142 745615 2anh = sdot sdot = см

Кроме того согласно требованиям [3] фактическую длину анкеровки необ-ходимо принимать han ge 03h0an = 03middot10142 = 3043 см

han ge 15ds = 15middot20 = 30 см han ge20 см Из четырех величин принимаем максимальную длину анкеровки те han = 7456см

Следовательно из условия анкеровки арматуры Hf = 7456 + 25 = 9952см

Принимаем трехступенчатый фундамент общей высотой 100 см и с высотой ступеней 30 см и 40 см При этом ширина первой ступени а1 = 11 м а второй а2 = 18 м

Проверяем отвечает ли рабочая высота нижней ступени h03 = 40 ndash 5 = 35см условию прочности при действии поперечной силы без поперечного армирования в наклонном сечении Для единицы ширины этого сечения (b = 100 см) должно выполняться условие

Q = pl le Qbmin = 05γb1Rbth03b Поперечная сила от давления грунта

Q = pl= 05(а - a2 - 2h03)р где а - размер подошвы фундамента

h03 = 40 ndash 5 = 35см р ndash давление на грунт от расчетной нагрузки (на единицу длины) Q = 05(27 ndash18 - 2middot035) middot34533 = 3453кН Q = 3453кНltQbmin = 05middot09middot105middot103middot035middot10 = 16538кН ndash прочность обеспе-

чена

47

64 Расчет на продавливание

Проверяем нижнюю ступень фундамента на прочность против продавлива-ния

Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производится из условия (887[2]) F le Fbult где Fbult - пре-дельное усилие воспринимаемое бетоном

Fbult = γb1RbtAb

где Fminusпродавливающая сила принимаемая равной продольной силе в колонне подвального этажа на уровне обреза фундамента за вычетом нагрузки создавае-мой реактивным отпором грунта приложенным к подошве фундамента в преде-лах площади с размерами превышающими размер площадки опирания (в дан-ном случае второй ступени фундамента 2 2 18 18 a a мtimes = times ) на величину 0h во всех направлениях Ab ndash площадь расчетного поперечного сечения расположен-ного на расстоянии 05h0от границы площади приложения силы Nс рабочей высо-той сечения h0 В нашем случае h0 = h03 = 025м

Площадь Ab определяется по формуле Ab = Umiddoth03

где U ndash периметр контура расчетного сечения (см рис12а) U = (а2 + 2middot05h03) middot4 = (18 + 2middot05middot035) middot4 = 86 м

Площадь расчётного поперечного сеченияAb = 86middot035 = 301м2 Продавливающая сила равна

F=N-pA1

здесь p=3453 кНм2 minus реактивный отпор грунта A1minusплощадь основания продавливаемого фрагмента нижней ступени фундамен-

та в пределах контура расчётного поперечного сечения равная A1=(a2+205h03)2=(18+205035)2=462 м2

Проверка условия (697) [3] показывает

F=92202 кН lt 09105103301 = 284445 кН

те прочность нижней ступени фундамента против продавливания обеспече-на

48

49

65 Определение площади арматуры подошвы фундамента Подбор арматуры производим в 3-х вертикальныхсечениях фундамента

что позволяет учесть изменение параметров его расчётной схемы в качестве ко-торой принимается консольная балка загруженная действующим снизу вверх равномерно распределенным реактивным отпором грунта Для рассматривае-мых сечений вылет и высота сечения консоли будут разными поэтому выявить наиболее опасное сечение можно только после определения требуемой площади арматуры в каждом из них (см рис13)

Сечение I-I МI-I = 0125р (а ndash hcol)2middot a = 0125middot34533(27 ndash 04)2middot27 = 61654кНmiddotм Площадь сечения арматуры определяем по формуле

2

01

61654 10 165709 09 95 435

I IsI

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение II-II МII-II= 0125р(аndash а1)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 11)2middot27 = 29836кНmiddotм

2

02

29836 10 117209 09 65 435

II IIsII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение III-III МIII-III= 0125р(аndash а2)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 18)2middot27 = 944кНmiddotм

2

03

944 10 68809 09 35 435

III IIIsIII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Из трёх найденных значений подбор арматуры производим по максимально-му значению теAsmax = 1657см2

Шаг стержней принимается от 150 ммдо 300 мм (кратно 50 мм) При ширине подошвы фундамента а le 3 мминимальный диаметр стержней dmin = 10 мм при аgt3 мdmin = 12 мм

Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлени-ях арматурой из стержней Oslash14 А500с шагом 250 мм

Имеем 11Oslash14 А500С с As = 16929см2gtAsI = maxsA = 1657см2 Процент армирования μ

- в сечении I-I 11 01

16929100 100 0156 01110 95

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении II-II 22 02

16929100 100 0145 01180 65

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении III-III 33 03

16929100 100 0179 01270 35

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

Так как во всех сечениях μigtμmin=01 количество принятой арматуры оставляем без изменений В случае μiltμmin=01 диаметр принятой арматуры следует увеличить или уменьшить ее шаг

Конструкция фундамента приведена на рис13

50

51

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 СП 20133302011 Нагрузки и воздействия Актуализированная редакция СНиП 20107-85 М ГУП ЦПП 2011

2 СП 63133302012 Бетонные и железобетонные конструкции Основные положения Актуализированная редакция СНиП 52-101-2003 М ФГУП ЦПП 2004

3 ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований 4 СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные кон-

струкции М ФГУП ЦПП 2005 5 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из

тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

6 Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетон-ных конструкций из тяжелого бетона (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

52

ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Минимальный класс бетона элементов с предварительно напряженной арматурой

Таблица 4

Характеристика напрягаемой Класс бетона арматуры не ниже

Арматура классов

А540-А800

В20 А1000 В30

Арматура классов

Вр1200 Вр1300

В30 Вр1400 Вр1600 Вр1600 В20

К1400 К1500 К1600 К1700 В30

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин ndash acrсult из условия обеспечения сохранности арматуры

Таблица 5

Для элементов к которым не предъявляются требования непрониwаемости значения acrсult принимают равными

При арматуре классов

При продолжительном рас-крытии трещин мм

При непродолжительном раскрытии трещин мм

А240-А600 В500 03 04

А800А1000 Вр1200-Вр1400 К1400К1500(К-19) К1500(К-7)К1600 диаметром 12 мм

02 03

Вр1500 К1500(К-7)К1600 диамет-ром 6 и 9 мм

01 02

53

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Нормативные сопротивления бетона Rbnи Rbtn

Таблица 6

Вид сопротивления

Нормативные сопротивления бетона RbnиRbtn и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй

группы RbserиRbtser МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осевое (призменная прочность)

Rbn и Rbser

75 110 150 185 220 255 290 320 360 395 430

Растяже-ние осевое

Rbtn Rbtser 085 110 135 155 175 195 210 225 245 260 275

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Расчетные сопротивления бетона Rbи Rbt Таблица 7

Видсопротивления

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbи Rbt МПа при классе бетона

по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осе-вое(призменная прочность)

Rb

60 85 115 145 170 195 220 250 275 300 330

Растяжение осевое Rbt

056 075 090 105 115 130 140 150 160 170 180

Полностью таблицы нормативных и расчетных сопротивлений бетона см [2]

54

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения начального модуля упругости бетона Еь Таблица 8

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еьmiddot10-3 МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

190 240 275 300 325 345 360 370 380 390 395

55

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rsn

Таблица 9

Арматура классов

Номинальный диаметр арматуры мм

Нормативные значения сопротивления растяжению Rsnи расчетные значения сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы Rsser МПа

А240 6-40 240

А400 6-40 400

А500 10-40 500

А540 20-40 540

А600 10-40 600

А800 10-32 800

А1000 10-32 1000

В500 3-12 500

Вр500 3-5 500

Вр1200 8 1200

Вр1300 7 1300

Вр1400 4 5 6 1400

Вр1500 3 1500

Вр1600 3-5 1600

К1400(К-7) 15 1400

К1500(К-7) 6 9 12 1500

К1500(К-19) 14 1500

К1600 6 9 12 15 1600

К1700 6-9 1700

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 5: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

5

КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ

В состав сборного балочного междуэтажного перекрытия входят плиты и ри-

гели опирающиеся на колонны (рис1) При компоновке сборного балочного перекрытия необходимо

minus назначить размеры сетки колонн minus выбрать направление ригелей форму и размеры их поперечного сечения minus выбрать тип и размеры плит

Сетка колонн назначается в зависимости от размеров плит и ригелей Рассто-яние между колоннами должно быть кратно 100мми принимается в пределах (48 hellip72) м

Направление ригелей может быть продольным или поперечным Это обу-словливается технико-экономическими показателями Выбор типа поперечного сечения ригелей зависит от способа опирания на них плит Высота сечения ригеля

lhb )101

151(= b где lb ndash пролет ригеля ширина его сеченияbb = 20 см или 30 см

Тип плит перекрытия выбирается по архитектурно-планировочным требова-ниям и с учётом величины действующей временной (полезной) нагрузки При временной нагрузке V le 70 кНм2 используются многопустотные плиты высота сечения которых равна (20 hellip24)см

Плиты выполняются преимущественно предварительно напряженными что позволяет получить экономию за счёт сокращения расхода стали

Количество типоразмеров плит должно быть минимальным рядовые шири-ною (12 hellip24)м связевые плиты-распорки ndash (08 hellip18)м фасадные плиты-распорки ndash (06 hellip090)м

В качестве примера в методических указаниях принято следующее minusсвязевая конструктивная схема здания с поперечным расположением риге-

лей и сеткой колонн размерами в плане 60х63 м (рис1) minus число этажей ndash 9 включая подвал minus высота этажей и подвала 28 м minus ригель таврового сечения шириною bb = 20 см и высотой

45630141

=sdot=bh см (рис2) без предварительного напряжения арматуры

(Отметим что предварительно назначенные размеры могут быть уточнены при последующем расчете и конструировании ригеля)

minus плиты многопустотные предварительно напряженные высотой 22см(рис2) (ширина рядовых плит15 м и плит-распорок 18 м)

minus колонны сечением 40х40 см minus величина временной нагрузки при расчете плиты перекрытия принимается

в двух вариантах 1 вариант ndash v = 15 кНм2 2 вариант ndash v= 45 кНм2

6

7

8

2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ

НАГРУЗКЕ V =15 кНм2 21 Исходные данные

Нагрузки на 1 м2 перекрытия Таблица 1

Вид нагрузки Нормативная нагрузка кНм2

Коэффициент надежности по нагрузке γf

Расчетная нагрузка

кНм2 1 2 3 4

Постоянная Полы ndash паркет на мастике δ = 20 мм Цементно-песчаная стяжка δ = 30 мм ( 318 кН мγ = ) Многопустотная сборная плита перекрытия с омоноличиванием швов δ = 220 мм

020

054

34

13

13

11

026

070

374

Итого постоянная нагрузка g 414 47 Временная

Перегородки δ = 120 мм (приве-денная нагрузка длительная)Vр

05 12 06

Полезная (из задания) 15 13 195 в том числе кратковременная Vsh

12

13

156

длительная Vlon 03 13 039 Итого временная нагрузка V 20 255 Временная нагрузка без учета перегородок V0

15 195

Полная нагрузка g + V 614 725 Примечание коэффициент надежности по нагрузке γf для временной (полез-

ной) нагрузки принимается 13 ndash при полном нормативном значении нагрузки менее 2 кПа (кНм2) 12 ndash при полном нормативном значении нагрузки 2 кПа (кНм2) и более [1] Нагрузка на 1 погонный метр длины плиты при номинальной её ширине 15 м

с учетом коэффициента надежности по ответственности здания γп = 10 minusрасчетная постоянная g = 47middot15middot10 = 705кНм minusрасчетная полная (g + V) = 725middot15middot10 = 1088кНм minus нормативная постоянная gп = 414middot15middot10 = 621кНм minusнормативная полная (gп + Vп) = 614middot15middot10 = 921кНм minus нормативная постоянная и длительная (gп + Vlonп) = (414 + 08) middot15middot10 =

741 кНм

Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м

9

Материалы для плиты Бетон тяжелый класса по прочности на сжатие В20 Rbn = Rbser = 150 МПа Rbtn = Rbtser = 135МПа (табл 67[2] Приложение 3) Rb = 115МПа Rbt = 09 МПа (табл 68 [2] Приложение 4) γb1 = 09 (п 6112[2]) Начальный модуль упругости бетона Еb = 275middot103МПа (табл 611 [2] При-

ложение 5) Технология изготовления плиты ndash агрегатно-поточная Плита подвергается

тепловой обработке при атмосферном давлении Натяжение напрягаемой армату-ры осуществляется электротермическим способом

Арматура minusпродольная напрягаемая класса А600

Rsn = Rsser = 600 МПа(табл 613 [2] Приложение 6) Rs = 520 МПа (табл 614 [2] Приложение 7) Еs = 20 middot105МПа (пункт 6212 [2])

minus ненапрягаемая класса В500 Rs = 435 МПа (табл 619 [2] Приложение 7) Rsw = 300МПа(табл 615 [2] Приложение 8)

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы

Определение внутренних усилий Расчетный пролет плиты в соответствии с рис2

ммll 695)310(2090

20900100101010060 =minus=minusminusminusminusminusminus=

Поперечное конструктивное сечение плиты заменяется эквивалентным двутавро-вым сечением (рис3) Размеры сечения плитыh = 22 см

h0 = h ndash a = 22 ndash 3 = 19 см fhprime =hf = (22 ndash 159) middot05 = 305 см bf = 149 см fbprime = 149 ndash 3 = 146 см b = 149 ndash 159middot7 = 377 см Плита рассчитывается как однопролетная шарнирно-опертая балка загру-

женная равномерно-распределенной нагрузкой (рис4) Усилия от расчетной полной нагрузки minus изгибающий момент в середине пролета

( )мкН

lgM sdot=

sdot=

+= 0344

86958810

8V 22

0

minus поперечная сила на опорах ( )

кНlg

Q 95302

69588102V 0 =

sdot=

+=

Усилия от нормативной нагрузки (изгибающие моменты) minus полной

( )мкН

lgM nn

n sdot=sdot

=+

= 27378

6952198V 22

0

minus постоянной и длительной

10

( )мкН

lgM nlonn

nl sdot=sdot

=+

= 99298

6954178V 22

0

Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего

момента При расчете по прочности расчетное поперечное сечение плиты принимается

тавровым с полкой в сжатой зоне (свесы полок в растянутой зоне не учитывают-ся)

При расчете принимается вся ширина верхней полки fbprime = 146 см так как

146 377 1 15415 578 9632 2 6 6

fb bl см

prime minus minus= = = sdot =

где l ndash конструктивный размер плиты Положение границы сжатой зоны определяется из условия

1 0( 05 )fx h b b f f fM M R b h h hγprime= prime prime primele = sdot sdot minus

где М ndash изгибающий момент в середине пролета от полной нагрузки (g + V)

fx hM prime= minus момент внутренних сил в нормальном сечении плиты при котором нейтральная ось проходит по нижней грани сжатой полки Rb ndash расчетное сопротивление бетона сжатию остальные обозначения приняты в соответствии с рис3

Если это условие выполняется граница сжатой зоны проходит в полке и площадь растянутой арматуры определяется как для прямоугольного сечения ши-риной равной fbprime

4403 кНmiddotсмle 09middot115middot146middot305(19 ndash 05middot305) = 8054кНmiddotсм Rb = 115 МПа = 115 кНсм2

4403 кНmiddotмlt 8054 кНmiddotм ndash условие выполняется те расчет ведем как для пря-моугольного сечения Далее определяем

2 21 0

4403 008109 115 146 19m

b b f

MR b h

αγ

= = =primesdot sdot sdot sdot sdot sdot

minussdot=

21 ξξαm 1 1 2 0077 00843ξ = minus minus sdot =

0hx

=ξ minus относительная высота сжатой зоны бетона должно выполняться

условие ξ le ξR где ξR ndash граничная относительная высота сжатой зоны Значение ξRопределяется по формуле

0

2

08

1

RR

s el

b

xh

ξ εε

= =+

(32 [4])

где εsel ndash относительная деформация арматуры растянутой зоны вызванная внеш-ней нагрузкой при достижении в этой арматуре напряжения равного Rs εb2 ndash относительная деформация сжатого бетона при напряжениях равных Rb принимаемая равной 00035 (п 6120[2])

11

Для арматуры с условным пределом текучести значение εsel определяется по формуле

400 s sps el

s

RE

σε

+ minus=

(арматура А600 имеет словный предел текучести) (п 916[2]) где σsp ndash предварительное напряжение в арматуре с учетом всех потерь и ко-

эффициентом γsp = 09 Предварительное напряжение арматуры σsp принимают не более 09Rsn для

горячекатаной и термомеханически упрочненной арматуры (А600) и не более 08Rsnдля холоднодеформированной арматуры и арматурных канатов (911[2])

Принимаем σsp = 08Rsn = 08middot600 = 480 МПа При проектировании конструкций полные суммарные потери следует прини-

мать не менее 100 МПа (п 2239 [4]) ∆σsp(2)j = 100 МПа При определении εsel

σsp = 09middot480 - 100 = 332 МПа

0029401002

3324005205 =

sdotminus+

=elsε 4350

003500029401

80=

+=Rξ ξ le ξR

Площадь сечения арматуры определяем по формуле 1 0

b b f

sp efs

R b hA

Rγ ξsdot sdot sdot sdot

=

Если соблюдается условие ξ le ξR расчетное сопротивление напрягаемой ар-матуры Rs допускается умножать на коэффициент условий работыγs3 учитываю-щий возможность деформирования высокопрочных арматурных сталей при напряжениях выше условного предела текучести и определяемый по формуле

112502513 leminus=R

s ξξγ (32 [5])

ЕслиRξξ lt06 что для плит практически всегда соблюдается можно принимать

максимальное значение этого коэффициента те γs3 = 11 2

2

09 115 146 00843 19 4 23 11 52

520 52

sp ef

s

A см

R МПа кН см

sdot sdot sdot sdot= =

sdot

= =

Принимаем 6Oslash10 А600 Аspef = 471 см2 Напрягаемые стержни должны располагаться симметрично и расстояние

между ними должно быть не более 400 мм и не более 15h при hgt 150 мм (п 1038[2])

Расчет по прочности при действии поперечной силы Поперечная сила от полной нагрузки Q = 3095 кН Расчет предварительно напряженных элементов по сжатой бетонной полосе

между наклонными сечениями производят из условия Q le φb1middotγb1middotRbmiddotbmiddoth0 (855 [2])

φb1 - коэффициент принимаемый равным 03 (п 8132 [2])

12

b - ширина ребра b = 377 см Qle 03middot09middot115middot377middot19 = 2224 3095 кН lt 2224 кН

Расчет предварительно напряженных изгибаемых лементов по наклонному сечению производят из условия

Q le Qb + Qsw (856[2]) Q - поперченная сила в наклонном сечение Qb - поперечная сила воспринимаемая бетоном в наклонном сечении Qsw - поперечная сила воспринимаемая поперечной арматурой в наклонном

сечении 2 1 0 b b bt

bR b hQc

γϕ sdot sdot sdot sdot= принимаем не более 025middotγb1middotRbtmiddotbmiddoth0 и не

менее 05middotγb1middotRbtmiddotbmiddoth0 φb2 - коэффициент принимаемый равным 03 (п 8133 [2]) Rbt = 09 МПа = 009 кНсм2 Qb = 05γb1middotRbtmiddotbmiddoth0 = 05middot09middot009middot377middot19 = 2901кН Действующая в сечении поперченная сила Q = 3095 кН gt 2901 кН следова-

тельно необходимо установка поперечной арматуры по расчету (Если поперечная сила действующая в сечение меньше чем Qbmin то поперечную арматуру можно не устанавливать

Допускается производить расчет прочности наклонного сечения из условия Q1geQb1+Qsw1 (860[2]) Qb1=05middotγb1middotRbmiddotbmiddoth0 (861[2]) Qsw1=qswmiddoth0 (862[2]) Qb1=Qbmin=2901кН Qsw1=Q1-Qb1=3095 - 2901=194кН qsw=Qsw1h0=19419=0102 кНсм поперченая арматура учиты-

вается в расчете если qsw ge qswmin qswmin=025middotγb1middotRbtmiddotb=025middot09middot009middot377=0763 кНсм

Принимаем qsw = qswmin=0763 кНсм sw sw

sww

R Aqs

= (859[2])

Назначаем шаг хомутов sw=10см le 05h0 (п 10313[2]) получаем 20763middot10 0254

30sw w

swsw

q SA смR

= = = Rsw = 300 МПа = 30 кНсм2

Принимаем на приопорных участках плиты по четыре каркаса длинной рав-ной 14 продольного размера плиты с поперечной рабочей арматурой располо-женной с шагом Sw = 10 см Для 4Oslash4B500C в одном сечение имеем

Aswef = 05см2 gt Asw проверяем прочность сечения 230middot05 1510

swq см= =

Qsw1=15middot19 = 285 Q1 lt Qb1 + Qsw1 3095кН lt 2901кН+285кН

3095кН lt 5751кН так как условие выполняется то прочность по наклонно-му сечению обеспечена

13

14

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы Геометрические характеристики приведенного сечения

Круглое очертание пустот заменим эквивалентным квадратным со стороной с = 09d = 09middot159 = 143 см

Размеры расчетного двутаврового сечения толщина полок fhprime = hf= (22 ndash 143)middot05 = 385 см ширина ребраb = 146 ndash 143middot7 = 459 см

ширина полок fbprime = 146 см bf= 149 см Определяем геометрические характеристики приведенного сечения

27710527

1023

5

=sdot

sdot==

b

s

EEα

Площадь приведенного сечения Ared = A + αAs = f fb hprime primesdot + bfmiddothf+ bmiddotс + αAsp = (146 + 149)middot385 + 459middot143 +

+727middot471 = 18264 см2 А = 179216 см2 ndash площадь сечения бетона Статический момент приведенного сечения относительно нижней грани Sred= f fb hprime primesdot ( hndash 05 fhprime ) + bfmiddot hfmiddot05hfmiddot + bmiddotсmiddot05h +αmiddotAspmiddotа = = 146middot385middot(22 ndash 05middot385) +149middot385middot05middot385 + 459middot143middot05middot22 +

+ 727middot471middot3 = 197112 см3 Удаление центра тяжести сечения от его нижней грани

смASу

red

red 810791041826219711

0 asymp===

Момент инерции приведенного сечения относительно его центра тяжести

( ) ( )

( ) ( ) ( )

( )

3 332 20 0

32 2 20 0

3 32

( )05 05

12 12 12146 38505 146 385 22 108 05 385

12459 143 149 385459 143 05 22 108 149 385 108 05

12 12

f f f fred f f f

f f f sp

b h b hbcI b h h y h b c h y

b h y h A y aα

prime prime sdotprime prime prime= + sdot sdot minus minus + + sdot sdot minus + +

sdot+ sdot sdot minus + sdot minus = + sdot sdot minus minus sdot +

sdot sdot+ + sdot sdot sdot minus + + sdot sdot minus sdot( )

( )

2

2 4

385

727 471 108 3 1082368 см

+

+ sdot sdot minus =

Момент сопротивления приведенного сечения по нижней грани 3

0

910021810

8108236 смy

IW redred ===

То же по верхней грани sup 3

0

9664redred

IW смh y

= =minus

Расчет предварительно напряженных изгибаемых элементов по раскрытию трещин производят в тех случаях когда соблюдается условие

М gt Mcrc (8116[2]) М ndash изгибающий момент от внешней нагрузки (нормативной)

15

Mcrc ndash изгибающий момент воспринимаемый нормальным сечением элемента при образовании трещин и равный

Mcrc = RbtsermiddotWpl + Pmiddoteяр (936[2]) Wplndash момент сопротивления приведенного сечения для крайнего растянутого

волокна eяр = еор + r ndash расстояние от точки приложения усилия предварительного об-

жатия до ядровой точки наиболее удаленной от растянутой зоны еор ndash то же до центра тяжести приведенного сечения r ndash расстояние от центра тяжести приведенного сечения до ядровой точки Wpl= 125Wred для двутаврового симметричного сечения (табл41[6]) Р ndash усилие предварительного обжатия с учетом потерь предварительного

напряжения в арматуре соответствующих рассматриваемой стадии работы эле-мента Определяем

смAWr

red

red 49541826910021===

еoр = у0 ndash а = 108 ndash 3 = 78 см eяр = 78 + 549 = 1329 см Wpl = 125middot100219 = 125274 см3

16

Потери предварительного напряжения арматуры Первые потери предварительного напряжения включают потери от релакса-

ции напряжений в арматуре потери от температурного перепада при термической обработке конструкций потери от деформации анкеров и деформации формы (упоров)

Вторые потери предварительного напряжения включают потери от усадки и ползучести бетона при натяжении арматуры на упоры (п 9112[2])

Потери от релаксации напряжений арматуры ∆σsp1 определяют для арматуры классов А600-А1000 при электротермическом способе натяжения в соответствии с п 91[2]

∆σsp1 = 003σsp = 003middot480 = 144 МПа Потери от температурного перепада при агрегатно-поточной технологии

принимаются равными 0 ∆σsp2 = 0 Потери от деформации формы при электротермическом способе натяжения

арматуры не учитывают ∆σsp3 = 0 Потери от деформации анкеров при электротермическом способе натяжения

арматуры не учитывают ∆σsp4 = 0 Первые потери

∆σsp(1) =∆σsp1 + ∆σsp2 + ∆σsp3 + ∆σsp4 = 144 МПа Потери от усадки бетона

∆σsp5 = εbshmiddotEs εbsh ndash деформации усадки бетона значения которых можно принимать в зави-

симости от класса бетона равными 000020 ndash для бетона классов В35 и ниже 000025 ndash для бетона класса В40 000030 ndash для бетона классов В45 и выше ∆σsp5 = 00002middot2middot105 = 40 МПа Потери от ползучести бетона ∆σsp6 определяются по формуле

( )crbred

redsjspj

bpjcrbsp

IAy

2

6

80111

80

ϕαmicro

σαϕσ

+sdot

sdot++

sdot=∆

где φbcr ndash коэффициент ползучести бетона определяемый согласно п 6116[2] или по Приложению 15 Принимаем φbcr = 28 σbpj ndash напряжение в бетоне на уровне центра тяжести рассматриваемой j ndash ой группы стержней напрягаемой арматуры

(1) (1) opbp

red red

P P e yA I

σ = +

Р(1) ndash усилие предварительного обжатия с учетом только первых потерь еор ndash эксцентриситет усилия Р(1) относительно центра тяжести приведенного сече-ния yndash расстояние от центра тяжести приведенного сечения до рассматриваемого во-локна y = еор + 3(см)

b

s

EE

17

μspj ndash коэффициент армирования равный AspjA гдеА ndash площадь поперечного сече-ния элемента Aspj ndash площадь рассматриваемой группы стержней напрягаемой ар-матуры

Р(1) = Asp(σsp ndash ∆σsp(1)) σsp = 480 МПа = 48 кНсм2 ∆σsp(1) = 144МПа = 144кНсм2 Р(1) = 471(48 ndash 144) = 2193 кН еор = 78 см y=108см

2193 2193 78 108 029118264 1082368bpσ sdot sdot

= + = кНсм2 = 29МПа

σbplt09Rbp Rbp =10 МПа А = 179216 см2 0026280

161792714

==micro

( )6 2

08 727 28 29 419778 182641 727 0002628 1 1 08 28

1082368

spσ sdot sdot sdot∆ = =

sdot+ sdot + sdot + sdot

МПа

Полное значение первых и вторых потерь

( ) sum=

=

∆=∆6

12

i

ispisp σσ

(912[2])

∆σsp(2) = 144 + 40 + 4197 = 9637МПа При проектировании конструкции полные суммарные потери для арматуры

расположенной в растянутой при эксплуатации зоне сечения элемента следует принимать не менее 100МПа (п 9110[2]) поэтому принимаем ∆σsp(2) = 100 МПа

После того как определены суммарные потери предварительного напряже-ния арматуры можно определить Мcrc

(2)P = (σsp ndash ∆σsp(2))middotAsp

(2)P ndash усилие предварительного обжатия с учетом полных потерь

(2)P = (480 ndash 100) middot471 = 17898 кН Мcrc = 0135middot125274 + 17898middot1329 = 40698кНmiddotсм = 4070кНmiddotм Так как изгибающий момент от полной нормативной нагрузки

Мn = 3727 кНmiddotм меньше чем Мcrc =4070кНmiddotм то трещины в растянутой зоне от эксплуатационных нагрузок не образуются

Расчет прогиба плиты

Расчет изгибаемых элементов по прогибам производят из условия f le fult (8139 [2])

где f ndash прогиб элемента от действия внешней нагрузки fult ndash значение предельно допустимого прогиба При действии постоянных длительный и кратковременных нагрузок прогиб

балок или плит во всех случаях не должен превышать 1200 пролета Для свободно опертой балки максимальный прогиб определяют по формуле

max

2 1

=

rSlf

18

где S ndash коэффициент зависящий от расчетной схемы и вида нагрузки при действии равномерно распределенной нагрузки S = 548 при двух равных момен-тах по концам балки от силы обжатия ndash S = 18

max

1

r ndash полная кривизна в сечении с наибольшим изгибающим моментом от

нагрузки при которой определяется прогиб Полную кривизну изгибаемых элементов определяют для участков без тре-

щин в растянутой зоне по формуле

321

1111

minus

+

=

rrrr

где1

1

rndash кривизна от непродолжительного действия кратковременных нагру-

зок

2

1

rndash кривизна от продолжительного действия постоянных и длительных

нагрузок

3

1

rndash кривизна от непродолжительного действия усилия предварительно-

го обжатия Р(1)вычисленного с учётом только первых потерь те при действии момента (1) 0 pM P e= sdot

Кривизну элемента на участке без трещин определяют по формуле

redb IEM

r sdot=

1

1

где М ndash изгибающий момент от внешней нагрузки или момент усилия пред-варительного обжатия относительно оси проходящей через центр тяжести приве-денного сечения

Ired ndash момент инерции приведенного сечения Eb1 ndash модуль деформации сжатого бетона определяемый по формуле

crb

bb

EE

1 1 ϕ+=

гдеφbcr ndash коэффициент ползучести бетона принимаемый minus 018b crϕ = minus при непродолжительном действии нагрузки minus по табл612[2] или по Приложению15 в зависимости от класса бетона на сжатие и относительной влажности воздуха окружающей среды minus при продолжительном действии нагрузки minus при непродолжительном действии нагрузки Eb1=085Eb (8146[2]) Прогиб определяется с учетом эстетико-психологических требований те от

действия только постоянных и временных длительных нагрузок [1]

2 1

1 nl

b red

Mr E I

= sdot

nlM ndash изгибающий момент от продолжительного действия постоянных и дли-тельных нагрузок равный Мnl = 299 кНmiddotм (см п22)

19

33

1 102478310527

821sdot=

sdot=

+= b

bEE МПа = 724middot102кНсм2

52

2

1 2999 13827 10724 10 1082368r см

minus = = sdot sdot sdot

В запас жёсткости плиты оценим её прогиб только от постоянной и длитель-

ной нагрузок (без учёта выгиба от усилия предварительного обжатия) 5 25( 3827 10 ) 569 129 2845

48f см смminus= sdot sdot sdot = lt

Допустимый прогиб f = (1200)l = 569200 = 2845 см Так как f lt f ult можно выгиб в стадии изготовления не учитывать

20

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО

НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2

31 Исходные данные

Постоянная нагрузка та же что при расчете плиты перекрытия на действие нагрузки V =15 кНм2 (см п 21)

Нагрузки на 1м2 перекрытия Таблица 2

Вид нагрузки Нормативная нагрузка кНм2

Коэф-т надежности по нагрузке

γf

Расчетная нагрузка

кНм2

1 2 3 4 Постоянная нагрузка g 414 47

Временная Перегородки δ = 120 мм (при-веденная нагрузка длитель-ная) V p

05 12 06

Полезная (из задания) 45 12 54 в том числе кратковременная Vsh

29

12

348

длительная V lon 16 12 192 Итого временная нагрузка V 50 60 Временная нагрузка без учета перегородок V 0

45 54

Полная нагрузка g + V 914 107

Нагрузка на 1 погонный метр длины плиты при номинальной ее ширине 15м - расчетная постоянная g = 47middot15middot10 = 705 кНм - расчетная полная (g + V) = 107middot15middot10 = 1605 кНм - нормативная постоянная gп = 414middot15middot10 = 621 кНм - нормативная полная (gп + Vп) = 914middot15middot10 = 1371 кНм - нормативная постоянная и длительная (gп + Vlonп) = (414 + 21)middot15middot10 =

936 кНм

32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы

Определение внутренних усилий Материалы для плиты расчетный пролет и поперечное сечение те же что в

пункте 21 Усилия от расчетной полной нагрузки

( ) 2 20V 1605 569 6496

8 8g l

M кН м+ sdot sdot

= = = sdot

21

( ) 0V 1605 569 45662 2

g lQ кН

+ sdot sdot= = =

Усилия от нормативной нагрузки - полной

( ) 2 20V 1371 569 5548

8 8n n

п

g lM кН м

+ sdot= = = sdot

- постоянной и длительной ( ) 2 2

0 936 569 37888 8

n lon nn

g V lM кН м

+ sdot= = = sdot

Расчет по прочности на действие изгибающего момента

2 21 0

6496 011909 115 146 19m

b b f

MR b h

αγ

= = =sdot sdot sdot sdot sdot sdot

1 1 2 1 1 2 0119 01280435( 22)

m

R см пξ αξ= minus minus = minus minus sdot =

=

012 0277 060435R

ξξ

= = lt γs3 = 11

3

01

ss

fbbsp R

hbRA

γξγ sdotsdotsdotsdot

=

2

2

09 115 146 0128 19 642 11 52

520 52

sp

s

A см

R МПа кН см

sdot sdot sdot sdot= =

sdot

= =

Принимаем 6Oslash12А600 Аspef = 679 см2

Расчет по прочности при действии поперечной силы

Условие прочности по бетонной полосе между наклонными сечениями удо-влетворяется

4566 кНlt 22240кН(см п 22) Условие прочности по наклонному сечению

Q le Qb + Qsw допускается производить расчет наклонного сечения из условия

Q1geQb1+Qsw1 (860[2]) Qb1=05middotγb1middotRbmiddotbmiddoth0 (861[2]) Qsw1=qswmiddoth0 (862[2]) Qb1=05middot09middot009middot377middot19=2901кН

То поперечная арматура (хомуты) необходима по расчету для восприятия усилия

Qsw1 = 4566 ndash 2907 = 1665 кН

22

23

Поперечная арматура учитывается в расчете если qswgeqswmin

qswmin=025γb1Rbtb (п 8133[2])

Усилие в поперечной арматуре на единицу длины равно 1

0sw

swQqh

=

1665 087619swq = = кНсмltqswmin = 025middot09middot009middot377 = 0763кНсм

w

swswsw S

ARq sdot= (859[2])

Назначая шаг хомутов Sw = 10см le 05middoth0 (8311[3]) получаем 0876 10 0292

30sw w

swsw

q SARsdot sdot

= = = см2

Rsw = 300 МПа = 30 кНсм2 Проверяем прочность сечения при действии поперечной силы Условие

прочности Q1 le Qb1 + Qsw1 Q1 = 4566 кН - поперечная сила действующая в сечение Qb1 = 2901 кН Qsw1 = qswmiddoth0

30 078 23410

sw swsw

w

R AqSsdot sdot

= = = кнсм

Qsw1 = 234middot19 = 4446кН 4566 кН lt (2901 + 4466)кН 4566 кН lt 7347 кН

Прочность обеспечена Окончательно принимаем на приопорных участках плиты по четыре каркаса

с поперечной рабочей арматурой (хомутами) расположенной с шагомSw = 10см Для 4Oslash5 В500С в одном сечении имеем Аswef = 078см2gtАsw

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы

Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)

Ared = 184148 см2 Sred = 1975656 см3 у0= 1073 см

( ) ( )

( ) ( )

3 32 2

32 2 4

146 385 459 14146 385 22 1073 05 385 459 143 05 22 107312 12

149 385 149 385 1073 05 385 727 679 1073 3 1084577312

redI

см

sdot sdot= + sdot sdot minus minus sdot + + sdot sdot sdot minus +

sdot+ + sdot sdot minus sdot + sdot sdot minus =

3

0

10845773 1010791073

redred

IW смy

= = = sup 310845773 9623581127redW см= =

24

W= 125Wred = 125middot101079 = 126349 см3 101079 549184148

red

red

Wr смA

= = =

е0 = 1073 ndash 3 = 773 см eяр = 773 + 549 = 1322 см

Потери предварительного напряжения арматуры ∆σsp1 =144 МПа ∆σsp2 = 0 ∆σsp3 = 0 ∆σsp4 = 0 Таким образом первые потери составляют ∆σsp(1) =144 МПа

∆σsp5 = 40 МПа

11 орbp

red red

Pe yPA I

σ = + (см п 23)

Р1 = 679middot (48 ndash 144) = 31614 кН еор = 773 см 231614 31614 773 0414

183643 1081529bpσ sdot= + = кНсм2 = 414 МПа

0033980161792

096==micro

( )6 2

08 727 28 414 5803775 1836431 727 0003398 1 1 08 28

1081529

spσ sdot sdot sdot∆ = =

sdot+ sdot + sdot + sdot

МПа

То полные потери равны ∆σsp(2) = 144 + 40 + 5803 = 11203МПа Если полные потери будут меньше 100МПа следует принять σsp(2)= 100МПа

Р(2) = (480 ndash 112) middot609 = 24987кН Мcrc = RbtsermiddotW+P(2)middoteяр=0135middot126349 + 2498middot1322 = 50089кНmiddotсм =

5009кНmiddotм Изгибающий момент от полной нормативной нагрузки равен

Мn = 5548 кНmiddotмgtМсrс = 5009кНsdotм Следовательно трещины в растянутой зоне от эксплуатационных нагрузок

образуются

Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси Расчет по раскрытию трещин производят из условия

acrc le acrcult (8118[2]) acrc ndash ширина раскрытия трещины от действия внешней нагрузки acrcult ndash предельно допустимая ширина раскрытия трещин (п 826[4] При-

ложение 2) Для арматуры классов А240-А600 В500C величина acrcultсоставляет

03 мм ndash при продолжительном раскрытии трещин 04 мм ndash при непродолжительном раскрытии трещин

Ширину раскрытия нормальных трещин определяют по формуле

ss

sscrc l

Ea sdotsdotsdotsdotsdot=

σψϕϕϕ 321 (8128[4])

25

где σs ndash напряжение в продольной растянутой арматуре в нормальном сечении с трещиной от соответствующей внешней нагрузки

ls ndash базовое расстояние между смежными нормальными трещинами ψs ndash коэффициент учитывающий неравномерное распределение относительных

деформаций растянутой арматуры между трещинами допускается принимать ψs =1 если при этом условие 8118[2] не удовлетворяется значение ψs следу-ет определять по формуле 8138[2]

ϕ1 ndash коэффициент учитывающий продолжительность действия нагрузки при-нимаемый равным 10 ndash при непродолжительном действии нагрузки 14 ndash при продолжительном действии нагрузки

ϕ2 ndash коэффициент учитывающий профиль продольной арматуры и равный ϕ2 = 05 ndash для арматуры периодического профиля и канатной

ϕ3 ndash коэффициент учитывающий вид напряженного состояния и для изгибаемых элементов принимаемый равнымϕ3 = 10

Для прямоугольных тавровых и двутавровых сечений значение σsдопускает-ся определять по формуле

(2)( )s

ssp

M z PA

σminus

= (412 [5])

где z ndash плечо внутренней пары сил равное z=ςh0 а коэффициент ς определя-ется по табл 42 [5] или по Приложению 18 в зависимости от следующих пара-метров

)(

0

11

)2(0 bhAa

aPM

ebh

hbb spss

ss

fff

sdot==

minus= microϕ

Ms= Mn =5548 кНм=5548 кНсм P(2)ndashусилие предварительного обжатия с учетом полных потерь равное P(2)=24987 кН Производя вычисления получаем

0

(1460 459) 385 5548 2220442 222 117459 190 24987 190

sf s

ee смh

φ minus sdot= = = = = =

sdot

Коэффициент αs1 для всех видов арматуры кроме канатной можно прини-мать равным αs1=300Rbser=30015=20

где Rbser=15 МПа Тогда

1200 679 0156459 190samicro sdot

sdot = =sdot

По табл 42 [6] или по Приложению 18 определяем ς=082 z=ςh0=082190=1558 см

2(5548 1588) 24987 1564 1564 679s кН см МПаσ minus

= = =

26

С целью недопущения чрезмерных пластических деформаций в продольной рабочей арматуре напряжения σsвней (а точнее их приращение под действием внешней нагрузки) не должны превышать (Rsserndash σsp(2)) где σsp(2)ndash величина пред-варительного напряжения арматуры с учетом полных потерь те

(2) (2) 480 112 368 sp sp sp МПаσ σ σ= minus∆ = minus =

(2)1562 ( ) 600 368 232 s s ser spМПа R МПаσ σ= lt minus = minus = Как видим полученное значение σs удовлетворяет установленному ограни-

чению В противном случае следует увеличить площадь продольной рабочей ар-матуры

Значение базового расстояния между трещинами определяют по формуле

ss

bts d

AAl 50= (8217[2]) и принимают не менее 10d и 10 см и не более 40d

и 40 см Abtndash площадь сечения растянутого бетона As ndash площадь сечения растянутой арматуры Ширину раскрытия трещин acrc принимают - при продолжительном раскрытии

acrc = acrc1(8119[2]) - при непродолжительном раскрытии

acrc = acrc1 + acrc2 ndashacrc3 (8120[2]) где acrc1 ndash ширина раскрытия трещин от продолжительного действия посто-

янных и временных длительных нагрузок acrc2 ndash ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоян-

ных и временных (длительных и кратковременных) нагрузок acrc3 - ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоян-

ных и временных длительных нагрузок Базовое расстояние между смежными нормальными трещинами определяется

по формуле

ss

bts d

AAl 50=

Здесь Abt ndash площадь сечения растянутого бетона равная Abt = byt+(bf - b)hf

гдеyt ndash высота растянутой зоны которую для прямоугольных тавровых и двутавровых сечений допускается принимать по формуле

yt = ky0 Поправочный коэффициент kучитывает неупругие деформации растянутого

бетона и для двутавровых сечений принимается равным 095 Значение y0 ndash есть высота растянутой зоны бетона определяемая как для упругого материала по приведенному сечению по формуле

)(

)2(0

serbtred

red

RP

A

Sy

+=

27

Определяем

0

2

1975656 535 095 535 508 249871841480135

459 508 (1490 459) 385 6301

t

bt

y см y см

A см

= = = sdot =+

= sdot + minus sdot =

Значение Abt принимается равным площади сечения при ее высоте в пределах не менее 2а и не более 05h(п4233 [4]) те не менее

1490385+(6-385)459=6729 см2 и не более 45911+(149-459)385=90184 см2

следовательно принимаем Abt =6729см2 Тогда 246621

096967250 =sdotsdot=sl смПринимается не более 40d и не более 40см Оконча-

тельно принимается 40 см Поскольку изгибающий момент от постоянной и временной длительной нор-

мативной нагрузок Mnl=3788кНм меньше момента образования трещин Mcrc=5009кНм то приращение напряжений в продольной рабочей арматуре от внешней нагрузки (см формулу (412[5]) будет меньше нуля В этом случае сле-дует считатьacrc1= acrc3= 0 и определять только ширину раскрытия трещин acrc2 от непродолжительного действия постоянных длительных и кратковременных нагрузок при φl=10

2 5

156410 05 10 10 40 001564 0156 2 10crca см мм= sdot sdot sdot sdot = =sdot

Это значение необходимо сопоставить с предельно допустимой шириной раскрытия трещин acrcult принимаемой из условия обеспечения сохранности ар-матуры при непродолжительном раскрытии

acrc2ltacrcult=04 мм ndash условие (826[2]) или см Приложение 2 удовлетворя-ется

Расчет прогиба плиты

Расчет изгибаемых элементов по прогибам производят из условия flefult (8139[2])

где fndash прогиб элемента от действия внешней нагрузки fult ndash значение предельно допустимого прогиба (см п 23) Полная кривизна для участков с трещинами определяется по формуле

(102)[4] без учета кривизны от непродолжительного действия усилия обжатия и кривизны вследствие усадки и ползучести бетона

321

1111

+

minus

=

rrrr

где 1

1

rndash кривизна от непродолжительного действия всей нагрузки

2

1

r ndash кривизна от непродолжительного действия постоянных и

временных длительных нагрузок

28

3

1

r ndash кривизна от продолжительного действия постоянных и вре-

менных длительных нагрузок Так как прогиб плиты ограничивается эстетико-психологическими требова-

ниями

1

1

rndash

2

1

r ndash кривизна вызванная непродолжительным действием кратко-

временной нагрузки не учитывается Таким образом кривизна в середине пролета определяется только от про-

должительного действия постоянных и длительных нагрузок те при действии изгибающего момента Мnl = 3788 кНmiddotм

Для элементов прямоугольного и таврового сечений при hfle 03h0 кривизну

допускается определять по формуле (440 [5])

redbc

nl

EhbM

r 30

1sdotsdotsdot

где ϕс ndash коэффициент определяемый по табл 45 [5] или по Приложению 15в за-висимости от параметров

( )0

bhhbb ff

f

sdotminus=ϕ μmiddotαs2 и esh0

0bhAs=micro

redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α

При определении αs2допускается принимать 1=sψ Если при этом условие flefult не удовлетворяется то расчет производят с учетом коэффициента ψs опреде-ляемого по формуле

s

crcss σ

σψ 801minus= (8138[2])

где σscrc ndash приращение напряжений в растянутой арматуре в сечении с трещиной сразу после образования нормальных трещин при М = Мcrc σs ndash то же при действии рассматриваемой нагрузки

sp

ss A

PzM )2()( minus=σ (412 [5])

sp

crccrcs A

PzM )2(

)( minus=σ

z ndash расстояние от центра тяжести арматуры расположенной в растянутой зоне сечения до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне эле-мента

Ebred ndash приведенный модуль деформации сжатого бетона принимаемый равным

redb

serbredb

RE

1

ε

=

где εb1red =28sdot10-4 при продолжительном действии нагрузки при относительной влажности воздуха окружающей среды 75 ge W ge 40(табл610[2])

)2(PM

e ss = Ms = Mnl= 3788 кНmiddotм

Р(2) ndash усилие предварительного обжатия с учетом всех потерь Р(2) = 24987 кН

Определяем величины необходимые для нахождения ϕс

29

( ) ( ) 442019945

853945146

0

=sdotsdotminus

=sdotminus

=bh

hbb fffϕ

0

679 000779459 19

sAbh

micro = = =sdot

Коэффициент приведения арматуры к бетону

redb

redss E

E

2 =α (117[4]) Еsred =

s

sEψ

(118[4]) redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α принимаем sψ = 1

Приведенный модуль деформаций сжатого бетона

53571028

0154

1

=

sdot== minus

redb

serbredb

RE

εМПа = 5357кНсм2

5

22 10 37335357sαsdot

= = μmiddotαs2= 000779∙3733 = 0291 (2)

nls

MeP

=3788 1516

24987se = = см

0

1516 079819

seh

= =

Теперь по табл 45[5] или по таблице Приложения 15 путем интерполяции находимϕс = 0603

Определяем кривизну имея все данные 5

3

1 3788 1372 10 0603 459 19 5357r см

minus= = sdotsdot sdot sdot

20

5 2

5 1 485 372 10 569 126 2845 48 ult

f lr

f см f cмminus

= sdot sdot

= sdot sdot sdot = lt =

Условие 8139[2] удовлетворяется те жесткость плиты достаточна

30

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ Для опирания пустотных панелей принимается сечение ригеля высотой hb =

45 см или hb = 60 см для опирания ребристых панелей принимается сечение риге-ля высотой hb = 60 см Ригели могут выполняться обычными или предварительно напряженными Высота сечения обычного ригеля bb lh

asymp

101

151

41 Исходные данные Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м2 перекрытия принимаются те же

что и при расчете панели перекрытия Ригель шарнирно оперт на консоли колон-ны hb = 45 см Расчетный пролет (рис 6)

l0 = lb ndash b ndash 2times20 ndash 130 = 6300 ndash 400 ndash 40 ndash 130 = 5730 мм = 573 м где lb ndash пролет ригеля в осях

b ndash размер колонны 20 ndash зазор между колонной и торцом ригеля 130 ndash размер площадки опирания Расчетная нагрузка на 1 м длины ригеля определяется с грузовой полосы

равной шагу рам в данном случае шаг рам 6 м(табл 1) Постоянная (g) - от перекрытия с учетом коэффициента надежности по ответственности зда-

нияγп = 10 gfl =gmiddotlnmiddotᵞn= 47middot60middot10 = 282 кНм

гдеln ndashшаг рам - от веса ригеля

gbn = (02middot045 + 02middot025) middot2500middot10-2 = 35 кНм где 2500 кгм3 ndash плотность железобетона С учетом коэффициента надежно-

сти по нагрузке γf = 11 и по ответственности здания γп = 10 gb = 35middot11middot10 = 385 кНм

Итого постоянная нагрузка погонная те с грузовой полосы равной шагу рамg1=gfl+ gb = 282 + 385 = 321 кНм

Временная нагрузка (V) с учетом коэффициента надежности по ответствен-ности здания γп = 10 и коэффициента сочетания (см табл1)

1

1

0604AA

ϕ = +

где А1 = 9 м2для помещений указанных в поз 1212[1] А ndash грузовая площадь ригеля А = 60times63 = 378 м2

10604 0693378

9

ϕ = + =

На коэффициент сочетания умножается нагрузка без учета перегородок V1=( Vp+ 1ϕ middot V0)middotᵞnmiddotln

V1= (06+0693middot195)middot10middot60 = 1171кНм Полная погонная нагрузка

g1 + V1 = 321 + 1171 = 438кНм

31

32

42 Определение усилий в ригеле Расчетная схема ригеля ndash однопролетная шарнирно опертая балка пролетом

l0 Вычисляем значение максимального изгибающего момента М и максимальной поперечной силы Q от полной расчетной нагрузки

( ) 2 21 1 0V 438 573 17976

8 8g l

M кН м+ sdot

= = = sdot

( )1 1 0V 438 573 12552 2

g lQ кН

+ sdot= = =

Характеристики прочности бетона и арматуры - бетон тяжелый класса В30 расчетное сопротивление при сжатии Rb = 170

МПа при растяжении Rbt= 115 МПа (табл 68[2] приложение 4) γb1 = 09 (6112[2])

- арматура продольная рабочая класса А500С диаметром 10-40 мм расчетное сопротивление Rs = 435 МПа=435Кнсм2 поперечная рабочая арматура класса А400 диаметром 6-8 мм Rsw = 280 МПа=280Кнсм2 (табл 615[2])

43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента

Определяем высоту сжатой зоны х = ξmiddoth0 где h0 ndash рабочая высота сечения ригеля ξ ndash относительная высота сжатой зоны определяемая в зависимости от αт

h0 = (hb ndash 5) = 40 см

201 hbR

M

bbm sdotsdotsdot=γ

α

М = 17081кНmiddotм = 17081кНmiddotсм Rb = 17 МПа = 17 кНсм2 b ndash ширина сечения ригеля b = 20 см

2 21 0

17980 036709 17 20 40m

b b

MR b h

αγ

= = =sdot sdot sdot sdot sdot sdot

1 1 2 1 1 2 0367 0485mξ α= minus minus = minus minus sdot = высота сжатой зоны х = ξmiddoth0 = 0485middot40 = 1938см Граница сжатой зоны проходит в узкой части сечения ригеля следовательно

расчет ведем как для прямоугольного сечения Расчет по прочности нормальных сечений производится в зависимости от со-

отношения относительной высоты сжатой зоны бетона и граничной относитель-ной высоты ξR при которой предельное состояние элемента наступает по сжатой зоне бетона одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения равного расчетному сопротивлению Rs

Значение ξR определяется по формуле

0

2

08

1

RR

s el

b

xh

ξ εε

= =+

(81[2])

где εsel ndash относительная деформация растянутой арматуры при напряжениях равных Rs

33

s

sels E

R=ε Rs = 435 МПа Еs = 2middot105МПа

εb2 ndash относительная деформация сжатого бетона при напряжениях равных Rb принимаемая равной 00035 (п 6120 [2])

00217501002

4355 =

sdot=elsε

4930

0035000217501

80=

+=Rξ

значение ξR можно определить по табл 32 [4] или по Приложению 11 тк ξltξR

площадь сечения растянутой арматуры определяется по формуле 1 0 09 17 20 0485 40 1365

435b b

ss

R b hAR

γ ξsdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot= = = см2

Если ξgtξR следует увеличить сечение ригеля или повысить класс бетона или запроектировать в сжатой зоне сжатую рабочую арматуру с площадью Аs

Если ξ = ξR = 0493 х = 0493middot40 = 1972 см те при ξ le ξR граница сжатой зо-

ны всегда проходит в узкой части сечения ригеля По найденной площади сечения растянутой арматуры по сортаменту (При-

ложение 12) подбираем 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Аsef = 1388см2 741

40201008813 =

sdotsdot

=micro

Площадь подобранной арматуры должна быть больше требуемой по расчету площади или равна ей

Можно подобрать стержни одинакового диаметра так чтобы площадь подо-бранной арматуры отличалась бы от площади требуемой арматуры незначитель-но

44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил

Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил производится на основе модели наклонных сечений [3] Ригель опирается на колонну с помощью консолей скрытых в его подрезке (рис 8) те имеет место резко изменяющаяся высота сечения ригеля на опоре При расчёте по модели наклонных сечений должны быть обеспечены проч-ность ригеля по бетонной полосе между наклонными сечениями по наклонному сечению на действие поперечной силы и изгибающего момента Для ригелей с подрезками на опорах производится расчёт по поперечной силе для наклонных сечений проходящих у опоры консоли образованной подрезкой При этом в расчётные формулы вводится рабочая высота h01короткой консоли ри-геля Таким образом в качестве расчётного принимаем прямоугольное сечение с размерами 1 20 30 b h смtimes = times в котором действует поперечная силаQ=1255 кН от полной расчётной нагрузки Рабочая высота сечения ригеля в подрезке составляет

01 27 h см= вне подрезки (у опор) 0 42 h см= в средней части пролёта 0 40 h см= При диаметре нижних стержней продольной рабочей арматуры ригеля ds=22мм с учётом требований п10312[2] назначаем поперечные стержни (хо-

34

муты) Oslash8 А400 Их шаг на приопорном участке предварительно принимаем по конструктивным соображениям 1 10 ws см= что в соответствии с п10313[2] не превышает 05h01=135см и 30 см Значения прочностных характеристик бетона класса В30 входящие в расчётные зависимости принимаем с учётом коэффици-ента условий работы 1 09bγ = Расчёт ригеля по бетонной полосе между наклонными трещинами произво-дится из условия

1 1 01b b bQ R bhϕ γle (855[2]) где 1bϕ minus коэффициент принимаемый равным 03 Проверка этого условия даёт

Q=1255 кН le 03times09times17times20times27=24786 кН те принятые размеры сечения ригеля в подрезке достаточны Проверяем требуется ли поперечная арматура по расчёту из условия

min 1 0105b b btQ Q R bhγle = (8133[2]) те Q=1255 кН gtQbmin=05times09times0115times20times27=2795 кН

поэтому расчёт поперечной арматуры необходим Находим погонное усилие в хомутах для принятых выше параметров попе-речного армирования 2101 swA см= (2Oslash8 А400) 285 swR МПа= 1 10 ws см=

11

280 101 283 10

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

Расчёт ригеля с рабочей поперечной арматурой по наклонному сечению про-изводится из условия

b swQ Q Qle + (856[2]) где b swQ Q minus поперечные силы воспринимаемые соответственно бетоном и попе-речной арматурой в наклонном сечении которые находятся по формулам

22 1 01 b b bt

bR bhQc

ϕ γ= 075sw swQ q c=

где с minus длина проекции наклонного сечения на продольную ось элемента 2bϕ minus коэффициент принимаемый равным 15 (п 8133[2])

Подставляя эти выражения в (856[2]) из условия минимума несущей спо-

собности ригеля по наклонному сечению в виде 0Qc

part=

part находим наиболее опас-

ную длину проекции наклонного сечения равную 2 2

2 1 01

1

15 09 0115 20 27 3266075 075 283

b b bt

sw

R bhc смq

ϕ γ times times times times= = =

times

35

36

которая должна быть не более 2h01 = 54 см С учётом этой величины условие (856[2]) преобразуем к виду

21 01

2

15 075

15 09 0115 20 27 075 283 3266 13863 3266

b btsw

R b hQ q сc

Q кН

γsdot sdot sdot sdotle + sdot sdot

sdot sdot sdot sdotle + sdot sdot =

1255 кН lt 13863 кН те условие прочности ригеля по наклонному сечению в подрезке при действии поперечной силы соблюдается

Необходимо также убедиться в том что принятый шаг хомутов смsw 101 = не превышает максимального шага хомутов maxws при котором ещё обеспечивается прочность ригеля по наклонному сечению между двумя соседними хомутами те

2 21 0

1 max09 0115 20 2710 1202

1255b bt

w wR b hs см s см

Qγ sdot sdot sdot sdot sdot

= lt = = asymp

Выясним теперь на каком расстоянии от опор в соответствии с характером эпюры поперечных сил в ригеле шаг поперечной арматуры может быть увеличен Примем согласно п10313[2] шаг хомутов в средней части пролёта равным

2 0075 075 40 30 ws h см= = times = что не превышает 500 мм Погонное усилие в хо-мутах для этого участка составляет

22

280 101 0942 30

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

что не меньше минимальной интенсивности этого усилия при которой попереч-ная арматура учитывается в расчёте

min 1025 025 09 0115 20 052 sw b btq R b кН смγ= = times times times asymp Очевидно что условие 1 minsw swq q для опорных участков ригеля соблюдается с ещё большим запасом При действии на ригель равномерно распределённой нагрузкиq=g1+v1 длина участка с интенсивностью усилия в хомутах 1swq принимается не менее значения

1l определяемого по формуле min

1 1bQ Q

l cq

minus= minus и не менее

40l

где minbQ minus то же что в формуле (2) но при замене 01h на рабочую высоту сечения ригеля в пролёте 0 40h см= 1с minus наиболее опасная длина проекции наклонного сечения для участка где изменяется шаг хомутов определяется по формуле (стр 34) с заменой в ней 01h на 0h а также 1swq на 2swq но не более 02 h

Тогда имеем min 05 09 0115 20 40 414 bQ кН= times times times times =

2

115 09 0115 20 40 8385

075 0942с смtimes times times times= =

times

Поскольку 1 02 80 с h см= то принимаем 1 80 c см= q=g+V=438 кНм=

37

=0438 кНсм тогда

11255 414 80 11201

0 438l смminus= minus =

В ригелях с подрезками у концов последних устанавливаются дополнитель-ные хомуты и отгибы для предотвращения горизонтальных трещин отрыва у вхо-дящего угла подрезки (рис 8) Эти хомуты и отгибы должны удовлетворять условию прочности

011

0

sin (1 )sw sw sw s inchR A R A Qh

θ+ ge minus

здесь 01 0 h h minus рабочая высота сечения ригеля соответственно в короткой консоли подрезки и вне её

Для рассматриваемого примера со сравнительно небольшим значением попе-речной силы примем дополнительные хомуты у конца подрезки в коли-честве 2Oslash12 А500С с площадью сечения 2

1 226 swA см= отгибы использовать не будем Тогда проверка условия прочности даёт

2730 226 678 1255 (1 ) 44842

кН кНtimes = gt times minus =

те установленных дополнительных хомутов достаточно для предотвращения го-ризонтальных трещин отрыва у входящего угла подрезки

Расчёт по прочности наклонного сечения проходящего через входящий угол подрезки на действие изгибающего момента производится из условия

s sw s incM M M Mle + + где М minus момент в наклонном сечении с длиной проекции laquoсraquo на продольную ось элемента Мs МswMsinc minus моменты воспринимаемые соответственно про-дольной и поперечной арматуройа также отгибами пересекаемыми рассмат-риваемым наклонным сечением относительно противоположного конца наклон-ного сечения (в отсутствии отгибов 0s incM = )

В рамках курсового проекта этот расчет не выполняется

45 Построение эпюры материалов Продольная рабочая арматура в пролете 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Пло-

щадь этой арматуры Аs определена из расчета на действие максимального изги-бающего момента в середине пролета В целях экономии арматуры по мере уменьшения изгибающего момента к опорам два стержня обрываются в пролете а два других доводятся до опор Если продольная рабочая арматура разного диа-метра то до опор доводятся два стержня большего диаметра

Площадь рабочей арматуры Аsef = 1388см2 Определяем изгибающий мо-мент воспринимаемый сечением ригеля с полной запроектированной арматурой 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С(Аs = 1388см2)

Из условия равновесия RsmiddotAs = γb1sdotRbmiddotbmiddotx гдех = ξmiddoth0

01

hbRAR

bb

efss

sdotsdotsdot

sdot=γ

ξ

38

Rs = 435 МПа = 435 кНсм2 Rb = 170 МПа = 17 кНсм2

493040207190

8813543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х = ξmiddoth0 = 0493middot40 = 1972см Изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля определяется из

условия равновесия М = RsmiddotAs(h0 ndash05х) М(2Oslash20+2Oslash22)= 435middot1388middot(40 ndash 05middot1972) = 181979кНmiddotсм = 182кНmiddotм

182кНmiddotмgt 17081кНmiddotм то есть больше действующего изгибающего момента от полной нагрузки это значит что прочность сечения обеспечена

До опоры доводятся 2Oslash22 А500С h0 = 45 ndash 3 = 42 см (см рис 9) As=76 см2

257042207190

67543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х1 = ξmiddoth0 = 0257middot42 = 108см Определяем изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля с рабо-

чей арматурой в виде двух стержней доводимых до опоры М(2Oslash22) = RsmiddotAs(2Oslash22) (h0 ndash05х1) М(2Oslash22) = 435middot76middot(42 ndash 05middot108) = 1209996кНmiddotсм =121кНmiddotм

Откладываем в масштабе на эпюре моментов полученные значения изгибаю-щих моментов М(2Oslash20+2Oslash22) и М(2Oslash22) и определяем место теоретического обрыва ра-бочей арматуры ndash это точки пересечения эпюры моментов с горизонтальной ли-нией соответствующей изгибающему моменту воспринимаемому сечением ри-геля с рабочей арматурой в виде двух стержней М(2Oslash22) (рис 10)

Эпюра моментов для этого должна быть построена точно с определением значений изгибающих моментов в

81 в

82 и в

83 пролета

Изгибающий момент в любом сечении ригеля определяется по формуле ( )

2

2xvgxRM Axsdot+

minussdot= где RA ndash опорная реакция х ndash текущая координата

( ) 0 12552A

g v lR Q

+ sdot= = = кН

При 081 lx = = 0716 м

2

18

438 07161255 0716 7862

M кН мsdot= sdot minus = sdot

При 082 lx = = 1433 м

2

28

438 14331255 1433 13482

M кН мsdot= sdot minus = sdot

39

40

При 083 lx = = 2149 м

0

2

38

438 21491255 2149 16852l

M кН мsdot= sdot minus = sdot

Длина анкеровки обрываемых стержней определяется по следующей зависи-мости

ddqQw

sw

1552

ge+= где d ndash диаметр обрываемой арматуры

Поперечная сила Q определяется графически в месте теоретического обрыва в данном случае Q = 72кН

Поперечные стержни Oslash8 А400 Rsw = 285 МПа с Аsw = 101см2 в месте теоре-тического обрыва имеют шаг 10 см

88210

011528=

sdot=

sdot=

w

swswsw S

ARq кНсм

72 5 20 2252 288

W = + sdot =sdot

см что меньше15d=1520=30 см

Принимаем W = 30 см Место теоретического обрыва арматуры можно определить аналитически

Для этого общее выражение для изгибающего момента нужно приравнять момен-ту воспринимаемому сечением ригеля с арматурой 2Oslash22 А500

М(2Oslash22) = 121кНsdotм ( ) ( ) 2 2

0 438 573 4382 2 2 2

g V l g V x xМ x x+ sdot + sdot sdot sdot

= sdot minus = sdot minus

1255х ndash 219х2 = 121 х2 ndash 573х + 553 = 0

212 2865 2865 581 2865 16365х = plusmn minus = plusmn

х1 = 1228м х2 = 553м Это точки теоретического обрыва арматуры Длина обрываемого стержня будет равна 4502ndash 1228 + 2middot03 = 3874м При-

нимаем длину обрываемого стержня 4 м Определяем аналитически величину поперечной силы в месте теоретического

обрыва арматуры ( ) ( )0

2g V l

Q g V x+ sdot

= minus + sdot

438 573 438 1228 7172

Q кНsdot= minus sdot =

Графически поперечная сила была принята 72кН с достаточной степенью точности

41

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ Для проектируемого 8-этажного здания принята сборная железобетонная ко-

лонна сечением 40times40 см Для колонн применяется тяжелый бетон классов по прочности на сжатие не

ниже В15 а для сильно загруженных ndash не ниже В25 Армируются колонны про-дольными стержнями диаметром 16 hellip40 мм из горячекатаной стали А400 А500С и поперечными стержнями преимущественно из горячекатаной стали класса А240

51 Исходные данные Нагрузка на 1 м2 перекрытия принимается такой же как и в предыдущих рас-

четах (см табл 1) Нагрузка на 1 м2 покрытия

Таблица 3 Вид нагрузки Нормативная нагруз-

ка (γf= 1) кНм2

Коэффициент надежности

по нагрузке γf

Расчетная нагрузка

(γfgt 1) кНм2 1 2 3 4

Гидроизоляционный ковер (3 слоя) 0150 13 0195 Армированная цементно-песчаная стяжка δ = 40 мм ρ = 2200 кгм3

0880 13 1144

Керамзит по уклону δ = 100 мм ρ = 600 кгм3

0600 13 0780

Утеплитель ndash минераловатные пли-ты δ = 150 мм ρ = 150 кгм3

0225 12 0270

Пароизоляция 1 слой 0050 13 0065 Многопустотная плита перекрытия с омоноличиванием швов δ = 220 мм

3400 11 3740

Постоянная нагрузка (groof) 5305 6194 Временная нагрузка ndash снеговая S = Sg 1800middot07 = 1260 ndash 1800 в том числе длительная часть снего-вой нагрузки Sl

0630 ndash 0900

Полная нагрузка (groof+ S) 6565 7994 - полная кратковременная снеговая нагрузка и коэффициент μ принимаются по СП 20133302011 или по Приложению 16

42

Материалы для колонны Бетон ndash тяжелый класса по прочности на сжатие В25 расчетное сопротивле-

ние при сжатии Rb = 145 МПа (табл 68[2] Приложение 4) Арматура minus продольная рабочая класса А500С (диаметр 16 hellip40мм) расчётное сопро-

тивление Rs = Rsc = 435 МПа (табл 614[2] Приложение 7) minus поперечная ndash класса А240

52 Определение усилий в колонне

Рассчитывается средняя колонна подвального этажа высотой hfl = 28 м Вы-сота типового этажа hflтакже равна 28 м

Грузовая площадь колонныА = 6times63 = 378 м2 Продольная сила N действующая на колонну определяется по формуле

N = γn(g +Vp + φзV0) nmiddotA + gb(n + 1) + gcol(n + 1) + γn(groof + S)A где n ndash количество этажей В нашем случае n = 8А ndash грузовая площадь g VpV0 ndash соответственно постоянная и временная нагрузки на 1 м2 перекрытия по табл 1

Согласно табл 1 g = 47 кНм2 Vp = 06кНм2V0 = 195кНм2 groof ndash постоянная нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 (groof = 6194 кНм2) S ndash полная снеговая нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 gbndash собственный вес ригеля с учетом γf и γnдлиной (63 ndash 04) = 59 м gb= 385middot59 = 2272кН 385 кНм ndash погонная нагрузка от собственного веса ригеля (см расчет риге-

ля) gcol ndash собственный вес колонны gcol = γnmiddot γf middot ρmiddot Аcolmiddothfl = 10middot11middot2500(10-2) middot04middot04middot28 = 1232 кН φ3 ndash коэффициент сочетаний (коэффициент снижения временных нагрузок в

зависимости от количества этажей) определяемый по формуле (83[1]) 1

30 404n

ϕ minusϕ = +

где φ1= 069 (см расчет ригеля) 10693 0404 0504

8ϕ minus

= + =

N = 10middot(47 +06+ 0504middot195) middot8middot378 + 2272middot (8 + 1) + 1232middot (8 + 1) + + 10middot (6194 + 18) middot378 = 251745кН

53 Расчет колонны по прочности

Расчет по прочности колонны производится как внецентренно сжатого эле-мента со случайным эксцентриситетом еа

3313040

301

=== colа he см 470600280

600=== fl

а

he см еа = 1 см

Однако расчет сжатых элементов из бетона классов В15 hellipВ35 (в нашем слу-чае В25) на действие продольной силы приложенной с эксцентриситетом е0 =

33130

== colа

he см при гибкости l0hcollt 20 допускается производить из условия

N le Nult (816[2])

43

где Nult - предельное значение продольной силы которую может воспринять элемент определяемое по формуле

Nult le ϕ(γb1RbAb + RscAstot) (817[2]) где Ab ndash площадь сечения колонны Astot ndash площадь всей продольной арматуры в сечении колонны l0 ndash расчетная длина колонны подвала с шарнирным опиранием в уровне 1-го

этажа и с жесткой заделкой в уровне фундамента Rscndash расчетное сопротивление арматуры сжатию

l0 = 07(hfl + 15 см) = 07(280 + 15) = 2065 см l0hcol =206540=516lt20 Ab=4040=1600 см2

ϕ - коэффициент принимаемый при длительном действии нагрузки по табл 81[2] или по Приложению 18 в зависимости от гибкости колонны

При l0hcol =516 коэффициент ϕ = 092

1

251745 09 145 1600092 149

435

b b b

s totsc

N R AA

R

γφminus minus sdot sdot

= = = см2

Из условия ванной сварки выпусков продольной арматуры при стыке колонн минимальный ее диаметр должен быть не менее 20 мм

Принимаем 4Oslash22 А500С Asef = 152 см2 152 100 095 021600

micro = sdot = gt тк l0hcolasymp 5

Диаметр поперечной арматуры принимаем Oslash6 А240 (из условия сварки c продольной арматурой) Шаг поперечных стержней s = 300 мм что удовлетворяет конструктивным требованиям (п10314[2]) s le 15d = 15middot22 = 330 мми s le 500 мм

Если μgt3 то шаг поперечных стержней должен быть s le 10d иs le 300 мм Армирование колонны показано на рис11

44

45

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ

61 Исходные данные Грунты основания ndash пески средней плотности условное расчётное сопротив-

ление грунта R0 = 035 МПа = 0035 кНсм2 = 350 кНм2 Бетон тяжелый класса В25 Расчетное сопротивление растяжению

Rbt = 105 МПа γb1 = 09 Арматура класса А500С Rs = 435 МПа= 435кНсм2 Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах

γm = 20 кНм3 Высоту фундамента предварительно принимаем 90см C учётом пола подвала

глубина заложения фундамента Н1 = 105 см Расчетное усилие передающееся с колонны на фундамент N = 251745кН Нормативное усилие

Nn = Nγfm = 251745115 = 218735кН где γfm = 115 ndash усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке

62 Определение размера стороны подошвы фундамента Площадь подошвы центрально нагруженного фундамента определяется по

условному давлению на грунт R0 без учета поправок в зависимости от размеров подошвы фундамента и глубины его заложения

0 1

218735 665350 20 105

n

m

NAR Hγ

= = =minus minus sdot

м2

Размер стороны квадратной подошвы фундамента 665 258a A= = = м Принимаем а = 27 м (кратно 03 м) Давление на грунт от расчетной нагрузки

2

Npa

= =251745272 = 3453кНм2 lt R0

63 Определение высоты фундамента Рабочая высота фундамента из условия продавливания

504

2

10 pR

Nhh

btb

col

++minus=

γ

0 3

25174502 05 0 2 0698 0 49809 105 10 3453

h м= minus + = minus + =sdot sdot +

Полная высота фундамента устанавливается из условий 1) продавливания Hf =(h0+005)=0498 + 005 = 0548м 2) заделки колонны в фундаменте

Hf = 15hcol + 025(м) = 15middot04 + 025 = 085 м 3) анкеровки сжатой арматуры колонны Hf = han + 025(м) Базовая длина анкеровки необходимая для передачи усилия в арматуре с

полным расчетным сопротивлением Rs на бетон определяется по формуле [3]

sbond

ssan UR

ARh =0

где As и Us ndash соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения (в нашем случае для арматуры Oslash22

As = 3801см2 Us = πd = 314middot22 = 6908 см) Rbond ndash расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном принимае-

мое равномерно распределенным по длине анкеровки

46

Rbond = γb1middotη1middotη2middotRbt где η1 ndash коэффициент учитывающий влияние вида поверхности арматуры

Для горячекатаной арматуры периодического профиля η1 = 25 η2 - коэффициент учитывающий влияние размера диаметра арматуры при-

нимаемый равным 10 ndash при диаметре продольной арматуры dsle32 мм 09 ndash при ds = 36 мм и ds = 40 мм Rbond = 09middot25middot1middot105 = 236 МПа

0435 3801 10142 236 6908anh смsdot

= =sdot

Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле[3]

efs

calsanan A

Ahh

0α=

где Ascаlи Asef ndash площади поперечного сечения арматуры соответственно требуе-мая по расчету и фактически установленная (для нашего случая Ascаl= 149 см2 Asef = 152 см2) α ndash коэффициент учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного со-стояния бетона и арматуры Для сжатых стержней периодического профиля α = 075Тогда

149075 10142 745615 2anh = sdot sdot = см

Кроме того согласно требованиям [3] фактическую длину анкеровки необ-ходимо принимать han ge 03h0an = 03middot10142 = 3043 см

han ge 15ds = 15middot20 = 30 см han ge20 см Из четырех величин принимаем максимальную длину анкеровки те han = 7456см

Следовательно из условия анкеровки арматуры Hf = 7456 + 25 = 9952см

Принимаем трехступенчатый фундамент общей высотой 100 см и с высотой ступеней 30 см и 40 см При этом ширина первой ступени а1 = 11 м а второй а2 = 18 м

Проверяем отвечает ли рабочая высота нижней ступени h03 = 40 ndash 5 = 35см условию прочности при действии поперечной силы без поперечного армирования в наклонном сечении Для единицы ширины этого сечения (b = 100 см) должно выполняться условие

Q = pl le Qbmin = 05γb1Rbth03b Поперечная сила от давления грунта

Q = pl= 05(а - a2 - 2h03)р где а - размер подошвы фундамента

h03 = 40 ndash 5 = 35см р ndash давление на грунт от расчетной нагрузки (на единицу длины) Q = 05(27 ndash18 - 2middot035) middot34533 = 3453кН Q = 3453кНltQbmin = 05middot09middot105middot103middot035middot10 = 16538кН ndash прочность обеспе-

чена

47

64 Расчет на продавливание

Проверяем нижнюю ступень фундамента на прочность против продавлива-ния

Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производится из условия (887[2]) F le Fbult где Fbult - пре-дельное усилие воспринимаемое бетоном

Fbult = γb1RbtAb

где Fminusпродавливающая сила принимаемая равной продольной силе в колонне подвального этажа на уровне обреза фундамента за вычетом нагрузки создавае-мой реактивным отпором грунта приложенным к подошве фундамента в преде-лах площади с размерами превышающими размер площадки опирания (в дан-ном случае второй ступени фундамента 2 2 18 18 a a мtimes = times ) на величину 0h во всех направлениях Ab ndash площадь расчетного поперечного сечения расположен-ного на расстоянии 05h0от границы площади приложения силы Nс рабочей высо-той сечения h0 В нашем случае h0 = h03 = 025м

Площадь Ab определяется по формуле Ab = Umiddoth03

где U ndash периметр контура расчетного сечения (см рис12а) U = (а2 + 2middot05h03) middot4 = (18 + 2middot05middot035) middot4 = 86 м

Площадь расчётного поперечного сеченияAb = 86middot035 = 301м2 Продавливающая сила равна

F=N-pA1

здесь p=3453 кНм2 minus реактивный отпор грунта A1minusплощадь основания продавливаемого фрагмента нижней ступени фундамен-

та в пределах контура расчётного поперечного сечения равная A1=(a2+205h03)2=(18+205035)2=462 м2

Проверка условия (697) [3] показывает

F=92202 кН lt 09105103301 = 284445 кН

те прочность нижней ступени фундамента против продавливания обеспече-на

48

49

65 Определение площади арматуры подошвы фундамента Подбор арматуры производим в 3-х вертикальныхсечениях фундамента

что позволяет учесть изменение параметров его расчётной схемы в качестве ко-торой принимается консольная балка загруженная действующим снизу вверх равномерно распределенным реактивным отпором грунта Для рассматривае-мых сечений вылет и высота сечения консоли будут разными поэтому выявить наиболее опасное сечение можно только после определения требуемой площади арматуры в каждом из них (см рис13)

Сечение I-I МI-I = 0125р (а ndash hcol)2middot a = 0125middot34533(27 ndash 04)2middot27 = 61654кНmiddotм Площадь сечения арматуры определяем по формуле

2

01

61654 10 165709 09 95 435

I IsI

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение II-II МII-II= 0125р(аndash а1)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 11)2middot27 = 29836кНmiddotм

2

02

29836 10 117209 09 65 435

II IIsII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение III-III МIII-III= 0125р(аndash а2)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 18)2middot27 = 944кНmiddotм

2

03

944 10 68809 09 35 435

III IIIsIII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Из трёх найденных значений подбор арматуры производим по максимально-му значению теAsmax = 1657см2

Шаг стержней принимается от 150 ммдо 300 мм (кратно 50 мм) При ширине подошвы фундамента а le 3 мминимальный диаметр стержней dmin = 10 мм при аgt3 мdmin = 12 мм

Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлени-ях арматурой из стержней Oslash14 А500с шагом 250 мм

Имеем 11Oslash14 А500С с As = 16929см2gtAsI = maxsA = 1657см2 Процент армирования μ

- в сечении I-I 11 01

16929100 100 0156 01110 95

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении II-II 22 02

16929100 100 0145 01180 65

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении III-III 33 03

16929100 100 0179 01270 35

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

Так как во всех сечениях μigtμmin=01 количество принятой арматуры оставляем без изменений В случае μiltμmin=01 диаметр принятой арматуры следует увеличить или уменьшить ее шаг

Конструкция фундамента приведена на рис13

50

51

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 СП 20133302011 Нагрузки и воздействия Актуализированная редакция СНиП 20107-85 М ГУП ЦПП 2011

2 СП 63133302012 Бетонные и железобетонные конструкции Основные положения Актуализированная редакция СНиП 52-101-2003 М ФГУП ЦПП 2004

3 ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований 4 СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные кон-

струкции М ФГУП ЦПП 2005 5 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из

тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

6 Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетон-ных конструкций из тяжелого бетона (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

52

ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Минимальный класс бетона элементов с предварительно напряженной арматурой

Таблица 4

Характеристика напрягаемой Класс бетона арматуры не ниже

Арматура классов

А540-А800

В20 А1000 В30

Арматура классов

Вр1200 Вр1300

В30 Вр1400 Вр1600 Вр1600 В20

К1400 К1500 К1600 К1700 В30

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин ndash acrсult из условия обеспечения сохранности арматуры

Таблица 5

Для элементов к которым не предъявляются требования непрониwаемости значения acrсult принимают равными

При арматуре классов

При продолжительном рас-крытии трещин мм

При непродолжительном раскрытии трещин мм

А240-А600 В500 03 04

А800А1000 Вр1200-Вр1400 К1400К1500(К-19) К1500(К-7)К1600 диаметром 12 мм

02 03

Вр1500 К1500(К-7)К1600 диамет-ром 6 и 9 мм

01 02

53

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Нормативные сопротивления бетона Rbnи Rbtn

Таблица 6

Вид сопротивления

Нормативные сопротивления бетона RbnиRbtn и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй

группы RbserиRbtser МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осевое (призменная прочность)

Rbn и Rbser

75 110 150 185 220 255 290 320 360 395 430

Растяже-ние осевое

Rbtn Rbtser 085 110 135 155 175 195 210 225 245 260 275

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Расчетные сопротивления бетона Rbи Rbt Таблица 7

Видсопротивления

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbи Rbt МПа при классе бетона

по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осе-вое(призменная прочность)

Rb

60 85 115 145 170 195 220 250 275 300 330

Растяжение осевое Rbt

056 075 090 105 115 130 140 150 160 170 180

Полностью таблицы нормативных и расчетных сопротивлений бетона см [2]

54

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения начального модуля упругости бетона Еь Таблица 8

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еьmiddot10-3 МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

190 240 275 300 325 345 360 370 380 390 395

55

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rsn

Таблица 9

Арматура классов

Номинальный диаметр арматуры мм

Нормативные значения сопротивления растяжению Rsnи расчетные значения сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы Rsser МПа

А240 6-40 240

А400 6-40 400

А500 10-40 500

А540 20-40 540

А600 10-40 600

А800 10-32 800

А1000 10-32 1000

В500 3-12 500

Вр500 3-5 500

Вр1200 8 1200

Вр1300 7 1300

Вр1400 4 5 6 1400

Вр1500 3 1500

Вр1600 3-5 1600

К1400(К-7) 15 1400

К1500(К-7) 6 9 12 1500

К1500(К-19) 14 1500

К1600 6 9 12 15 1600

К1700 6-9 1700

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 6: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

6

7

8

2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ

НАГРУЗКЕ V =15 кНм2 21 Исходные данные

Нагрузки на 1 м2 перекрытия Таблица 1

Вид нагрузки Нормативная нагрузка кНм2

Коэффициент надежности по нагрузке γf

Расчетная нагрузка

кНм2 1 2 3 4

Постоянная Полы ndash паркет на мастике δ = 20 мм Цементно-песчаная стяжка δ = 30 мм ( 318 кН мγ = ) Многопустотная сборная плита перекрытия с омоноличиванием швов δ = 220 мм

020

054

34

13

13

11

026

070

374

Итого постоянная нагрузка g 414 47 Временная

Перегородки δ = 120 мм (приве-денная нагрузка длительная)Vр

05 12 06

Полезная (из задания) 15 13 195 в том числе кратковременная Vsh

12

13

156

длительная Vlon 03 13 039 Итого временная нагрузка V 20 255 Временная нагрузка без учета перегородок V0

15 195

Полная нагрузка g + V 614 725 Примечание коэффициент надежности по нагрузке γf для временной (полез-

ной) нагрузки принимается 13 ndash при полном нормативном значении нагрузки менее 2 кПа (кНм2) 12 ndash при полном нормативном значении нагрузки 2 кПа (кНм2) и более [1] Нагрузка на 1 погонный метр длины плиты при номинальной её ширине 15 м

с учетом коэффициента надежности по ответственности здания γп = 10 minusрасчетная постоянная g = 47middot15middot10 = 705кНм minusрасчетная полная (g + V) = 725middot15middot10 = 1088кНм minus нормативная постоянная gп = 414middot15middot10 = 621кНм minusнормативная полная (gп + Vп) = 614middot15middot10 = 921кНм minus нормативная постоянная и длительная (gп + Vlonп) = (414 + 08) middot15middot10 =

741 кНм

Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м

9

Материалы для плиты Бетон тяжелый класса по прочности на сжатие В20 Rbn = Rbser = 150 МПа Rbtn = Rbtser = 135МПа (табл 67[2] Приложение 3) Rb = 115МПа Rbt = 09 МПа (табл 68 [2] Приложение 4) γb1 = 09 (п 6112[2]) Начальный модуль упругости бетона Еb = 275middot103МПа (табл 611 [2] При-

ложение 5) Технология изготовления плиты ndash агрегатно-поточная Плита подвергается

тепловой обработке при атмосферном давлении Натяжение напрягаемой армату-ры осуществляется электротермическим способом

Арматура minusпродольная напрягаемая класса А600

Rsn = Rsser = 600 МПа(табл 613 [2] Приложение 6) Rs = 520 МПа (табл 614 [2] Приложение 7) Еs = 20 middot105МПа (пункт 6212 [2])

minus ненапрягаемая класса В500 Rs = 435 МПа (табл 619 [2] Приложение 7) Rsw = 300МПа(табл 615 [2] Приложение 8)

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы

Определение внутренних усилий Расчетный пролет плиты в соответствии с рис2

ммll 695)310(2090

20900100101010060 =minus=minusminusminusminusminusminus=

Поперечное конструктивное сечение плиты заменяется эквивалентным двутавро-вым сечением (рис3) Размеры сечения плитыh = 22 см

h0 = h ndash a = 22 ndash 3 = 19 см fhprime =hf = (22 ndash 159) middot05 = 305 см bf = 149 см fbprime = 149 ndash 3 = 146 см b = 149 ndash 159middot7 = 377 см Плита рассчитывается как однопролетная шарнирно-опертая балка загру-

женная равномерно-распределенной нагрузкой (рис4) Усилия от расчетной полной нагрузки minus изгибающий момент в середине пролета

( )мкН

lgM sdot=

sdot=

+= 0344

86958810

8V 22

0

minus поперечная сила на опорах ( )

кНlg

Q 95302

69588102V 0 =

sdot=

+=

Усилия от нормативной нагрузки (изгибающие моменты) minus полной

( )мкН

lgM nn

n sdot=sdot

=+

= 27378

6952198V 22

0

minus постоянной и длительной

10

( )мкН

lgM nlonn

nl sdot=sdot

=+

= 99298

6954178V 22

0

Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего

момента При расчете по прочности расчетное поперечное сечение плиты принимается

тавровым с полкой в сжатой зоне (свесы полок в растянутой зоне не учитывают-ся)

При расчете принимается вся ширина верхней полки fbprime = 146 см так как

146 377 1 15415 578 9632 2 6 6

fb bl см

prime minus minus= = = sdot =

где l ndash конструктивный размер плиты Положение границы сжатой зоны определяется из условия

1 0( 05 )fx h b b f f fM M R b h h hγprime= prime prime primele = sdot sdot minus

где М ndash изгибающий момент в середине пролета от полной нагрузки (g + V)

fx hM prime= minus момент внутренних сил в нормальном сечении плиты при котором нейтральная ось проходит по нижней грани сжатой полки Rb ndash расчетное сопротивление бетона сжатию остальные обозначения приняты в соответствии с рис3

Если это условие выполняется граница сжатой зоны проходит в полке и площадь растянутой арматуры определяется как для прямоугольного сечения ши-риной равной fbprime

4403 кНmiddotсмle 09middot115middot146middot305(19 ndash 05middot305) = 8054кНmiddotсм Rb = 115 МПа = 115 кНсм2

4403 кНmiddotмlt 8054 кНmiddotм ndash условие выполняется те расчет ведем как для пря-моугольного сечения Далее определяем

2 21 0

4403 008109 115 146 19m

b b f

MR b h

αγ

= = =primesdot sdot sdot sdot sdot sdot

minussdot=

21 ξξαm 1 1 2 0077 00843ξ = minus minus sdot =

0hx

=ξ minus относительная высота сжатой зоны бетона должно выполняться

условие ξ le ξR где ξR ndash граничная относительная высота сжатой зоны Значение ξRопределяется по формуле

0

2

08

1

RR

s el

b

xh

ξ εε

= =+

(32 [4])

где εsel ndash относительная деформация арматуры растянутой зоны вызванная внеш-ней нагрузкой при достижении в этой арматуре напряжения равного Rs εb2 ndash относительная деформация сжатого бетона при напряжениях равных Rb принимаемая равной 00035 (п 6120[2])

11

Для арматуры с условным пределом текучести значение εsel определяется по формуле

400 s sps el

s

RE

σε

+ minus=

(арматура А600 имеет словный предел текучести) (п 916[2]) где σsp ndash предварительное напряжение в арматуре с учетом всех потерь и ко-

эффициентом γsp = 09 Предварительное напряжение арматуры σsp принимают не более 09Rsn для

горячекатаной и термомеханически упрочненной арматуры (А600) и не более 08Rsnдля холоднодеформированной арматуры и арматурных канатов (911[2])

Принимаем σsp = 08Rsn = 08middot600 = 480 МПа При проектировании конструкций полные суммарные потери следует прини-

мать не менее 100 МПа (п 2239 [4]) ∆σsp(2)j = 100 МПа При определении εsel

σsp = 09middot480 - 100 = 332 МПа

0029401002

3324005205 =

sdotminus+

=elsε 4350

003500029401

80=

+=Rξ ξ le ξR

Площадь сечения арматуры определяем по формуле 1 0

b b f

sp efs

R b hA

Rγ ξsdot sdot sdot sdot

=

Если соблюдается условие ξ le ξR расчетное сопротивление напрягаемой ар-матуры Rs допускается умножать на коэффициент условий работыγs3 учитываю-щий возможность деформирования высокопрочных арматурных сталей при напряжениях выше условного предела текучести и определяемый по формуле

112502513 leminus=R

s ξξγ (32 [5])

ЕслиRξξ lt06 что для плит практически всегда соблюдается можно принимать

максимальное значение этого коэффициента те γs3 = 11 2

2

09 115 146 00843 19 4 23 11 52

520 52

sp ef

s

A см

R МПа кН см

sdot sdot sdot sdot= =

sdot

= =

Принимаем 6Oslash10 А600 Аspef = 471 см2 Напрягаемые стержни должны располагаться симметрично и расстояние

между ними должно быть не более 400 мм и не более 15h при hgt 150 мм (п 1038[2])

Расчет по прочности при действии поперечной силы Поперечная сила от полной нагрузки Q = 3095 кН Расчет предварительно напряженных элементов по сжатой бетонной полосе

между наклонными сечениями производят из условия Q le φb1middotγb1middotRbmiddotbmiddoth0 (855 [2])

φb1 - коэффициент принимаемый равным 03 (п 8132 [2])

12

b - ширина ребра b = 377 см Qle 03middot09middot115middot377middot19 = 2224 3095 кН lt 2224 кН

Расчет предварительно напряженных изгибаемых лементов по наклонному сечению производят из условия

Q le Qb + Qsw (856[2]) Q - поперченная сила в наклонном сечение Qb - поперечная сила воспринимаемая бетоном в наклонном сечении Qsw - поперечная сила воспринимаемая поперечной арматурой в наклонном

сечении 2 1 0 b b bt

bR b hQc

γϕ sdot sdot sdot sdot= принимаем не более 025middotγb1middotRbtmiddotbmiddoth0 и не

менее 05middotγb1middotRbtmiddotbmiddoth0 φb2 - коэффициент принимаемый равным 03 (п 8133 [2]) Rbt = 09 МПа = 009 кНсм2 Qb = 05γb1middotRbtmiddotbmiddoth0 = 05middot09middot009middot377middot19 = 2901кН Действующая в сечении поперченная сила Q = 3095 кН gt 2901 кН следова-

тельно необходимо установка поперечной арматуры по расчету (Если поперечная сила действующая в сечение меньше чем Qbmin то поперечную арматуру можно не устанавливать

Допускается производить расчет прочности наклонного сечения из условия Q1geQb1+Qsw1 (860[2]) Qb1=05middotγb1middotRbmiddotbmiddoth0 (861[2]) Qsw1=qswmiddoth0 (862[2]) Qb1=Qbmin=2901кН Qsw1=Q1-Qb1=3095 - 2901=194кН qsw=Qsw1h0=19419=0102 кНсм поперченая арматура учиты-

вается в расчете если qsw ge qswmin qswmin=025middotγb1middotRbtmiddotb=025middot09middot009middot377=0763 кНсм

Принимаем qsw = qswmin=0763 кНсм sw sw

sww

R Aqs

= (859[2])

Назначаем шаг хомутов sw=10см le 05h0 (п 10313[2]) получаем 20763middot10 0254

30sw w

swsw

q SA смR

= = = Rsw = 300 МПа = 30 кНсм2

Принимаем на приопорных участках плиты по четыре каркаса длинной рав-ной 14 продольного размера плиты с поперечной рабочей арматурой располо-женной с шагом Sw = 10 см Для 4Oslash4B500C в одном сечение имеем

Aswef = 05см2 gt Asw проверяем прочность сечения 230middot05 1510

swq см= =

Qsw1=15middot19 = 285 Q1 lt Qb1 + Qsw1 3095кН lt 2901кН+285кН

3095кН lt 5751кН так как условие выполняется то прочность по наклонно-му сечению обеспечена

13

14

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы Геометрические характеристики приведенного сечения

Круглое очертание пустот заменим эквивалентным квадратным со стороной с = 09d = 09middot159 = 143 см

Размеры расчетного двутаврового сечения толщина полок fhprime = hf= (22 ndash 143)middot05 = 385 см ширина ребраb = 146 ndash 143middot7 = 459 см

ширина полок fbprime = 146 см bf= 149 см Определяем геометрические характеристики приведенного сечения

27710527

1023

5

=sdot

sdot==

b

s

EEα

Площадь приведенного сечения Ared = A + αAs = f fb hprime primesdot + bfmiddothf+ bmiddotс + αAsp = (146 + 149)middot385 + 459middot143 +

+727middot471 = 18264 см2 А = 179216 см2 ndash площадь сечения бетона Статический момент приведенного сечения относительно нижней грани Sred= f fb hprime primesdot ( hndash 05 fhprime ) + bfmiddot hfmiddot05hfmiddot + bmiddotсmiddot05h +αmiddotAspmiddotа = = 146middot385middot(22 ndash 05middot385) +149middot385middot05middot385 + 459middot143middot05middot22 +

+ 727middot471middot3 = 197112 см3 Удаление центра тяжести сечения от его нижней грани

смASу

red

red 810791041826219711

0 asymp===

Момент инерции приведенного сечения относительно его центра тяжести

( ) ( )

( ) ( ) ( )

( )

3 332 20 0

32 2 20 0

3 32

( )05 05

12 12 12146 38505 146 385 22 108 05 385

12459 143 149 385459 143 05 22 108 149 385 108 05

12 12

f f f fred f f f

f f f sp

b h b hbcI b h h y h b c h y

b h y h A y aα

prime prime sdotprime prime prime= + sdot sdot minus minus + + sdot sdot minus + +

sdot+ sdot sdot minus + sdot minus = + sdot sdot minus minus sdot +

sdot sdot+ + sdot sdot sdot minus + + sdot sdot minus sdot( )

( )

2

2 4

385

727 471 108 3 1082368 см

+

+ sdot sdot minus =

Момент сопротивления приведенного сечения по нижней грани 3

0

910021810

8108236 смy

IW redred ===

То же по верхней грани sup 3

0

9664redred

IW смh y

= =minus

Расчет предварительно напряженных изгибаемых элементов по раскрытию трещин производят в тех случаях когда соблюдается условие

М gt Mcrc (8116[2]) М ndash изгибающий момент от внешней нагрузки (нормативной)

15

Mcrc ndash изгибающий момент воспринимаемый нормальным сечением элемента при образовании трещин и равный

Mcrc = RbtsermiddotWpl + Pmiddoteяр (936[2]) Wplndash момент сопротивления приведенного сечения для крайнего растянутого

волокна eяр = еор + r ndash расстояние от точки приложения усилия предварительного об-

жатия до ядровой точки наиболее удаленной от растянутой зоны еор ndash то же до центра тяжести приведенного сечения r ndash расстояние от центра тяжести приведенного сечения до ядровой точки Wpl= 125Wred для двутаврового симметричного сечения (табл41[6]) Р ndash усилие предварительного обжатия с учетом потерь предварительного

напряжения в арматуре соответствующих рассматриваемой стадии работы эле-мента Определяем

смAWr

red

red 49541826910021===

еoр = у0 ndash а = 108 ndash 3 = 78 см eяр = 78 + 549 = 1329 см Wpl = 125middot100219 = 125274 см3

16

Потери предварительного напряжения арматуры Первые потери предварительного напряжения включают потери от релакса-

ции напряжений в арматуре потери от температурного перепада при термической обработке конструкций потери от деформации анкеров и деформации формы (упоров)

Вторые потери предварительного напряжения включают потери от усадки и ползучести бетона при натяжении арматуры на упоры (п 9112[2])

Потери от релаксации напряжений арматуры ∆σsp1 определяют для арматуры классов А600-А1000 при электротермическом способе натяжения в соответствии с п 91[2]

∆σsp1 = 003σsp = 003middot480 = 144 МПа Потери от температурного перепада при агрегатно-поточной технологии

принимаются равными 0 ∆σsp2 = 0 Потери от деформации формы при электротермическом способе натяжения

арматуры не учитывают ∆σsp3 = 0 Потери от деформации анкеров при электротермическом способе натяжения

арматуры не учитывают ∆σsp4 = 0 Первые потери

∆σsp(1) =∆σsp1 + ∆σsp2 + ∆σsp3 + ∆σsp4 = 144 МПа Потери от усадки бетона

∆σsp5 = εbshmiddotEs εbsh ndash деформации усадки бетона значения которых можно принимать в зави-

симости от класса бетона равными 000020 ndash для бетона классов В35 и ниже 000025 ndash для бетона класса В40 000030 ndash для бетона классов В45 и выше ∆σsp5 = 00002middot2middot105 = 40 МПа Потери от ползучести бетона ∆σsp6 определяются по формуле

( )crbred

redsjspj

bpjcrbsp

IAy

2

6

80111

80

ϕαmicro

σαϕσ

+sdot

sdot++

sdot=∆

где φbcr ndash коэффициент ползучести бетона определяемый согласно п 6116[2] или по Приложению 15 Принимаем φbcr = 28 σbpj ndash напряжение в бетоне на уровне центра тяжести рассматриваемой j ndash ой группы стержней напрягаемой арматуры

(1) (1) opbp

red red

P P e yA I

σ = +

Р(1) ndash усилие предварительного обжатия с учетом только первых потерь еор ndash эксцентриситет усилия Р(1) относительно центра тяжести приведенного сече-ния yndash расстояние от центра тяжести приведенного сечения до рассматриваемого во-локна y = еор + 3(см)

b

s

EE

17

μspj ndash коэффициент армирования равный AspjA гдеА ndash площадь поперечного сече-ния элемента Aspj ndash площадь рассматриваемой группы стержней напрягаемой ар-матуры

Р(1) = Asp(σsp ndash ∆σsp(1)) σsp = 480 МПа = 48 кНсм2 ∆σsp(1) = 144МПа = 144кНсм2 Р(1) = 471(48 ndash 144) = 2193 кН еор = 78 см y=108см

2193 2193 78 108 029118264 1082368bpσ sdot sdot

= + = кНсм2 = 29МПа

σbplt09Rbp Rbp =10 МПа А = 179216 см2 0026280

161792714

==micro

( )6 2

08 727 28 29 419778 182641 727 0002628 1 1 08 28

1082368

spσ sdot sdot sdot∆ = =

sdot+ sdot + sdot + sdot

МПа

Полное значение первых и вторых потерь

( ) sum=

=

∆=∆6

12

i

ispisp σσ

(912[2])

∆σsp(2) = 144 + 40 + 4197 = 9637МПа При проектировании конструкции полные суммарные потери для арматуры

расположенной в растянутой при эксплуатации зоне сечения элемента следует принимать не менее 100МПа (п 9110[2]) поэтому принимаем ∆σsp(2) = 100 МПа

После того как определены суммарные потери предварительного напряже-ния арматуры можно определить Мcrc

(2)P = (σsp ndash ∆σsp(2))middotAsp

(2)P ndash усилие предварительного обжатия с учетом полных потерь

(2)P = (480 ndash 100) middot471 = 17898 кН Мcrc = 0135middot125274 + 17898middot1329 = 40698кНmiddotсм = 4070кНmiddotм Так как изгибающий момент от полной нормативной нагрузки

Мn = 3727 кНmiddotм меньше чем Мcrc =4070кНmiddotм то трещины в растянутой зоне от эксплуатационных нагрузок не образуются

Расчет прогиба плиты

Расчет изгибаемых элементов по прогибам производят из условия f le fult (8139 [2])

где f ndash прогиб элемента от действия внешней нагрузки fult ndash значение предельно допустимого прогиба При действии постоянных длительный и кратковременных нагрузок прогиб

балок или плит во всех случаях не должен превышать 1200 пролета Для свободно опертой балки максимальный прогиб определяют по формуле

max

2 1

=

rSlf

18

где S ndash коэффициент зависящий от расчетной схемы и вида нагрузки при действии равномерно распределенной нагрузки S = 548 при двух равных момен-тах по концам балки от силы обжатия ndash S = 18

max

1

r ndash полная кривизна в сечении с наибольшим изгибающим моментом от

нагрузки при которой определяется прогиб Полную кривизну изгибаемых элементов определяют для участков без тре-

щин в растянутой зоне по формуле

321

1111

minus

+

=

rrrr

где1

1

rndash кривизна от непродолжительного действия кратковременных нагру-

зок

2

1

rndash кривизна от продолжительного действия постоянных и длительных

нагрузок

3

1

rndash кривизна от непродолжительного действия усилия предварительно-

го обжатия Р(1)вычисленного с учётом только первых потерь те при действии момента (1) 0 pM P e= sdot

Кривизну элемента на участке без трещин определяют по формуле

redb IEM

r sdot=

1

1

где М ndash изгибающий момент от внешней нагрузки или момент усилия пред-варительного обжатия относительно оси проходящей через центр тяжести приве-денного сечения

Ired ndash момент инерции приведенного сечения Eb1 ndash модуль деформации сжатого бетона определяемый по формуле

crb

bb

EE

1 1 ϕ+=

гдеφbcr ndash коэффициент ползучести бетона принимаемый minus 018b crϕ = minus при непродолжительном действии нагрузки minus по табл612[2] или по Приложению15 в зависимости от класса бетона на сжатие и относительной влажности воздуха окружающей среды minus при продолжительном действии нагрузки minus при непродолжительном действии нагрузки Eb1=085Eb (8146[2]) Прогиб определяется с учетом эстетико-психологических требований те от

действия только постоянных и временных длительных нагрузок [1]

2 1

1 nl

b red

Mr E I

= sdot

nlM ndash изгибающий момент от продолжительного действия постоянных и дли-тельных нагрузок равный Мnl = 299 кНmiddotм (см п22)

19

33

1 102478310527

821sdot=

sdot=

+= b

bEE МПа = 724middot102кНсм2

52

2

1 2999 13827 10724 10 1082368r см

minus = = sdot sdot sdot

В запас жёсткости плиты оценим её прогиб только от постоянной и длитель-

ной нагрузок (без учёта выгиба от усилия предварительного обжатия) 5 25( 3827 10 ) 569 129 2845

48f см смminus= sdot sdot sdot = lt

Допустимый прогиб f = (1200)l = 569200 = 2845 см Так как f lt f ult можно выгиб в стадии изготовления не учитывать

20

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО

НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2

31 Исходные данные

Постоянная нагрузка та же что при расчете плиты перекрытия на действие нагрузки V =15 кНм2 (см п 21)

Нагрузки на 1м2 перекрытия Таблица 2

Вид нагрузки Нормативная нагрузка кНм2

Коэф-т надежности по нагрузке

γf

Расчетная нагрузка

кНм2

1 2 3 4 Постоянная нагрузка g 414 47

Временная Перегородки δ = 120 мм (при-веденная нагрузка длитель-ная) V p

05 12 06

Полезная (из задания) 45 12 54 в том числе кратковременная Vsh

29

12

348

длительная V lon 16 12 192 Итого временная нагрузка V 50 60 Временная нагрузка без учета перегородок V 0

45 54

Полная нагрузка g + V 914 107

Нагрузка на 1 погонный метр длины плиты при номинальной ее ширине 15м - расчетная постоянная g = 47middot15middot10 = 705 кНм - расчетная полная (g + V) = 107middot15middot10 = 1605 кНм - нормативная постоянная gп = 414middot15middot10 = 621 кНм - нормативная полная (gп + Vп) = 914middot15middot10 = 1371 кНм - нормативная постоянная и длительная (gп + Vlonп) = (414 + 21)middot15middot10 =

936 кНм

32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы

Определение внутренних усилий Материалы для плиты расчетный пролет и поперечное сечение те же что в

пункте 21 Усилия от расчетной полной нагрузки

( ) 2 20V 1605 569 6496

8 8g l

M кН м+ sdot sdot

= = = sdot

21

( ) 0V 1605 569 45662 2

g lQ кН

+ sdot sdot= = =

Усилия от нормативной нагрузки - полной

( ) 2 20V 1371 569 5548

8 8n n

п

g lM кН м

+ sdot= = = sdot

- постоянной и длительной ( ) 2 2

0 936 569 37888 8

n lon nn

g V lM кН м

+ sdot= = = sdot

Расчет по прочности на действие изгибающего момента

2 21 0

6496 011909 115 146 19m

b b f

MR b h

αγ

= = =sdot sdot sdot sdot sdot sdot

1 1 2 1 1 2 0119 01280435( 22)

m

R см пξ αξ= minus minus = minus minus sdot =

=

012 0277 060435R

ξξ

= = lt γs3 = 11

3

01

ss

fbbsp R

hbRA

γξγ sdotsdotsdotsdot

=

2

2

09 115 146 0128 19 642 11 52

520 52

sp

s

A см

R МПа кН см

sdot sdot sdot sdot= =

sdot

= =

Принимаем 6Oslash12А600 Аspef = 679 см2

Расчет по прочности при действии поперечной силы

Условие прочности по бетонной полосе между наклонными сечениями удо-влетворяется

4566 кНlt 22240кН(см п 22) Условие прочности по наклонному сечению

Q le Qb + Qsw допускается производить расчет наклонного сечения из условия

Q1geQb1+Qsw1 (860[2]) Qb1=05middotγb1middotRbmiddotbmiddoth0 (861[2]) Qsw1=qswmiddoth0 (862[2]) Qb1=05middot09middot009middot377middot19=2901кН

То поперечная арматура (хомуты) необходима по расчету для восприятия усилия

Qsw1 = 4566 ndash 2907 = 1665 кН

22

23

Поперечная арматура учитывается в расчете если qswgeqswmin

qswmin=025γb1Rbtb (п 8133[2])

Усилие в поперечной арматуре на единицу длины равно 1

0sw

swQqh

=

1665 087619swq = = кНсмltqswmin = 025middot09middot009middot377 = 0763кНсм

w

swswsw S

ARq sdot= (859[2])

Назначая шаг хомутов Sw = 10см le 05middoth0 (8311[3]) получаем 0876 10 0292

30sw w

swsw

q SARsdot sdot

= = = см2

Rsw = 300 МПа = 30 кНсм2 Проверяем прочность сечения при действии поперечной силы Условие

прочности Q1 le Qb1 + Qsw1 Q1 = 4566 кН - поперечная сила действующая в сечение Qb1 = 2901 кН Qsw1 = qswmiddoth0

30 078 23410

sw swsw

w

R AqSsdot sdot

= = = кнсм

Qsw1 = 234middot19 = 4446кН 4566 кН lt (2901 + 4466)кН 4566 кН lt 7347 кН

Прочность обеспечена Окончательно принимаем на приопорных участках плиты по четыре каркаса

с поперечной рабочей арматурой (хомутами) расположенной с шагомSw = 10см Для 4Oslash5 В500С в одном сечении имеем Аswef = 078см2gtАsw

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы

Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)

Ared = 184148 см2 Sred = 1975656 см3 у0= 1073 см

( ) ( )

( ) ( )

3 32 2

32 2 4

146 385 459 14146 385 22 1073 05 385 459 143 05 22 107312 12

149 385 149 385 1073 05 385 727 679 1073 3 1084577312

redI

см

sdot sdot= + sdot sdot minus minus sdot + + sdot sdot sdot minus +

sdot+ + sdot sdot minus sdot + sdot sdot minus =

3

0

10845773 1010791073

redred

IW смy

= = = sup 310845773 9623581127redW см= =

24

W= 125Wred = 125middot101079 = 126349 см3 101079 549184148

red

red

Wr смA

= = =

е0 = 1073 ndash 3 = 773 см eяр = 773 + 549 = 1322 см

Потери предварительного напряжения арматуры ∆σsp1 =144 МПа ∆σsp2 = 0 ∆σsp3 = 0 ∆σsp4 = 0 Таким образом первые потери составляют ∆σsp(1) =144 МПа

∆σsp5 = 40 МПа

11 орbp

red red

Pe yPA I

σ = + (см п 23)

Р1 = 679middot (48 ndash 144) = 31614 кН еор = 773 см 231614 31614 773 0414

183643 1081529bpσ sdot= + = кНсм2 = 414 МПа

0033980161792

096==micro

( )6 2

08 727 28 414 5803775 1836431 727 0003398 1 1 08 28

1081529

spσ sdot sdot sdot∆ = =

sdot+ sdot + sdot + sdot

МПа

То полные потери равны ∆σsp(2) = 144 + 40 + 5803 = 11203МПа Если полные потери будут меньше 100МПа следует принять σsp(2)= 100МПа

Р(2) = (480 ndash 112) middot609 = 24987кН Мcrc = RbtsermiddotW+P(2)middoteяр=0135middot126349 + 2498middot1322 = 50089кНmiddotсм =

5009кНmiddotм Изгибающий момент от полной нормативной нагрузки равен

Мn = 5548 кНmiddotмgtМсrс = 5009кНsdotм Следовательно трещины в растянутой зоне от эксплуатационных нагрузок

образуются

Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси Расчет по раскрытию трещин производят из условия

acrc le acrcult (8118[2]) acrc ndash ширина раскрытия трещины от действия внешней нагрузки acrcult ndash предельно допустимая ширина раскрытия трещин (п 826[4] При-

ложение 2) Для арматуры классов А240-А600 В500C величина acrcultсоставляет

03 мм ndash при продолжительном раскрытии трещин 04 мм ndash при непродолжительном раскрытии трещин

Ширину раскрытия нормальных трещин определяют по формуле

ss

sscrc l

Ea sdotsdotsdotsdotsdot=

σψϕϕϕ 321 (8128[4])

25

где σs ndash напряжение в продольной растянутой арматуре в нормальном сечении с трещиной от соответствующей внешней нагрузки

ls ndash базовое расстояние между смежными нормальными трещинами ψs ndash коэффициент учитывающий неравномерное распределение относительных

деформаций растянутой арматуры между трещинами допускается принимать ψs =1 если при этом условие 8118[2] не удовлетворяется значение ψs следу-ет определять по формуле 8138[2]

ϕ1 ndash коэффициент учитывающий продолжительность действия нагрузки при-нимаемый равным 10 ndash при непродолжительном действии нагрузки 14 ndash при продолжительном действии нагрузки

ϕ2 ndash коэффициент учитывающий профиль продольной арматуры и равный ϕ2 = 05 ndash для арматуры периодического профиля и канатной

ϕ3 ndash коэффициент учитывающий вид напряженного состояния и для изгибаемых элементов принимаемый равнымϕ3 = 10

Для прямоугольных тавровых и двутавровых сечений значение σsдопускает-ся определять по формуле

(2)( )s

ssp

M z PA

σminus

= (412 [5])

где z ndash плечо внутренней пары сил равное z=ςh0 а коэффициент ς определя-ется по табл 42 [5] или по Приложению 18 в зависимости от следующих пара-метров

)(

0

11

)2(0 bhAa

aPM

ebh

hbb spss

ss

fff

sdot==

minus= microϕ

Ms= Mn =5548 кНм=5548 кНсм P(2)ndashусилие предварительного обжатия с учетом полных потерь равное P(2)=24987 кН Производя вычисления получаем

0

(1460 459) 385 5548 2220442 222 117459 190 24987 190

sf s

ee смh

φ minus sdot= = = = = =

sdot

Коэффициент αs1 для всех видов арматуры кроме канатной можно прини-мать равным αs1=300Rbser=30015=20

где Rbser=15 МПа Тогда

1200 679 0156459 190samicro sdot

sdot = =sdot

По табл 42 [6] или по Приложению 18 определяем ς=082 z=ςh0=082190=1558 см

2(5548 1588) 24987 1564 1564 679s кН см МПаσ minus

= = =

26

С целью недопущения чрезмерных пластических деформаций в продольной рабочей арматуре напряжения σsвней (а точнее их приращение под действием внешней нагрузки) не должны превышать (Rsserndash σsp(2)) где σsp(2)ndash величина пред-варительного напряжения арматуры с учетом полных потерь те

(2) (2) 480 112 368 sp sp sp МПаσ σ σ= minus∆ = minus =

(2)1562 ( ) 600 368 232 s s ser spМПа R МПаσ σ= lt minus = minus = Как видим полученное значение σs удовлетворяет установленному ограни-

чению В противном случае следует увеличить площадь продольной рабочей ар-матуры

Значение базового расстояния между трещинами определяют по формуле

ss

bts d

AAl 50= (8217[2]) и принимают не менее 10d и 10 см и не более 40d

и 40 см Abtndash площадь сечения растянутого бетона As ndash площадь сечения растянутой арматуры Ширину раскрытия трещин acrc принимают - при продолжительном раскрытии

acrc = acrc1(8119[2]) - при непродолжительном раскрытии

acrc = acrc1 + acrc2 ndashacrc3 (8120[2]) где acrc1 ndash ширина раскрытия трещин от продолжительного действия посто-

янных и временных длительных нагрузок acrc2 ndash ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоян-

ных и временных (длительных и кратковременных) нагрузок acrc3 - ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоян-

ных и временных длительных нагрузок Базовое расстояние между смежными нормальными трещинами определяется

по формуле

ss

bts d

AAl 50=

Здесь Abt ndash площадь сечения растянутого бетона равная Abt = byt+(bf - b)hf

гдеyt ndash высота растянутой зоны которую для прямоугольных тавровых и двутавровых сечений допускается принимать по формуле

yt = ky0 Поправочный коэффициент kучитывает неупругие деформации растянутого

бетона и для двутавровых сечений принимается равным 095 Значение y0 ndash есть высота растянутой зоны бетона определяемая как для упругого материала по приведенному сечению по формуле

)(

)2(0

serbtred

red

RP

A

Sy

+=

27

Определяем

0

2

1975656 535 095 535 508 249871841480135

459 508 (1490 459) 385 6301

t

bt

y см y см

A см

= = = sdot =+

= sdot + minus sdot =

Значение Abt принимается равным площади сечения при ее высоте в пределах не менее 2а и не более 05h(п4233 [4]) те не менее

1490385+(6-385)459=6729 см2 и не более 45911+(149-459)385=90184 см2

следовательно принимаем Abt =6729см2 Тогда 246621

096967250 =sdotsdot=sl смПринимается не более 40d и не более 40см Оконча-

тельно принимается 40 см Поскольку изгибающий момент от постоянной и временной длительной нор-

мативной нагрузок Mnl=3788кНм меньше момента образования трещин Mcrc=5009кНм то приращение напряжений в продольной рабочей арматуре от внешней нагрузки (см формулу (412[5]) будет меньше нуля В этом случае сле-дует считатьacrc1= acrc3= 0 и определять только ширину раскрытия трещин acrc2 от непродолжительного действия постоянных длительных и кратковременных нагрузок при φl=10

2 5

156410 05 10 10 40 001564 0156 2 10crca см мм= sdot sdot sdot sdot = =sdot

Это значение необходимо сопоставить с предельно допустимой шириной раскрытия трещин acrcult принимаемой из условия обеспечения сохранности ар-матуры при непродолжительном раскрытии

acrc2ltacrcult=04 мм ndash условие (826[2]) или см Приложение 2 удовлетворя-ется

Расчет прогиба плиты

Расчет изгибаемых элементов по прогибам производят из условия flefult (8139[2])

где fndash прогиб элемента от действия внешней нагрузки fult ndash значение предельно допустимого прогиба (см п 23) Полная кривизна для участков с трещинами определяется по формуле

(102)[4] без учета кривизны от непродолжительного действия усилия обжатия и кривизны вследствие усадки и ползучести бетона

321

1111

+

minus

=

rrrr

где 1

1

rndash кривизна от непродолжительного действия всей нагрузки

2

1

r ndash кривизна от непродолжительного действия постоянных и

временных длительных нагрузок

28

3

1

r ndash кривизна от продолжительного действия постоянных и вре-

менных длительных нагрузок Так как прогиб плиты ограничивается эстетико-психологическими требова-

ниями

1

1

rndash

2

1

r ndash кривизна вызванная непродолжительным действием кратко-

временной нагрузки не учитывается Таким образом кривизна в середине пролета определяется только от про-

должительного действия постоянных и длительных нагрузок те при действии изгибающего момента Мnl = 3788 кНmiddotм

Для элементов прямоугольного и таврового сечений при hfle 03h0 кривизну

допускается определять по формуле (440 [5])

redbc

nl

EhbM

r 30

1sdotsdotsdot

где ϕс ndash коэффициент определяемый по табл 45 [5] или по Приложению 15в за-висимости от параметров

( )0

bhhbb ff

f

sdotminus=ϕ μmiddotαs2 и esh0

0bhAs=micro

redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α

При определении αs2допускается принимать 1=sψ Если при этом условие flefult не удовлетворяется то расчет производят с учетом коэффициента ψs опреде-ляемого по формуле

s

crcss σ

σψ 801minus= (8138[2])

где σscrc ndash приращение напряжений в растянутой арматуре в сечении с трещиной сразу после образования нормальных трещин при М = Мcrc σs ndash то же при действии рассматриваемой нагрузки

sp

ss A

PzM )2()( minus=σ (412 [5])

sp

crccrcs A

PzM )2(

)( minus=σ

z ndash расстояние от центра тяжести арматуры расположенной в растянутой зоне сечения до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне эле-мента

Ebred ndash приведенный модуль деформации сжатого бетона принимаемый равным

redb

serbredb

RE

1

ε

=

где εb1red =28sdot10-4 при продолжительном действии нагрузки при относительной влажности воздуха окружающей среды 75 ge W ge 40(табл610[2])

)2(PM

e ss = Ms = Mnl= 3788 кНmiddotм

Р(2) ndash усилие предварительного обжатия с учетом всех потерь Р(2) = 24987 кН

Определяем величины необходимые для нахождения ϕс

29

( ) ( ) 442019945

853945146

0

=sdotsdotminus

=sdotminus

=bh

hbb fffϕ

0

679 000779459 19

sAbh

micro = = =sdot

Коэффициент приведения арматуры к бетону

redb

redss E

E

2 =α (117[4]) Еsred =

s

sEψ

(118[4]) redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α принимаем sψ = 1

Приведенный модуль деформаций сжатого бетона

53571028

0154

1

=

sdot== minus

redb

serbredb

RE

εМПа = 5357кНсм2

5

22 10 37335357sαsdot

= = μmiddotαs2= 000779∙3733 = 0291 (2)

nls

MeP

=3788 1516

24987se = = см

0

1516 079819

seh

= =

Теперь по табл 45[5] или по таблице Приложения 15 путем интерполяции находимϕс = 0603

Определяем кривизну имея все данные 5

3

1 3788 1372 10 0603 459 19 5357r см

minus= = sdotsdot sdot sdot

20

5 2

5 1 485 372 10 569 126 2845 48 ult

f lr

f см f cмminus

= sdot sdot

= sdot sdot sdot = lt =

Условие 8139[2] удовлетворяется те жесткость плиты достаточна

30

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ Для опирания пустотных панелей принимается сечение ригеля высотой hb =

45 см или hb = 60 см для опирания ребристых панелей принимается сечение риге-ля высотой hb = 60 см Ригели могут выполняться обычными или предварительно напряженными Высота сечения обычного ригеля bb lh

asymp

101

151

41 Исходные данные Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м2 перекрытия принимаются те же

что и при расчете панели перекрытия Ригель шарнирно оперт на консоли колон-ны hb = 45 см Расчетный пролет (рис 6)

l0 = lb ndash b ndash 2times20 ndash 130 = 6300 ndash 400 ndash 40 ndash 130 = 5730 мм = 573 м где lb ndash пролет ригеля в осях

b ndash размер колонны 20 ndash зазор между колонной и торцом ригеля 130 ndash размер площадки опирания Расчетная нагрузка на 1 м длины ригеля определяется с грузовой полосы

равной шагу рам в данном случае шаг рам 6 м(табл 1) Постоянная (g) - от перекрытия с учетом коэффициента надежности по ответственности зда-

нияγп = 10 gfl =gmiddotlnmiddotᵞn= 47middot60middot10 = 282 кНм

гдеln ndashшаг рам - от веса ригеля

gbn = (02middot045 + 02middot025) middot2500middot10-2 = 35 кНм где 2500 кгм3 ndash плотность железобетона С учетом коэффициента надежно-

сти по нагрузке γf = 11 и по ответственности здания γп = 10 gb = 35middot11middot10 = 385 кНм

Итого постоянная нагрузка погонная те с грузовой полосы равной шагу рамg1=gfl+ gb = 282 + 385 = 321 кНм

Временная нагрузка (V) с учетом коэффициента надежности по ответствен-ности здания γп = 10 и коэффициента сочетания (см табл1)

1

1

0604AA

ϕ = +

где А1 = 9 м2для помещений указанных в поз 1212[1] А ndash грузовая площадь ригеля А = 60times63 = 378 м2

10604 0693378

9

ϕ = + =

На коэффициент сочетания умножается нагрузка без учета перегородок V1=( Vp+ 1ϕ middot V0)middotᵞnmiddotln

V1= (06+0693middot195)middot10middot60 = 1171кНм Полная погонная нагрузка

g1 + V1 = 321 + 1171 = 438кНм

31

32

42 Определение усилий в ригеле Расчетная схема ригеля ndash однопролетная шарнирно опертая балка пролетом

l0 Вычисляем значение максимального изгибающего момента М и максимальной поперечной силы Q от полной расчетной нагрузки

( ) 2 21 1 0V 438 573 17976

8 8g l

M кН м+ sdot

= = = sdot

( )1 1 0V 438 573 12552 2

g lQ кН

+ sdot= = =

Характеристики прочности бетона и арматуры - бетон тяжелый класса В30 расчетное сопротивление при сжатии Rb = 170

МПа при растяжении Rbt= 115 МПа (табл 68[2] приложение 4) γb1 = 09 (6112[2])

- арматура продольная рабочая класса А500С диаметром 10-40 мм расчетное сопротивление Rs = 435 МПа=435Кнсм2 поперечная рабочая арматура класса А400 диаметром 6-8 мм Rsw = 280 МПа=280Кнсм2 (табл 615[2])

43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента

Определяем высоту сжатой зоны х = ξmiddoth0 где h0 ndash рабочая высота сечения ригеля ξ ndash относительная высота сжатой зоны определяемая в зависимости от αт

h0 = (hb ndash 5) = 40 см

201 hbR

M

bbm sdotsdotsdot=γ

α

М = 17081кНmiddotм = 17081кНmiddotсм Rb = 17 МПа = 17 кНсм2 b ndash ширина сечения ригеля b = 20 см

2 21 0

17980 036709 17 20 40m

b b

MR b h

αγ

= = =sdot sdot sdot sdot sdot sdot

1 1 2 1 1 2 0367 0485mξ α= minus minus = minus minus sdot = высота сжатой зоны х = ξmiddoth0 = 0485middot40 = 1938см Граница сжатой зоны проходит в узкой части сечения ригеля следовательно

расчет ведем как для прямоугольного сечения Расчет по прочности нормальных сечений производится в зависимости от со-

отношения относительной высоты сжатой зоны бетона и граничной относитель-ной высоты ξR при которой предельное состояние элемента наступает по сжатой зоне бетона одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения равного расчетному сопротивлению Rs

Значение ξR определяется по формуле

0

2

08

1

RR

s el

b

xh

ξ εε

= =+

(81[2])

где εsel ndash относительная деформация растянутой арматуры при напряжениях равных Rs

33

s

sels E

R=ε Rs = 435 МПа Еs = 2middot105МПа

εb2 ndash относительная деформация сжатого бетона при напряжениях равных Rb принимаемая равной 00035 (п 6120 [2])

00217501002

4355 =

sdot=elsε

4930

0035000217501

80=

+=Rξ

значение ξR можно определить по табл 32 [4] или по Приложению 11 тк ξltξR

площадь сечения растянутой арматуры определяется по формуле 1 0 09 17 20 0485 40 1365

435b b

ss

R b hAR

γ ξsdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot= = = см2

Если ξgtξR следует увеличить сечение ригеля или повысить класс бетона или запроектировать в сжатой зоне сжатую рабочую арматуру с площадью Аs

Если ξ = ξR = 0493 х = 0493middot40 = 1972 см те при ξ le ξR граница сжатой зо-

ны всегда проходит в узкой части сечения ригеля По найденной площади сечения растянутой арматуры по сортаменту (При-

ложение 12) подбираем 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Аsef = 1388см2 741

40201008813 =

sdotsdot

=micro

Площадь подобранной арматуры должна быть больше требуемой по расчету площади или равна ей

Можно подобрать стержни одинакового диаметра так чтобы площадь подо-бранной арматуры отличалась бы от площади требуемой арматуры незначитель-но

44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил

Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил производится на основе модели наклонных сечений [3] Ригель опирается на колонну с помощью консолей скрытых в его подрезке (рис 8) те имеет место резко изменяющаяся высота сечения ригеля на опоре При расчёте по модели наклонных сечений должны быть обеспечены проч-ность ригеля по бетонной полосе между наклонными сечениями по наклонному сечению на действие поперечной силы и изгибающего момента Для ригелей с подрезками на опорах производится расчёт по поперечной силе для наклонных сечений проходящих у опоры консоли образованной подрезкой При этом в расчётные формулы вводится рабочая высота h01короткой консоли ри-геля Таким образом в качестве расчётного принимаем прямоугольное сечение с размерами 1 20 30 b h смtimes = times в котором действует поперечная силаQ=1255 кН от полной расчётной нагрузки Рабочая высота сечения ригеля в подрезке составляет

01 27 h см= вне подрезки (у опор) 0 42 h см= в средней части пролёта 0 40 h см= При диаметре нижних стержней продольной рабочей арматуры ригеля ds=22мм с учётом требований п10312[2] назначаем поперечные стержни (хо-

34

муты) Oslash8 А400 Их шаг на приопорном участке предварительно принимаем по конструктивным соображениям 1 10 ws см= что в соответствии с п10313[2] не превышает 05h01=135см и 30 см Значения прочностных характеристик бетона класса В30 входящие в расчётные зависимости принимаем с учётом коэффици-ента условий работы 1 09bγ = Расчёт ригеля по бетонной полосе между наклонными трещинами произво-дится из условия

1 1 01b b bQ R bhϕ γle (855[2]) где 1bϕ minus коэффициент принимаемый равным 03 Проверка этого условия даёт

Q=1255 кН le 03times09times17times20times27=24786 кН те принятые размеры сечения ригеля в подрезке достаточны Проверяем требуется ли поперечная арматура по расчёту из условия

min 1 0105b b btQ Q R bhγle = (8133[2]) те Q=1255 кН gtQbmin=05times09times0115times20times27=2795 кН

поэтому расчёт поперечной арматуры необходим Находим погонное усилие в хомутах для принятых выше параметров попе-речного армирования 2101 swA см= (2Oslash8 А400) 285 swR МПа= 1 10 ws см=

11

280 101 283 10

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

Расчёт ригеля с рабочей поперечной арматурой по наклонному сечению про-изводится из условия

b swQ Q Qle + (856[2]) где b swQ Q minus поперечные силы воспринимаемые соответственно бетоном и попе-речной арматурой в наклонном сечении которые находятся по формулам

22 1 01 b b bt

bR bhQc

ϕ γ= 075sw swQ q c=

где с minus длина проекции наклонного сечения на продольную ось элемента 2bϕ minus коэффициент принимаемый равным 15 (п 8133[2])

Подставляя эти выражения в (856[2]) из условия минимума несущей спо-

собности ригеля по наклонному сечению в виде 0Qc

part=

part находим наиболее опас-

ную длину проекции наклонного сечения равную 2 2

2 1 01

1

15 09 0115 20 27 3266075 075 283

b b bt

sw

R bhc смq

ϕ γ times times times times= = =

times

35

36

которая должна быть не более 2h01 = 54 см С учётом этой величины условие (856[2]) преобразуем к виду

21 01

2

15 075

15 09 0115 20 27 075 283 3266 13863 3266

b btsw

R b hQ q сc

Q кН

γsdot sdot sdot sdotle + sdot sdot

sdot sdot sdot sdotle + sdot sdot =

1255 кН lt 13863 кН те условие прочности ригеля по наклонному сечению в подрезке при действии поперечной силы соблюдается

Необходимо также убедиться в том что принятый шаг хомутов смsw 101 = не превышает максимального шага хомутов maxws при котором ещё обеспечивается прочность ригеля по наклонному сечению между двумя соседними хомутами те

2 21 0

1 max09 0115 20 2710 1202

1255b bt

w wR b hs см s см

Qγ sdot sdot sdot sdot sdot

= lt = = asymp

Выясним теперь на каком расстоянии от опор в соответствии с характером эпюры поперечных сил в ригеле шаг поперечной арматуры может быть увеличен Примем согласно п10313[2] шаг хомутов в средней части пролёта равным

2 0075 075 40 30 ws h см= = times = что не превышает 500 мм Погонное усилие в хо-мутах для этого участка составляет

22

280 101 0942 30

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

что не меньше минимальной интенсивности этого усилия при которой попереч-ная арматура учитывается в расчёте

min 1025 025 09 0115 20 052 sw b btq R b кН смγ= = times times times asymp Очевидно что условие 1 minsw swq q для опорных участков ригеля соблюдается с ещё большим запасом При действии на ригель равномерно распределённой нагрузкиq=g1+v1 длина участка с интенсивностью усилия в хомутах 1swq принимается не менее значения

1l определяемого по формуле min

1 1bQ Q

l cq

minus= minus и не менее

40l

где minbQ minus то же что в формуле (2) но при замене 01h на рабочую высоту сечения ригеля в пролёте 0 40h см= 1с minus наиболее опасная длина проекции наклонного сечения для участка где изменяется шаг хомутов определяется по формуле (стр 34) с заменой в ней 01h на 0h а также 1swq на 2swq но не более 02 h

Тогда имеем min 05 09 0115 20 40 414 bQ кН= times times times times =

2

115 09 0115 20 40 8385

075 0942с смtimes times times times= =

times

Поскольку 1 02 80 с h см= то принимаем 1 80 c см= q=g+V=438 кНм=

37

=0438 кНсм тогда

11255 414 80 11201

0 438l смminus= minus =

В ригелях с подрезками у концов последних устанавливаются дополнитель-ные хомуты и отгибы для предотвращения горизонтальных трещин отрыва у вхо-дящего угла подрезки (рис 8) Эти хомуты и отгибы должны удовлетворять условию прочности

011

0

sin (1 )sw sw sw s inchR A R A Qh

θ+ ge minus

здесь 01 0 h h minus рабочая высота сечения ригеля соответственно в короткой консоли подрезки и вне её

Для рассматриваемого примера со сравнительно небольшим значением попе-речной силы примем дополнительные хомуты у конца подрезки в коли-честве 2Oslash12 А500С с площадью сечения 2

1 226 swA см= отгибы использовать не будем Тогда проверка условия прочности даёт

2730 226 678 1255 (1 ) 44842

кН кНtimes = gt times minus =

те установленных дополнительных хомутов достаточно для предотвращения го-ризонтальных трещин отрыва у входящего угла подрезки

Расчёт по прочности наклонного сечения проходящего через входящий угол подрезки на действие изгибающего момента производится из условия

s sw s incM M M Mle + + где М minus момент в наклонном сечении с длиной проекции laquoсraquo на продольную ось элемента Мs МswMsinc minus моменты воспринимаемые соответственно про-дольной и поперечной арматуройа также отгибами пересекаемыми рассмат-риваемым наклонным сечением относительно противоположного конца наклон-ного сечения (в отсутствии отгибов 0s incM = )

В рамках курсового проекта этот расчет не выполняется

45 Построение эпюры материалов Продольная рабочая арматура в пролете 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Пло-

щадь этой арматуры Аs определена из расчета на действие максимального изги-бающего момента в середине пролета В целях экономии арматуры по мере уменьшения изгибающего момента к опорам два стержня обрываются в пролете а два других доводятся до опор Если продольная рабочая арматура разного диа-метра то до опор доводятся два стержня большего диаметра

Площадь рабочей арматуры Аsef = 1388см2 Определяем изгибающий мо-мент воспринимаемый сечением ригеля с полной запроектированной арматурой 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С(Аs = 1388см2)

Из условия равновесия RsmiddotAs = γb1sdotRbmiddotbmiddotx гдех = ξmiddoth0

01

hbRAR

bb

efss

sdotsdotsdot

sdot=γ

ξ

38

Rs = 435 МПа = 435 кНсм2 Rb = 170 МПа = 17 кНсм2

493040207190

8813543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х = ξmiddoth0 = 0493middot40 = 1972см Изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля определяется из

условия равновесия М = RsmiddotAs(h0 ndash05х) М(2Oslash20+2Oslash22)= 435middot1388middot(40 ndash 05middot1972) = 181979кНmiddotсм = 182кНmiddotм

182кНmiddotмgt 17081кНmiddotм то есть больше действующего изгибающего момента от полной нагрузки это значит что прочность сечения обеспечена

До опоры доводятся 2Oslash22 А500С h0 = 45 ndash 3 = 42 см (см рис 9) As=76 см2

257042207190

67543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х1 = ξmiddoth0 = 0257middot42 = 108см Определяем изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля с рабо-

чей арматурой в виде двух стержней доводимых до опоры М(2Oslash22) = RsmiddotAs(2Oslash22) (h0 ndash05х1) М(2Oslash22) = 435middot76middot(42 ndash 05middot108) = 1209996кНmiddotсм =121кНmiddotм

Откладываем в масштабе на эпюре моментов полученные значения изгибаю-щих моментов М(2Oslash20+2Oslash22) и М(2Oslash22) и определяем место теоретического обрыва ра-бочей арматуры ndash это точки пересечения эпюры моментов с горизонтальной ли-нией соответствующей изгибающему моменту воспринимаемому сечением ри-геля с рабочей арматурой в виде двух стержней М(2Oslash22) (рис 10)

Эпюра моментов для этого должна быть построена точно с определением значений изгибающих моментов в

81 в

82 и в

83 пролета

Изгибающий момент в любом сечении ригеля определяется по формуле ( )

2

2xvgxRM Axsdot+

minussdot= где RA ndash опорная реакция х ndash текущая координата

( ) 0 12552A

g v lR Q

+ sdot= = = кН

При 081 lx = = 0716 м

2

18

438 07161255 0716 7862

M кН мsdot= sdot minus = sdot

При 082 lx = = 1433 м

2

28

438 14331255 1433 13482

M кН мsdot= sdot minus = sdot

39

40

При 083 lx = = 2149 м

0

2

38

438 21491255 2149 16852l

M кН мsdot= sdot minus = sdot

Длина анкеровки обрываемых стержней определяется по следующей зависи-мости

ddqQw

sw

1552

ge+= где d ndash диаметр обрываемой арматуры

Поперечная сила Q определяется графически в месте теоретического обрыва в данном случае Q = 72кН

Поперечные стержни Oslash8 А400 Rsw = 285 МПа с Аsw = 101см2 в месте теоре-тического обрыва имеют шаг 10 см

88210

011528=

sdot=

sdot=

w

swswsw S

ARq кНсм

72 5 20 2252 288

W = + sdot =sdot

см что меньше15d=1520=30 см

Принимаем W = 30 см Место теоретического обрыва арматуры можно определить аналитически

Для этого общее выражение для изгибающего момента нужно приравнять момен-ту воспринимаемому сечением ригеля с арматурой 2Oslash22 А500

М(2Oslash22) = 121кНsdotм ( ) ( ) 2 2

0 438 573 4382 2 2 2

g V l g V x xМ x x+ sdot + sdot sdot sdot

= sdot minus = sdot minus

1255х ndash 219х2 = 121 х2 ndash 573х + 553 = 0

212 2865 2865 581 2865 16365х = plusmn minus = plusmn

х1 = 1228м х2 = 553м Это точки теоретического обрыва арматуры Длина обрываемого стержня будет равна 4502ndash 1228 + 2middot03 = 3874м При-

нимаем длину обрываемого стержня 4 м Определяем аналитически величину поперечной силы в месте теоретического

обрыва арматуры ( ) ( )0

2g V l

Q g V x+ sdot

= minus + sdot

438 573 438 1228 7172

Q кНsdot= minus sdot =

Графически поперечная сила была принята 72кН с достаточной степенью точности

41

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ Для проектируемого 8-этажного здания принята сборная железобетонная ко-

лонна сечением 40times40 см Для колонн применяется тяжелый бетон классов по прочности на сжатие не

ниже В15 а для сильно загруженных ndash не ниже В25 Армируются колонны про-дольными стержнями диаметром 16 hellip40 мм из горячекатаной стали А400 А500С и поперечными стержнями преимущественно из горячекатаной стали класса А240

51 Исходные данные Нагрузка на 1 м2 перекрытия принимается такой же как и в предыдущих рас-

четах (см табл 1) Нагрузка на 1 м2 покрытия

Таблица 3 Вид нагрузки Нормативная нагруз-

ка (γf= 1) кНм2

Коэффициент надежности

по нагрузке γf

Расчетная нагрузка

(γfgt 1) кНм2 1 2 3 4

Гидроизоляционный ковер (3 слоя) 0150 13 0195 Армированная цементно-песчаная стяжка δ = 40 мм ρ = 2200 кгм3

0880 13 1144

Керамзит по уклону δ = 100 мм ρ = 600 кгм3

0600 13 0780

Утеплитель ndash минераловатные пли-ты δ = 150 мм ρ = 150 кгм3

0225 12 0270

Пароизоляция 1 слой 0050 13 0065 Многопустотная плита перекрытия с омоноличиванием швов δ = 220 мм

3400 11 3740

Постоянная нагрузка (groof) 5305 6194 Временная нагрузка ndash снеговая S = Sg 1800middot07 = 1260 ndash 1800 в том числе длительная часть снего-вой нагрузки Sl

0630 ndash 0900

Полная нагрузка (groof+ S) 6565 7994 - полная кратковременная снеговая нагрузка и коэффициент μ принимаются по СП 20133302011 или по Приложению 16

42

Материалы для колонны Бетон ndash тяжелый класса по прочности на сжатие В25 расчетное сопротивле-

ние при сжатии Rb = 145 МПа (табл 68[2] Приложение 4) Арматура minus продольная рабочая класса А500С (диаметр 16 hellip40мм) расчётное сопро-

тивление Rs = Rsc = 435 МПа (табл 614[2] Приложение 7) minus поперечная ndash класса А240

52 Определение усилий в колонне

Рассчитывается средняя колонна подвального этажа высотой hfl = 28 м Вы-сота типового этажа hflтакже равна 28 м

Грузовая площадь колонныА = 6times63 = 378 м2 Продольная сила N действующая на колонну определяется по формуле

N = γn(g +Vp + φзV0) nmiddotA + gb(n + 1) + gcol(n + 1) + γn(groof + S)A где n ndash количество этажей В нашем случае n = 8А ndash грузовая площадь g VpV0 ndash соответственно постоянная и временная нагрузки на 1 м2 перекрытия по табл 1

Согласно табл 1 g = 47 кНм2 Vp = 06кНм2V0 = 195кНм2 groof ndash постоянная нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 (groof = 6194 кНм2) S ndash полная снеговая нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 gbndash собственный вес ригеля с учетом γf и γnдлиной (63 ndash 04) = 59 м gb= 385middot59 = 2272кН 385 кНм ndash погонная нагрузка от собственного веса ригеля (см расчет риге-

ля) gcol ndash собственный вес колонны gcol = γnmiddot γf middot ρmiddot Аcolmiddothfl = 10middot11middot2500(10-2) middot04middot04middot28 = 1232 кН φ3 ndash коэффициент сочетаний (коэффициент снижения временных нагрузок в

зависимости от количества этажей) определяемый по формуле (83[1]) 1

30 404n

ϕ minusϕ = +

где φ1= 069 (см расчет ригеля) 10693 0404 0504

8ϕ minus

= + =

N = 10middot(47 +06+ 0504middot195) middot8middot378 + 2272middot (8 + 1) + 1232middot (8 + 1) + + 10middot (6194 + 18) middot378 = 251745кН

53 Расчет колонны по прочности

Расчет по прочности колонны производится как внецентренно сжатого эле-мента со случайным эксцентриситетом еа

3313040

301

=== colа he см 470600280

600=== fl

а

he см еа = 1 см

Однако расчет сжатых элементов из бетона классов В15 hellipВ35 (в нашем слу-чае В25) на действие продольной силы приложенной с эксцентриситетом е0 =

33130

== colа

he см при гибкости l0hcollt 20 допускается производить из условия

N le Nult (816[2])

43

где Nult - предельное значение продольной силы которую может воспринять элемент определяемое по формуле

Nult le ϕ(γb1RbAb + RscAstot) (817[2]) где Ab ndash площадь сечения колонны Astot ndash площадь всей продольной арматуры в сечении колонны l0 ndash расчетная длина колонны подвала с шарнирным опиранием в уровне 1-го

этажа и с жесткой заделкой в уровне фундамента Rscndash расчетное сопротивление арматуры сжатию

l0 = 07(hfl + 15 см) = 07(280 + 15) = 2065 см l0hcol =206540=516lt20 Ab=4040=1600 см2

ϕ - коэффициент принимаемый при длительном действии нагрузки по табл 81[2] или по Приложению 18 в зависимости от гибкости колонны

При l0hcol =516 коэффициент ϕ = 092

1

251745 09 145 1600092 149

435

b b b

s totsc

N R AA

R

γφminus minus sdot sdot

= = = см2

Из условия ванной сварки выпусков продольной арматуры при стыке колонн минимальный ее диаметр должен быть не менее 20 мм

Принимаем 4Oslash22 А500С Asef = 152 см2 152 100 095 021600

micro = sdot = gt тк l0hcolasymp 5

Диаметр поперечной арматуры принимаем Oslash6 А240 (из условия сварки c продольной арматурой) Шаг поперечных стержней s = 300 мм что удовлетворяет конструктивным требованиям (п10314[2]) s le 15d = 15middot22 = 330 мми s le 500 мм

Если μgt3 то шаг поперечных стержней должен быть s le 10d иs le 300 мм Армирование колонны показано на рис11

44

45

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ

61 Исходные данные Грунты основания ndash пески средней плотности условное расчётное сопротив-

ление грунта R0 = 035 МПа = 0035 кНсм2 = 350 кНм2 Бетон тяжелый класса В25 Расчетное сопротивление растяжению

Rbt = 105 МПа γb1 = 09 Арматура класса А500С Rs = 435 МПа= 435кНсм2 Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах

γm = 20 кНм3 Высоту фундамента предварительно принимаем 90см C учётом пола подвала

глубина заложения фундамента Н1 = 105 см Расчетное усилие передающееся с колонны на фундамент N = 251745кН Нормативное усилие

Nn = Nγfm = 251745115 = 218735кН где γfm = 115 ndash усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке

62 Определение размера стороны подошвы фундамента Площадь подошвы центрально нагруженного фундамента определяется по

условному давлению на грунт R0 без учета поправок в зависимости от размеров подошвы фундамента и глубины его заложения

0 1

218735 665350 20 105

n

m

NAR Hγ

= = =minus minus sdot

м2

Размер стороны квадратной подошвы фундамента 665 258a A= = = м Принимаем а = 27 м (кратно 03 м) Давление на грунт от расчетной нагрузки

2

Npa

= =251745272 = 3453кНм2 lt R0

63 Определение высоты фундамента Рабочая высота фундамента из условия продавливания

504

2

10 pR

Nhh

btb

col

++minus=

γ

0 3

25174502 05 0 2 0698 0 49809 105 10 3453

h м= minus + = minus + =sdot sdot +

Полная высота фундамента устанавливается из условий 1) продавливания Hf =(h0+005)=0498 + 005 = 0548м 2) заделки колонны в фундаменте

Hf = 15hcol + 025(м) = 15middot04 + 025 = 085 м 3) анкеровки сжатой арматуры колонны Hf = han + 025(м) Базовая длина анкеровки необходимая для передачи усилия в арматуре с

полным расчетным сопротивлением Rs на бетон определяется по формуле [3]

sbond

ssan UR

ARh =0

где As и Us ndash соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения (в нашем случае для арматуры Oslash22

As = 3801см2 Us = πd = 314middot22 = 6908 см) Rbond ndash расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном принимае-

мое равномерно распределенным по длине анкеровки

46

Rbond = γb1middotη1middotη2middotRbt где η1 ndash коэффициент учитывающий влияние вида поверхности арматуры

Для горячекатаной арматуры периодического профиля η1 = 25 η2 - коэффициент учитывающий влияние размера диаметра арматуры при-

нимаемый равным 10 ndash при диаметре продольной арматуры dsle32 мм 09 ndash при ds = 36 мм и ds = 40 мм Rbond = 09middot25middot1middot105 = 236 МПа

0435 3801 10142 236 6908anh смsdot

= =sdot

Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле[3]

efs

calsanan A

Ahh

0α=

где Ascаlи Asef ndash площади поперечного сечения арматуры соответственно требуе-мая по расчету и фактически установленная (для нашего случая Ascаl= 149 см2 Asef = 152 см2) α ndash коэффициент учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного со-стояния бетона и арматуры Для сжатых стержней периодического профиля α = 075Тогда

149075 10142 745615 2anh = sdot sdot = см

Кроме того согласно требованиям [3] фактическую длину анкеровки необ-ходимо принимать han ge 03h0an = 03middot10142 = 3043 см

han ge 15ds = 15middot20 = 30 см han ge20 см Из четырех величин принимаем максимальную длину анкеровки те han = 7456см

Следовательно из условия анкеровки арматуры Hf = 7456 + 25 = 9952см

Принимаем трехступенчатый фундамент общей высотой 100 см и с высотой ступеней 30 см и 40 см При этом ширина первой ступени а1 = 11 м а второй а2 = 18 м

Проверяем отвечает ли рабочая высота нижней ступени h03 = 40 ndash 5 = 35см условию прочности при действии поперечной силы без поперечного армирования в наклонном сечении Для единицы ширины этого сечения (b = 100 см) должно выполняться условие

Q = pl le Qbmin = 05γb1Rbth03b Поперечная сила от давления грунта

Q = pl= 05(а - a2 - 2h03)р где а - размер подошвы фундамента

h03 = 40 ndash 5 = 35см р ndash давление на грунт от расчетной нагрузки (на единицу длины) Q = 05(27 ndash18 - 2middot035) middot34533 = 3453кН Q = 3453кНltQbmin = 05middot09middot105middot103middot035middot10 = 16538кН ndash прочность обеспе-

чена

47

64 Расчет на продавливание

Проверяем нижнюю ступень фундамента на прочность против продавлива-ния

Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производится из условия (887[2]) F le Fbult где Fbult - пре-дельное усилие воспринимаемое бетоном

Fbult = γb1RbtAb

где Fminusпродавливающая сила принимаемая равной продольной силе в колонне подвального этажа на уровне обреза фундамента за вычетом нагрузки создавае-мой реактивным отпором грунта приложенным к подошве фундамента в преде-лах площади с размерами превышающими размер площадки опирания (в дан-ном случае второй ступени фундамента 2 2 18 18 a a мtimes = times ) на величину 0h во всех направлениях Ab ndash площадь расчетного поперечного сечения расположен-ного на расстоянии 05h0от границы площади приложения силы Nс рабочей высо-той сечения h0 В нашем случае h0 = h03 = 025м

Площадь Ab определяется по формуле Ab = Umiddoth03

где U ndash периметр контура расчетного сечения (см рис12а) U = (а2 + 2middot05h03) middot4 = (18 + 2middot05middot035) middot4 = 86 м

Площадь расчётного поперечного сеченияAb = 86middot035 = 301м2 Продавливающая сила равна

F=N-pA1

здесь p=3453 кНм2 minus реактивный отпор грунта A1minusплощадь основания продавливаемого фрагмента нижней ступени фундамен-

та в пределах контура расчётного поперечного сечения равная A1=(a2+205h03)2=(18+205035)2=462 м2

Проверка условия (697) [3] показывает

F=92202 кН lt 09105103301 = 284445 кН

те прочность нижней ступени фундамента против продавливания обеспече-на

48

49

65 Определение площади арматуры подошвы фундамента Подбор арматуры производим в 3-х вертикальныхсечениях фундамента

что позволяет учесть изменение параметров его расчётной схемы в качестве ко-торой принимается консольная балка загруженная действующим снизу вверх равномерно распределенным реактивным отпором грунта Для рассматривае-мых сечений вылет и высота сечения консоли будут разными поэтому выявить наиболее опасное сечение можно только после определения требуемой площади арматуры в каждом из них (см рис13)

Сечение I-I МI-I = 0125р (а ndash hcol)2middot a = 0125middot34533(27 ndash 04)2middot27 = 61654кНmiddotм Площадь сечения арматуры определяем по формуле

2

01

61654 10 165709 09 95 435

I IsI

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение II-II МII-II= 0125р(аndash а1)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 11)2middot27 = 29836кНmiddotм

2

02

29836 10 117209 09 65 435

II IIsII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение III-III МIII-III= 0125р(аndash а2)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 18)2middot27 = 944кНmiddotм

2

03

944 10 68809 09 35 435

III IIIsIII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Из трёх найденных значений подбор арматуры производим по максимально-му значению теAsmax = 1657см2

Шаг стержней принимается от 150 ммдо 300 мм (кратно 50 мм) При ширине подошвы фундамента а le 3 мминимальный диаметр стержней dmin = 10 мм при аgt3 мdmin = 12 мм

Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлени-ях арматурой из стержней Oslash14 А500с шагом 250 мм

Имеем 11Oslash14 А500С с As = 16929см2gtAsI = maxsA = 1657см2 Процент армирования μ

- в сечении I-I 11 01

16929100 100 0156 01110 95

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении II-II 22 02

16929100 100 0145 01180 65

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении III-III 33 03

16929100 100 0179 01270 35

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

Так как во всех сечениях μigtμmin=01 количество принятой арматуры оставляем без изменений В случае μiltμmin=01 диаметр принятой арматуры следует увеличить или уменьшить ее шаг

Конструкция фундамента приведена на рис13

50

51

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 СП 20133302011 Нагрузки и воздействия Актуализированная редакция СНиП 20107-85 М ГУП ЦПП 2011

2 СП 63133302012 Бетонные и железобетонные конструкции Основные положения Актуализированная редакция СНиП 52-101-2003 М ФГУП ЦПП 2004

3 ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований 4 СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные кон-

струкции М ФГУП ЦПП 2005 5 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из

тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

6 Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетон-ных конструкций из тяжелого бетона (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

52

ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Минимальный класс бетона элементов с предварительно напряженной арматурой

Таблица 4

Характеристика напрягаемой Класс бетона арматуры не ниже

Арматура классов

А540-А800

В20 А1000 В30

Арматура классов

Вр1200 Вр1300

В30 Вр1400 Вр1600 Вр1600 В20

К1400 К1500 К1600 К1700 В30

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин ndash acrсult из условия обеспечения сохранности арматуры

Таблица 5

Для элементов к которым не предъявляются требования непрониwаемости значения acrсult принимают равными

При арматуре классов

При продолжительном рас-крытии трещин мм

При непродолжительном раскрытии трещин мм

А240-А600 В500 03 04

А800А1000 Вр1200-Вр1400 К1400К1500(К-19) К1500(К-7)К1600 диаметром 12 мм

02 03

Вр1500 К1500(К-7)К1600 диамет-ром 6 и 9 мм

01 02

53

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Нормативные сопротивления бетона Rbnи Rbtn

Таблица 6

Вид сопротивления

Нормативные сопротивления бетона RbnиRbtn и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй

группы RbserиRbtser МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осевое (призменная прочность)

Rbn и Rbser

75 110 150 185 220 255 290 320 360 395 430

Растяже-ние осевое

Rbtn Rbtser 085 110 135 155 175 195 210 225 245 260 275

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Расчетные сопротивления бетона Rbи Rbt Таблица 7

Видсопротивления

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbи Rbt МПа при классе бетона

по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осе-вое(призменная прочность)

Rb

60 85 115 145 170 195 220 250 275 300 330

Растяжение осевое Rbt

056 075 090 105 115 130 140 150 160 170 180

Полностью таблицы нормативных и расчетных сопротивлений бетона см [2]

54

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения начального модуля упругости бетона Еь Таблица 8

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еьmiddot10-3 МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

190 240 275 300 325 345 360 370 380 390 395

55

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rsn

Таблица 9

Арматура классов

Номинальный диаметр арматуры мм

Нормативные значения сопротивления растяжению Rsnи расчетные значения сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы Rsser МПа

А240 6-40 240

А400 6-40 400

А500 10-40 500

А540 20-40 540

А600 10-40 600

А800 10-32 800

А1000 10-32 1000

В500 3-12 500

Вр500 3-5 500

Вр1200 8 1200

Вр1300 7 1300

Вр1400 4 5 6 1400

Вр1500 3 1500

Вр1600 3-5 1600

К1400(К-7) 15 1400

К1500(К-7) 6 9 12 1500

К1500(К-19) 14 1500

К1600 6 9 12 15 1600

К1700 6-9 1700

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 7: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

7

8

2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ

НАГРУЗКЕ V =15 кНм2 21 Исходные данные

Нагрузки на 1 м2 перекрытия Таблица 1

Вид нагрузки Нормативная нагрузка кНм2

Коэффициент надежности по нагрузке γf

Расчетная нагрузка

кНм2 1 2 3 4

Постоянная Полы ndash паркет на мастике δ = 20 мм Цементно-песчаная стяжка δ = 30 мм ( 318 кН мγ = ) Многопустотная сборная плита перекрытия с омоноличиванием швов δ = 220 мм

020

054

34

13

13

11

026

070

374

Итого постоянная нагрузка g 414 47 Временная

Перегородки δ = 120 мм (приве-денная нагрузка длительная)Vр

05 12 06

Полезная (из задания) 15 13 195 в том числе кратковременная Vsh

12

13

156

длительная Vlon 03 13 039 Итого временная нагрузка V 20 255 Временная нагрузка без учета перегородок V0

15 195

Полная нагрузка g + V 614 725 Примечание коэффициент надежности по нагрузке γf для временной (полез-

ной) нагрузки принимается 13 ndash при полном нормативном значении нагрузки менее 2 кПа (кНм2) 12 ndash при полном нормативном значении нагрузки 2 кПа (кНм2) и более [1] Нагрузка на 1 погонный метр длины плиты при номинальной её ширине 15 м

с учетом коэффициента надежности по ответственности здания γп = 10 minusрасчетная постоянная g = 47middot15middot10 = 705кНм minusрасчетная полная (g + V) = 725middot15middot10 = 1088кНм minus нормативная постоянная gп = 414middot15middot10 = 621кНм minusнормативная полная (gп + Vп) = 614middot15middot10 = 921кНм minus нормативная постоянная и длительная (gп + Vlonп) = (414 + 08) middot15middot10 =

741 кНм

Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м

9

Материалы для плиты Бетон тяжелый класса по прочности на сжатие В20 Rbn = Rbser = 150 МПа Rbtn = Rbtser = 135МПа (табл 67[2] Приложение 3) Rb = 115МПа Rbt = 09 МПа (табл 68 [2] Приложение 4) γb1 = 09 (п 6112[2]) Начальный модуль упругости бетона Еb = 275middot103МПа (табл 611 [2] При-

ложение 5) Технология изготовления плиты ndash агрегатно-поточная Плита подвергается

тепловой обработке при атмосферном давлении Натяжение напрягаемой армату-ры осуществляется электротермическим способом

Арматура minusпродольная напрягаемая класса А600

Rsn = Rsser = 600 МПа(табл 613 [2] Приложение 6) Rs = 520 МПа (табл 614 [2] Приложение 7) Еs = 20 middot105МПа (пункт 6212 [2])

minus ненапрягаемая класса В500 Rs = 435 МПа (табл 619 [2] Приложение 7) Rsw = 300МПа(табл 615 [2] Приложение 8)

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы

Определение внутренних усилий Расчетный пролет плиты в соответствии с рис2

ммll 695)310(2090

20900100101010060 =minus=minusminusminusminusminusminus=

Поперечное конструктивное сечение плиты заменяется эквивалентным двутавро-вым сечением (рис3) Размеры сечения плитыh = 22 см

h0 = h ndash a = 22 ndash 3 = 19 см fhprime =hf = (22 ndash 159) middot05 = 305 см bf = 149 см fbprime = 149 ndash 3 = 146 см b = 149 ndash 159middot7 = 377 см Плита рассчитывается как однопролетная шарнирно-опертая балка загру-

женная равномерно-распределенной нагрузкой (рис4) Усилия от расчетной полной нагрузки minus изгибающий момент в середине пролета

( )мкН

lgM sdot=

sdot=

+= 0344

86958810

8V 22

0

minus поперечная сила на опорах ( )

кНlg

Q 95302

69588102V 0 =

sdot=

+=

Усилия от нормативной нагрузки (изгибающие моменты) minus полной

( )мкН

lgM nn

n sdot=sdot

=+

= 27378

6952198V 22

0

minus постоянной и длительной

10

( )мкН

lgM nlonn

nl sdot=sdot

=+

= 99298

6954178V 22

0

Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего

момента При расчете по прочности расчетное поперечное сечение плиты принимается

тавровым с полкой в сжатой зоне (свесы полок в растянутой зоне не учитывают-ся)

При расчете принимается вся ширина верхней полки fbprime = 146 см так как

146 377 1 15415 578 9632 2 6 6

fb bl см

prime minus minus= = = sdot =

где l ndash конструктивный размер плиты Положение границы сжатой зоны определяется из условия

1 0( 05 )fx h b b f f fM M R b h h hγprime= prime prime primele = sdot sdot minus

где М ndash изгибающий момент в середине пролета от полной нагрузки (g + V)

fx hM prime= minus момент внутренних сил в нормальном сечении плиты при котором нейтральная ось проходит по нижней грани сжатой полки Rb ndash расчетное сопротивление бетона сжатию остальные обозначения приняты в соответствии с рис3

Если это условие выполняется граница сжатой зоны проходит в полке и площадь растянутой арматуры определяется как для прямоугольного сечения ши-риной равной fbprime

4403 кНmiddotсмle 09middot115middot146middot305(19 ndash 05middot305) = 8054кНmiddotсм Rb = 115 МПа = 115 кНсм2

4403 кНmiddotмlt 8054 кНmiddotм ndash условие выполняется те расчет ведем как для пря-моугольного сечения Далее определяем

2 21 0

4403 008109 115 146 19m

b b f

MR b h

αγ

= = =primesdot sdot sdot sdot sdot sdot

minussdot=

21 ξξαm 1 1 2 0077 00843ξ = minus minus sdot =

0hx

=ξ minus относительная высота сжатой зоны бетона должно выполняться

условие ξ le ξR где ξR ndash граничная относительная высота сжатой зоны Значение ξRопределяется по формуле

0

2

08

1

RR

s el

b

xh

ξ εε

= =+

(32 [4])

где εsel ndash относительная деформация арматуры растянутой зоны вызванная внеш-ней нагрузкой при достижении в этой арматуре напряжения равного Rs εb2 ndash относительная деформация сжатого бетона при напряжениях равных Rb принимаемая равной 00035 (п 6120[2])

11

Для арматуры с условным пределом текучести значение εsel определяется по формуле

400 s sps el

s

RE

σε

+ minus=

(арматура А600 имеет словный предел текучести) (п 916[2]) где σsp ndash предварительное напряжение в арматуре с учетом всех потерь и ко-

эффициентом γsp = 09 Предварительное напряжение арматуры σsp принимают не более 09Rsn для

горячекатаной и термомеханически упрочненной арматуры (А600) и не более 08Rsnдля холоднодеформированной арматуры и арматурных канатов (911[2])

Принимаем σsp = 08Rsn = 08middot600 = 480 МПа При проектировании конструкций полные суммарные потери следует прини-

мать не менее 100 МПа (п 2239 [4]) ∆σsp(2)j = 100 МПа При определении εsel

σsp = 09middot480 - 100 = 332 МПа

0029401002

3324005205 =

sdotminus+

=elsε 4350

003500029401

80=

+=Rξ ξ le ξR

Площадь сечения арматуры определяем по формуле 1 0

b b f

sp efs

R b hA

Rγ ξsdot sdot sdot sdot

=

Если соблюдается условие ξ le ξR расчетное сопротивление напрягаемой ар-матуры Rs допускается умножать на коэффициент условий работыγs3 учитываю-щий возможность деформирования высокопрочных арматурных сталей при напряжениях выше условного предела текучести и определяемый по формуле

112502513 leminus=R

s ξξγ (32 [5])

ЕслиRξξ lt06 что для плит практически всегда соблюдается можно принимать

максимальное значение этого коэффициента те γs3 = 11 2

2

09 115 146 00843 19 4 23 11 52

520 52

sp ef

s

A см

R МПа кН см

sdot sdot sdot sdot= =

sdot

= =

Принимаем 6Oslash10 А600 Аspef = 471 см2 Напрягаемые стержни должны располагаться симметрично и расстояние

между ними должно быть не более 400 мм и не более 15h при hgt 150 мм (п 1038[2])

Расчет по прочности при действии поперечной силы Поперечная сила от полной нагрузки Q = 3095 кН Расчет предварительно напряженных элементов по сжатой бетонной полосе

между наклонными сечениями производят из условия Q le φb1middotγb1middotRbmiddotbmiddoth0 (855 [2])

φb1 - коэффициент принимаемый равным 03 (п 8132 [2])

12

b - ширина ребра b = 377 см Qle 03middot09middot115middot377middot19 = 2224 3095 кН lt 2224 кН

Расчет предварительно напряженных изгибаемых лементов по наклонному сечению производят из условия

Q le Qb + Qsw (856[2]) Q - поперченная сила в наклонном сечение Qb - поперечная сила воспринимаемая бетоном в наклонном сечении Qsw - поперечная сила воспринимаемая поперечной арматурой в наклонном

сечении 2 1 0 b b bt

bR b hQc

γϕ sdot sdot sdot sdot= принимаем не более 025middotγb1middotRbtmiddotbmiddoth0 и не

менее 05middotγb1middotRbtmiddotbmiddoth0 φb2 - коэффициент принимаемый равным 03 (п 8133 [2]) Rbt = 09 МПа = 009 кНсм2 Qb = 05γb1middotRbtmiddotbmiddoth0 = 05middot09middot009middot377middot19 = 2901кН Действующая в сечении поперченная сила Q = 3095 кН gt 2901 кН следова-

тельно необходимо установка поперечной арматуры по расчету (Если поперечная сила действующая в сечение меньше чем Qbmin то поперечную арматуру можно не устанавливать

Допускается производить расчет прочности наклонного сечения из условия Q1geQb1+Qsw1 (860[2]) Qb1=05middotγb1middotRbmiddotbmiddoth0 (861[2]) Qsw1=qswmiddoth0 (862[2]) Qb1=Qbmin=2901кН Qsw1=Q1-Qb1=3095 - 2901=194кН qsw=Qsw1h0=19419=0102 кНсм поперченая арматура учиты-

вается в расчете если qsw ge qswmin qswmin=025middotγb1middotRbtmiddotb=025middot09middot009middot377=0763 кНсм

Принимаем qsw = qswmin=0763 кНсм sw sw

sww

R Aqs

= (859[2])

Назначаем шаг хомутов sw=10см le 05h0 (п 10313[2]) получаем 20763middot10 0254

30sw w

swsw

q SA смR

= = = Rsw = 300 МПа = 30 кНсм2

Принимаем на приопорных участках плиты по четыре каркаса длинной рав-ной 14 продольного размера плиты с поперечной рабочей арматурой располо-женной с шагом Sw = 10 см Для 4Oslash4B500C в одном сечение имеем

Aswef = 05см2 gt Asw проверяем прочность сечения 230middot05 1510

swq см= =

Qsw1=15middot19 = 285 Q1 lt Qb1 + Qsw1 3095кН lt 2901кН+285кН

3095кН lt 5751кН так как условие выполняется то прочность по наклонно-му сечению обеспечена

13

14

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы Геометрические характеристики приведенного сечения

Круглое очертание пустот заменим эквивалентным квадратным со стороной с = 09d = 09middot159 = 143 см

Размеры расчетного двутаврового сечения толщина полок fhprime = hf= (22 ndash 143)middot05 = 385 см ширина ребраb = 146 ndash 143middot7 = 459 см

ширина полок fbprime = 146 см bf= 149 см Определяем геометрические характеристики приведенного сечения

27710527

1023

5

=sdot

sdot==

b

s

EEα

Площадь приведенного сечения Ared = A + αAs = f fb hprime primesdot + bfmiddothf+ bmiddotс + αAsp = (146 + 149)middot385 + 459middot143 +

+727middot471 = 18264 см2 А = 179216 см2 ndash площадь сечения бетона Статический момент приведенного сечения относительно нижней грани Sred= f fb hprime primesdot ( hndash 05 fhprime ) + bfmiddot hfmiddot05hfmiddot + bmiddotсmiddot05h +αmiddotAspmiddotа = = 146middot385middot(22 ndash 05middot385) +149middot385middot05middot385 + 459middot143middot05middot22 +

+ 727middot471middot3 = 197112 см3 Удаление центра тяжести сечения от его нижней грани

смASу

red

red 810791041826219711

0 asymp===

Момент инерции приведенного сечения относительно его центра тяжести

( ) ( )

( ) ( ) ( )

( )

3 332 20 0

32 2 20 0

3 32

( )05 05

12 12 12146 38505 146 385 22 108 05 385

12459 143 149 385459 143 05 22 108 149 385 108 05

12 12

f f f fred f f f

f f f sp

b h b hbcI b h h y h b c h y

b h y h A y aα

prime prime sdotprime prime prime= + sdot sdot minus minus + + sdot sdot minus + +

sdot+ sdot sdot minus + sdot minus = + sdot sdot minus minus sdot +

sdot sdot+ + sdot sdot sdot minus + + sdot sdot minus sdot( )

( )

2

2 4

385

727 471 108 3 1082368 см

+

+ sdot sdot minus =

Момент сопротивления приведенного сечения по нижней грани 3

0

910021810

8108236 смy

IW redred ===

То же по верхней грани sup 3

0

9664redred

IW смh y

= =minus

Расчет предварительно напряженных изгибаемых элементов по раскрытию трещин производят в тех случаях когда соблюдается условие

М gt Mcrc (8116[2]) М ndash изгибающий момент от внешней нагрузки (нормативной)

15

Mcrc ndash изгибающий момент воспринимаемый нормальным сечением элемента при образовании трещин и равный

Mcrc = RbtsermiddotWpl + Pmiddoteяр (936[2]) Wplndash момент сопротивления приведенного сечения для крайнего растянутого

волокна eяр = еор + r ndash расстояние от точки приложения усилия предварительного об-

жатия до ядровой точки наиболее удаленной от растянутой зоны еор ndash то же до центра тяжести приведенного сечения r ndash расстояние от центра тяжести приведенного сечения до ядровой точки Wpl= 125Wred для двутаврового симметричного сечения (табл41[6]) Р ndash усилие предварительного обжатия с учетом потерь предварительного

напряжения в арматуре соответствующих рассматриваемой стадии работы эле-мента Определяем

смAWr

red

red 49541826910021===

еoр = у0 ndash а = 108 ndash 3 = 78 см eяр = 78 + 549 = 1329 см Wpl = 125middot100219 = 125274 см3

16

Потери предварительного напряжения арматуры Первые потери предварительного напряжения включают потери от релакса-

ции напряжений в арматуре потери от температурного перепада при термической обработке конструкций потери от деформации анкеров и деформации формы (упоров)

Вторые потери предварительного напряжения включают потери от усадки и ползучести бетона при натяжении арматуры на упоры (п 9112[2])

Потери от релаксации напряжений арматуры ∆σsp1 определяют для арматуры классов А600-А1000 при электротермическом способе натяжения в соответствии с п 91[2]

∆σsp1 = 003σsp = 003middot480 = 144 МПа Потери от температурного перепада при агрегатно-поточной технологии

принимаются равными 0 ∆σsp2 = 0 Потери от деформации формы при электротермическом способе натяжения

арматуры не учитывают ∆σsp3 = 0 Потери от деформации анкеров при электротермическом способе натяжения

арматуры не учитывают ∆σsp4 = 0 Первые потери

∆σsp(1) =∆σsp1 + ∆σsp2 + ∆σsp3 + ∆σsp4 = 144 МПа Потери от усадки бетона

∆σsp5 = εbshmiddotEs εbsh ndash деформации усадки бетона значения которых можно принимать в зави-

симости от класса бетона равными 000020 ndash для бетона классов В35 и ниже 000025 ndash для бетона класса В40 000030 ndash для бетона классов В45 и выше ∆σsp5 = 00002middot2middot105 = 40 МПа Потери от ползучести бетона ∆σsp6 определяются по формуле

( )crbred

redsjspj

bpjcrbsp

IAy

2

6

80111

80

ϕαmicro

σαϕσ

+sdot

sdot++

sdot=∆

где φbcr ndash коэффициент ползучести бетона определяемый согласно п 6116[2] или по Приложению 15 Принимаем φbcr = 28 σbpj ndash напряжение в бетоне на уровне центра тяжести рассматриваемой j ndash ой группы стержней напрягаемой арматуры

(1) (1) opbp

red red

P P e yA I

σ = +

Р(1) ndash усилие предварительного обжатия с учетом только первых потерь еор ndash эксцентриситет усилия Р(1) относительно центра тяжести приведенного сече-ния yndash расстояние от центра тяжести приведенного сечения до рассматриваемого во-локна y = еор + 3(см)

b

s

EE

17

μspj ndash коэффициент армирования равный AspjA гдеА ndash площадь поперечного сече-ния элемента Aspj ndash площадь рассматриваемой группы стержней напрягаемой ар-матуры

Р(1) = Asp(σsp ndash ∆σsp(1)) σsp = 480 МПа = 48 кНсм2 ∆σsp(1) = 144МПа = 144кНсм2 Р(1) = 471(48 ndash 144) = 2193 кН еор = 78 см y=108см

2193 2193 78 108 029118264 1082368bpσ sdot sdot

= + = кНсм2 = 29МПа

σbplt09Rbp Rbp =10 МПа А = 179216 см2 0026280

161792714

==micro

( )6 2

08 727 28 29 419778 182641 727 0002628 1 1 08 28

1082368

spσ sdot sdot sdot∆ = =

sdot+ sdot + sdot + sdot

МПа

Полное значение первых и вторых потерь

( ) sum=

=

∆=∆6

12

i

ispisp σσ

(912[2])

∆σsp(2) = 144 + 40 + 4197 = 9637МПа При проектировании конструкции полные суммарные потери для арматуры

расположенной в растянутой при эксплуатации зоне сечения элемента следует принимать не менее 100МПа (п 9110[2]) поэтому принимаем ∆σsp(2) = 100 МПа

После того как определены суммарные потери предварительного напряже-ния арматуры можно определить Мcrc

(2)P = (σsp ndash ∆σsp(2))middotAsp

(2)P ndash усилие предварительного обжатия с учетом полных потерь

(2)P = (480 ndash 100) middot471 = 17898 кН Мcrc = 0135middot125274 + 17898middot1329 = 40698кНmiddotсм = 4070кНmiddotм Так как изгибающий момент от полной нормативной нагрузки

Мn = 3727 кНmiddotм меньше чем Мcrc =4070кНmiddotм то трещины в растянутой зоне от эксплуатационных нагрузок не образуются

Расчет прогиба плиты

Расчет изгибаемых элементов по прогибам производят из условия f le fult (8139 [2])

где f ndash прогиб элемента от действия внешней нагрузки fult ndash значение предельно допустимого прогиба При действии постоянных длительный и кратковременных нагрузок прогиб

балок или плит во всех случаях не должен превышать 1200 пролета Для свободно опертой балки максимальный прогиб определяют по формуле

max

2 1

=

rSlf

18

где S ndash коэффициент зависящий от расчетной схемы и вида нагрузки при действии равномерно распределенной нагрузки S = 548 при двух равных момен-тах по концам балки от силы обжатия ndash S = 18

max

1

r ndash полная кривизна в сечении с наибольшим изгибающим моментом от

нагрузки при которой определяется прогиб Полную кривизну изгибаемых элементов определяют для участков без тре-

щин в растянутой зоне по формуле

321

1111

minus

+

=

rrrr

где1

1

rndash кривизна от непродолжительного действия кратковременных нагру-

зок

2

1

rndash кривизна от продолжительного действия постоянных и длительных

нагрузок

3

1

rndash кривизна от непродолжительного действия усилия предварительно-

го обжатия Р(1)вычисленного с учётом только первых потерь те при действии момента (1) 0 pM P e= sdot

Кривизну элемента на участке без трещин определяют по формуле

redb IEM

r sdot=

1

1

где М ndash изгибающий момент от внешней нагрузки или момент усилия пред-варительного обжатия относительно оси проходящей через центр тяжести приве-денного сечения

Ired ndash момент инерции приведенного сечения Eb1 ndash модуль деформации сжатого бетона определяемый по формуле

crb

bb

EE

1 1 ϕ+=

гдеφbcr ndash коэффициент ползучести бетона принимаемый minus 018b crϕ = minus при непродолжительном действии нагрузки minus по табл612[2] или по Приложению15 в зависимости от класса бетона на сжатие и относительной влажности воздуха окружающей среды minus при продолжительном действии нагрузки minus при непродолжительном действии нагрузки Eb1=085Eb (8146[2]) Прогиб определяется с учетом эстетико-психологических требований те от

действия только постоянных и временных длительных нагрузок [1]

2 1

1 nl

b red

Mr E I

= sdot

nlM ndash изгибающий момент от продолжительного действия постоянных и дли-тельных нагрузок равный Мnl = 299 кНmiddotм (см п22)

19

33

1 102478310527

821sdot=

sdot=

+= b

bEE МПа = 724middot102кНсм2

52

2

1 2999 13827 10724 10 1082368r см

minus = = sdot sdot sdot

В запас жёсткости плиты оценим её прогиб только от постоянной и длитель-

ной нагрузок (без учёта выгиба от усилия предварительного обжатия) 5 25( 3827 10 ) 569 129 2845

48f см смminus= sdot sdot sdot = lt

Допустимый прогиб f = (1200)l = 569200 = 2845 см Так как f lt f ult можно выгиб в стадии изготовления не учитывать

20

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО

НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2

31 Исходные данные

Постоянная нагрузка та же что при расчете плиты перекрытия на действие нагрузки V =15 кНм2 (см п 21)

Нагрузки на 1м2 перекрытия Таблица 2

Вид нагрузки Нормативная нагрузка кНм2

Коэф-т надежности по нагрузке

γf

Расчетная нагрузка

кНм2

1 2 3 4 Постоянная нагрузка g 414 47

Временная Перегородки δ = 120 мм (при-веденная нагрузка длитель-ная) V p

05 12 06

Полезная (из задания) 45 12 54 в том числе кратковременная Vsh

29

12

348

длительная V lon 16 12 192 Итого временная нагрузка V 50 60 Временная нагрузка без учета перегородок V 0

45 54

Полная нагрузка g + V 914 107

Нагрузка на 1 погонный метр длины плиты при номинальной ее ширине 15м - расчетная постоянная g = 47middot15middot10 = 705 кНм - расчетная полная (g + V) = 107middot15middot10 = 1605 кНм - нормативная постоянная gп = 414middot15middot10 = 621 кНм - нормативная полная (gп + Vп) = 914middot15middot10 = 1371 кНм - нормативная постоянная и длительная (gп + Vlonп) = (414 + 21)middot15middot10 =

936 кНм

32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы

Определение внутренних усилий Материалы для плиты расчетный пролет и поперечное сечение те же что в

пункте 21 Усилия от расчетной полной нагрузки

( ) 2 20V 1605 569 6496

8 8g l

M кН м+ sdot sdot

= = = sdot

21

( ) 0V 1605 569 45662 2

g lQ кН

+ sdot sdot= = =

Усилия от нормативной нагрузки - полной

( ) 2 20V 1371 569 5548

8 8n n

п

g lM кН м

+ sdot= = = sdot

- постоянной и длительной ( ) 2 2

0 936 569 37888 8

n lon nn

g V lM кН м

+ sdot= = = sdot

Расчет по прочности на действие изгибающего момента

2 21 0

6496 011909 115 146 19m

b b f

MR b h

αγ

= = =sdot sdot sdot sdot sdot sdot

1 1 2 1 1 2 0119 01280435( 22)

m

R см пξ αξ= minus minus = minus minus sdot =

=

012 0277 060435R

ξξ

= = lt γs3 = 11

3

01

ss

fbbsp R

hbRA

γξγ sdotsdotsdotsdot

=

2

2

09 115 146 0128 19 642 11 52

520 52

sp

s

A см

R МПа кН см

sdot sdot sdot sdot= =

sdot

= =

Принимаем 6Oslash12А600 Аspef = 679 см2

Расчет по прочности при действии поперечной силы

Условие прочности по бетонной полосе между наклонными сечениями удо-влетворяется

4566 кНlt 22240кН(см п 22) Условие прочности по наклонному сечению

Q le Qb + Qsw допускается производить расчет наклонного сечения из условия

Q1geQb1+Qsw1 (860[2]) Qb1=05middotγb1middotRbmiddotbmiddoth0 (861[2]) Qsw1=qswmiddoth0 (862[2]) Qb1=05middot09middot009middot377middot19=2901кН

То поперечная арматура (хомуты) необходима по расчету для восприятия усилия

Qsw1 = 4566 ndash 2907 = 1665 кН

22

23

Поперечная арматура учитывается в расчете если qswgeqswmin

qswmin=025γb1Rbtb (п 8133[2])

Усилие в поперечной арматуре на единицу длины равно 1

0sw

swQqh

=

1665 087619swq = = кНсмltqswmin = 025middot09middot009middot377 = 0763кНсм

w

swswsw S

ARq sdot= (859[2])

Назначая шаг хомутов Sw = 10см le 05middoth0 (8311[3]) получаем 0876 10 0292

30sw w

swsw

q SARsdot sdot

= = = см2

Rsw = 300 МПа = 30 кНсм2 Проверяем прочность сечения при действии поперечной силы Условие

прочности Q1 le Qb1 + Qsw1 Q1 = 4566 кН - поперечная сила действующая в сечение Qb1 = 2901 кН Qsw1 = qswmiddoth0

30 078 23410

sw swsw

w

R AqSsdot sdot

= = = кнсм

Qsw1 = 234middot19 = 4446кН 4566 кН lt (2901 + 4466)кН 4566 кН lt 7347 кН

Прочность обеспечена Окончательно принимаем на приопорных участках плиты по четыре каркаса

с поперечной рабочей арматурой (хомутами) расположенной с шагомSw = 10см Для 4Oslash5 В500С в одном сечении имеем Аswef = 078см2gtАsw

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы

Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)

Ared = 184148 см2 Sred = 1975656 см3 у0= 1073 см

( ) ( )

( ) ( )

3 32 2

32 2 4

146 385 459 14146 385 22 1073 05 385 459 143 05 22 107312 12

149 385 149 385 1073 05 385 727 679 1073 3 1084577312

redI

см

sdot sdot= + sdot sdot minus minus sdot + + sdot sdot sdot minus +

sdot+ + sdot sdot minus sdot + sdot sdot minus =

3

0

10845773 1010791073

redred

IW смy

= = = sup 310845773 9623581127redW см= =

24

W= 125Wred = 125middot101079 = 126349 см3 101079 549184148

red

red

Wr смA

= = =

е0 = 1073 ndash 3 = 773 см eяр = 773 + 549 = 1322 см

Потери предварительного напряжения арматуры ∆σsp1 =144 МПа ∆σsp2 = 0 ∆σsp3 = 0 ∆σsp4 = 0 Таким образом первые потери составляют ∆σsp(1) =144 МПа

∆σsp5 = 40 МПа

11 орbp

red red

Pe yPA I

σ = + (см п 23)

Р1 = 679middot (48 ndash 144) = 31614 кН еор = 773 см 231614 31614 773 0414

183643 1081529bpσ sdot= + = кНсм2 = 414 МПа

0033980161792

096==micro

( )6 2

08 727 28 414 5803775 1836431 727 0003398 1 1 08 28

1081529

spσ sdot sdot sdot∆ = =

sdot+ sdot + sdot + sdot

МПа

То полные потери равны ∆σsp(2) = 144 + 40 + 5803 = 11203МПа Если полные потери будут меньше 100МПа следует принять σsp(2)= 100МПа

Р(2) = (480 ndash 112) middot609 = 24987кН Мcrc = RbtsermiddotW+P(2)middoteяр=0135middot126349 + 2498middot1322 = 50089кНmiddotсм =

5009кНmiddotм Изгибающий момент от полной нормативной нагрузки равен

Мn = 5548 кНmiddotмgtМсrс = 5009кНsdotм Следовательно трещины в растянутой зоне от эксплуатационных нагрузок

образуются

Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси Расчет по раскрытию трещин производят из условия

acrc le acrcult (8118[2]) acrc ndash ширина раскрытия трещины от действия внешней нагрузки acrcult ndash предельно допустимая ширина раскрытия трещин (п 826[4] При-

ложение 2) Для арматуры классов А240-А600 В500C величина acrcultсоставляет

03 мм ndash при продолжительном раскрытии трещин 04 мм ndash при непродолжительном раскрытии трещин

Ширину раскрытия нормальных трещин определяют по формуле

ss

sscrc l

Ea sdotsdotsdotsdotsdot=

σψϕϕϕ 321 (8128[4])

25

где σs ndash напряжение в продольной растянутой арматуре в нормальном сечении с трещиной от соответствующей внешней нагрузки

ls ndash базовое расстояние между смежными нормальными трещинами ψs ndash коэффициент учитывающий неравномерное распределение относительных

деформаций растянутой арматуры между трещинами допускается принимать ψs =1 если при этом условие 8118[2] не удовлетворяется значение ψs следу-ет определять по формуле 8138[2]

ϕ1 ndash коэффициент учитывающий продолжительность действия нагрузки при-нимаемый равным 10 ndash при непродолжительном действии нагрузки 14 ndash при продолжительном действии нагрузки

ϕ2 ndash коэффициент учитывающий профиль продольной арматуры и равный ϕ2 = 05 ndash для арматуры периодического профиля и канатной

ϕ3 ndash коэффициент учитывающий вид напряженного состояния и для изгибаемых элементов принимаемый равнымϕ3 = 10

Для прямоугольных тавровых и двутавровых сечений значение σsдопускает-ся определять по формуле

(2)( )s

ssp

M z PA

σminus

= (412 [5])

где z ndash плечо внутренней пары сил равное z=ςh0 а коэффициент ς определя-ется по табл 42 [5] или по Приложению 18 в зависимости от следующих пара-метров

)(

0

11

)2(0 bhAa

aPM

ebh

hbb spss

ss

fff

sdot==

minus= microϕ

Ms= Mn =5548 кНм=5548 кНсм P(2)ndashусилие предварительного обжатия с учетом полных потерь равное P(2)=24987 кН Производя вычисления получаем

0

(1460 459) 385 5548 2220442 222 117459 190 24987 190

sf s

ee смh

φ minus sdot= = = = = =

sdot

Коэффициент αs1 для всех видов арматуры кроме канатной можно прини-мать равным αs1=300Rbser=30015=20

где Rbser=15 МПа Тогда

1200 679 0156459 190samicro sdot

sdot = =sdot

По табл 42 [6] или по Приложению 18 определяем ς=082 z=ςh0=082190=1558 см

2(5548 1588) 24987 1564 1564 679s кН см МПаσ minus

= = =

26

С целью недопущения чрезмерных пластических деформаций в продольной рабочей арматуре напряжения σsвней (а точнее их приращение под действием внешней нагрузки) не должны превышать (Rsserndash σsp(2)) где σsp(2)ndash величина пред-варительного напряжения арматуры с учетом полных потерь те

(2) (2) 480 112 368 sp sp sp МПаσ σ σ= minus∆ = minus =

(2)1562 ( ) 600 368 232 s s ser spМПа R МПаσ σ= lt minus = minus = Как видим полученное значение σs удовлетворяет установленному ограни-

чению В противном случае следует увеличить площадь продольной рабочей ар-матуры

Значение базового расстояния между трещинами определяют по формуле

ss

bts d

AAl 50= (8217[2]) и принимают не менее 10d и 10 см и не более 40d

и 40 см Abtndash площадь сечения растянутого бетона As ndash площадь сечения растянутой арматуры Ширину раскрытия трещин acrc принимают - при продолжительном раскрытии

acrc = acrc1(8119[2]) - при непродолжительном раскрытии

acrc = acrc1 + acrc2 ndashacrc3 (8120[2]) где acrc1 ndash ширина раскрытия трещин от продолжительного действия посто-

янных и временных длительных нагрузок acrc2 ndash ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоян-

ных и временных (длительных и кратковременных) нагрузок acrc3 - ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоян-

ных и временных длительных нагрузок Базовое расстояние между смежными нормальными трещинами определяется

по формуле

ss

bts d

AAl 50=

Здесь Abt ndash площадь сечения растянутого бетона равная Abt = byt+(bf - b)hf

гдеyt ndash высота растянутой зоны которую для прямоугольных тавровых и двутавровых сечений допускается принимать по формуле

yt = ky0 Поправочный коэффициент kучитывает неупругие деформации растянутого

бетона и для двутавровых сечений принимается равным 095 Значение y0 ndash есть высота растянутой зоны бетона определяемая как для упругого материала по приведенному сечению по формуле

)(

)2(0

serbtred

red

RP

A

Sy

+=

27

Определяем

0

2

1975656 535 095 535 508 249871841480135

459 508 (1490 459) 385 6301

t

bt

y см y см

A см

= = = sdot =+

= sdot + minus sdot =

Значение Abt принимается равным площади сечения при ее высоте в пределах не менее 2а и не более 05h(п4233 [4]) те не менее

1490385+(6-385)459=6729 см2 и не более 45911+(149-459)385=90184 см2

следовательно принимаем Abt =6729см2 Тогда 246621

096967250 =sdotsdot=sl смПринимается не более 40d и не более 40см Оконча-

тельно принимается 40 см Поскольку изгибающий момент от постоянной и временной длительной нор-

мативной нагрузок Mnl=3788кНм меньше момента образования трещин Mcrc=5009кНм то приращение напряжений в продольной рабочей арматуре от внешней нагрузки (см формулу (412[5]) будет меньше нуля В этом случае сле-дует считатьacrc1= acrc3= 0 и определять только ширину раскрытия трещин acrc2 от непродолжительного действия постоянных длительных и кратковременных нагрузок при φl=10

2 5

156410 05 10 10 40 001564 0156 2 10crca см мм= sdot sdot sdot sdot = =sdot

Это значение необходимо сопоставить с предельно допустимой шириной раскрытия трещин acrcult принимаемой из условия обеспечения сохранности ар-матуры при непродолжительном раскрытии

acrc2ltacrcult=04 мм ndash условие (826[2]) или см Приложение 2 удовлетворя-ется

Расчет прогиба плиты

Расчет изгибаемых элементов по прогибам производят из условия flefult (8139[2])

где fndash прогиб элемента от действия внешней нагрузки fult ndash значение предельно допустимого прогиба (см п 23) Полная кривизна для участков с трещинами определяется по формуле

(102)[4] без учета кривизны от непродолжительного действия усилия обжатия и кривизны вследствие усадки и ползучести бетона

321

1111

+

minus

=

rrrr

где 1

1

rndash кривизна от непродолжительного действия всей нагрузки

2

1

r ndash кривизна от непродолжительного действия постоянных и

временных длительных нагрузок

28

3

1

r ndash кривизна от продолжительного действия постоянных и вре-

менных длительных нагрузок Так как прогиб плиты ограничивается эстетико-психологическими требова-

ниями

1

1

rndash

2

1

r ndash кривизна вызванная непродолжительным действием кратко-

временной нагрузки не учитывается Таким образом кривизна в середине пролета определяется только от про-

должительного действия постоянных и длительных нагрузок те при действии изгибающего момента Мnl = 3788 кНmiddotм

Для элементов прямоугольного и таврового сечений при hfle 03h0 кривизну

допускается определять по формуле (440 [5])

redbc

nl

EhbM

r 30

1sdotsdotsdot

где ϕс ndash коэффициент определяемый по табл 45 [5] или по Приложению 15в за-висимости от параметров

( )0

bhhbb ff

f

sdotminus=ϕ μmiddotαs2 и esh0

0bhAs=micro

redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α

При определении αs2допускается принимать 1=sψ Если при этом условие flefult не удовлетворяется то расчет производят с учетом коэффициента ψs опреде-ляемого по формуле

s

crcss σ

σψ 801minus= (8138[2])

где σscrc ndash приращение напряжений в растянутой арматуре в сечении с трещиной сразу после образования нормальных трещин при М = Мcrc σs ndash то же при действии рассматриваемой нагрузки

sp

ss A

PzM )2()( minus=σ (412 [5])

sp

crccrcs A

PzM )2(

)( minus=σ

z ndash расстояние от центра тяжести арматуры расположенной в растянутой зоне сечения до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне эле-мента

Ebred ndash приведенный модуль деформации сжатого бетона принимаемый равным

redb

serbredb

RE

1

ε

=

где εb1red =28sdot10-4 при продолжительном действии нагрузки при относительной влажности воздуха окружающей среды 75 ge W ge 40(табл610[2])

)2(PM

e ss = Ms = Mnl= 3788 кНmiddotм

Р(2) ndash усилие предварительного обжатия с учетом всех потерь Р(2) = 24987 кН

Определяем величины необходимые для нахождения ϕс

29

( ) ( ) 442019945

853945146

0

=sdotsdotminus

=sdotminus

=bh

hbb fffϕ

0

679 000779459 19

sAbh

micro = = =sdot

Коэффициент приведения арматуры к бетону

redb

redss E

E

2 =α (117[4]) Еsred =

s

sEψ

(118[4]) redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α принимаем sψ = 1

Приведенный модуль деформаций сжатого бетона

53571028

0154

1

=

sdot== minus

redb

serbredb

RE

εМПа = 5357кНсм2

5

22 10 37335357sαsdot

= = μmiddotαs2= 000779∙3733 = 0291 (2)

nls

MeP

=3788 1516

24987se = = см

0

1516 079819

seh

= =

Теперь по табл 45[5] или по таблице Приложения 15 путем интерполяции находимϕс = 0603

Определяем кривизну имея все данные 5

3

1 3788 1372 10 0603 459 19 5357r см

minus= = sdotsdot sdot sdot

20

5 2

5 1 485 372 10 569 126 2845 48 ult

f lr

f см f cмminus

= sdot sdot

= sdot sdot sdot = lt =

Условие 8139[2] удовлетворяется те жесткость плиты достаточна

30

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ Для опирания пустотных панелей принимается сечение ригеля высотой hb =

45 см или hb = 60 см для опирания ребристых панелей принимается сечение риге-ля высотой hb = 60 см Ригели могут выполняться обычными или предварительно напряженными Высота сечения обычного ригеля bb lh

asymp

101

151

41 Исходные данные Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м2 перекрытия принимаются те же

что и при расчете панели перекрытия Ригель шарнирно оперт на консоли колон-ны hb = 45 см Расчетный пролет (рис 6)

l0 = lb ndash b ndash 2times20 ndash 130 = 6300 ndash 400 ndash 40 ndash 130 = 5730 мм = 573 м где lb ndash пролет ригеля в осях

b ndash размер колонны 20 ndash зазор между колонной и торцом ригеля 130 ndash размер площадки опирания Расчетная нагрузка на 1 м длины ригеля определяется с грузовой полосы

равной шагу рам в данном случае шаг рам 6 м(табл 1) Постоянная (g) - от перекрытия с учетом коэффициента надежности по ответственности зда-

нияγп = 10 gfl =gmiddotlnmiddotᵞn= 47middot60middot10 = 282 кНм

гдеln ndashшаг рам - от веса ригеля

gbn = (02middot045 + 02middot025) middot2500middot10-2 = 35 кНм где 2500 кгм3 ndash плотность железобетона С учетом коэффициента надежно-

сти по нагрузке γf = 11 и по ответственности здания γп = 10 gb = 35middot11middot10 = 385 кНм

Итого постоянная нагрузка погонная те с грузовой полосы равной шагу рамg1=gfl+ gb = 282 + 385 = 321 кНм

Временная нагрузка (V) с учетом коэффициента надежности по ответствен-ности здания γп = 10 и коэффициента сочетания (см табл1)

1

1

0604AA

ϕ = +

где А1 = 9 м2для помещений указанных в поз 1212[1] А ndash грузовая площадь ригеля А = 60times63 = 378 м2

10604 0693378

9

ϕ = + =

На коэффициент сочетания умножается нагрузка без учета перегородок V1=( Vp+ 1ϕ middot V0)middotᵞnmiddotln

V1= (06+0693middot195)middot10middot60 = 1171кНм Полная погонная нагрузка

g1 + V1 = 321 + 1171 = 438кНм

31

32

42 Определение усилий в ригеле Расчетная схема ригеля ndash однопролетная шарнирно опертая балка пролетом

l0 Вычисляем значение максимального изгибающего момента М и максимальной поперечной силы Q от полной расчетной нагрузки

( ) 2 21 1 0V 438 573 17976

8 8g l

M кН м+ sdot

= = = sdot

( )1 1 0V 438 573 12552 2

g lQ кН

+ sdot= = =

Характеристики прочности бетона и арматуры - бетон тяжелый класса В30 расчетное сопротивление при сжатии Rb = 170

МПа при растяжении Rbt= 115 МПа (табл 68[2] приложение 4) γb1 = 09 (6112[2])

- арматура продольная рабочая класса А500С диаметром 10-40 мм расчетное сопротивление Rs = 435 МПа=435Кнсм2 поперечная рабочая арматура класса А400 диаметром 6-8 мм Rsw = 280 МПа=280Кнсм2 (табл 615[2])

43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента

Определяем высоту сжатой зоны х = ξmiddoth0 где h0 ndash рабочая высота сечения ригеля ξ ndash относительная высота сжатой зоны определяемая в зависимости от αт

h0 = (hb ndash 5) = 40 см

201 hbR

M

bbm sdotsdotsdot=γ

α

М = 17081кНmiddotм = 17081кНmiddotсм Rb = 17 МПа = 17 кНсм2 b ndash ширина сечения ригеля b = 20 см

2 21 0

17980 036709 17 20 40m

b b

MR b h

αγ

= = =sdot sdot sdot sdot sdot sdot

1 1 2 1 1 2 0367 0485mξ α= minus minus = minus minus sdot = высота сжатой зоны х = ξmiddoth0 = 0485middot40 = 1938см Граница сжатой зоны проходит в узкой части сечения ригеля следовательно

расчет ведем как для прямоугольного сечения Расчет по прочности нормальных сечений производится в зависимости от со-

отношения относительной высоты сжатой зоны бетона и граничной относитель-ной высоты ξR при которой предельное состояние элемента наступает по сжатой зоне бетона одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения равного расчетному сопротивлению Rs

Значение ξR определяется по формуле

0

2

08

1

RR

s el

b

xh

ξ εε

= =+

(81[2])

где εsel ndash относительная деформация растянутой арматуры при напряжениях равных Rs

33

s

sels E

R=ε Rs = 435 МПа Еs = 2middot105МПа

εb2 ndash относительная деформация сжатого бетона при напряжениях равных Rb принимаемая равной 00035 (п 6120 [2])

00217501002

4355 =

sdot=elsε

4930

0035000217501

80=

+=Rξ

значение ξR можно определить по табл 32 [4] или по Приложению 11 тк ξltξR

площадь сечения растянутой арматуры определяется по формуле 1 0 09 17 20 0485 40 1365

435b b

ss

R b hAR

γ ξsdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot= = = см2

Если ξgtξR следует увеличить сечение ригеля или повысить класс бетона или запроектировать в сжатой зоне сжатую рабочую арматуру с площадью Аs

Если ξ = ξR = 0493 х = 0493middot40 = 1972 см те при ξ le ξR граница сжатой зо-

ны всегда проходит в узкой части сечения ригеля По найденной площади сечения растянутой арматуры по сортаменту (При-

ложение 12) подбираем 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Аsef = 1388см2 741

40201008813 =

sdotsdot

=micro

Площадь подобранной арматуры должна быть больше требуемой по расчету площади или равна ей

Можно подобрать стержни одинакового диаметра так чтобы площадь подо-бранной арматуры отличалась бы от площади требуемой арматуры незначитель-но

44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил

Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил производится на основе модели наклонных сечений [3] Ригель опирается на колонну с помощью консолей скрытых в его подрезке (рис 8) те имеет место резко изменяющаяся высота сечения ригеля на опоре При расчёте по модели наклонных сечений должны быть обеспечены проч-ность ригеля по бетонной полосе между наклонными сечениями по наклонному сечению на действие поперечной силы и изгибающего момента Для ригелей с подрезками на опорах производится расчёт по поперечной силе для наклонных сечений проходящих у опоры консоли образованной подрезкой При этом в расчётные формулы вводится рабочая высота h01короткой консоли ри-геля Таким образом в качестве расчётного принимаем прямоугольное сечение с размерами 1 20 30 b h смtimes = times в котором действует поперечная силаQ=1255 кН от полной расчётной нагрузки Рабочая высота сечения ригеля в подрезке составляет

01 27 h см= вне подрезки (у опор) 0 42 h см= в средней части пролёта 0 40 h см= При диаметре нижних стержней продольной рабочей арматуры ригеля ds=22мм с учётом требований п10312[2] назначаем поперечные стержни (хо-

34

муты) Oslash8 А400 Их шаг на приопорном участке предварительно принимаем по конструктивным соображениям 1 10 ws см= что в соответствии с п10313[2] не превышает 05h01=135см и 30 см Значения прочностных характеристик бетона класса В30 входящие в расчётные зависимости принимаем с учётом коэффици-ента условий работы 1 09bγ = Расчёт ригеля по бетонной полосе между наклонными трещинами произво-дится из условия

1 1 01b b bQ R bhϕ γle (855[2]) где 1bϕ minus коэффициент принимаемый равным 03 Проверка этого условия даёт

Q=1255 кН le 03times09times17times20times27=24786 кН те принятые размеры сечения ригеля в подрезке достаточны Проверяем требуется ли поперечная арматура по расчёту из условия

min 1 0105b b btQ Q R bhγle = (8133[2]) те Q=1255 кН gtQbmin=05times09times0115times20times27=2795 кН

поэтому расчёт поперечной арматуры необходим Находим погонное усилие в хомутах для принятых выше параметров попе-речного армирования 2101 swA см= (2Oslash8 А400) 285 swR МПа= 1 10 ws см=

11

280 101 283 10

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

Расчёт ригеля с рабочей поперечной арматурой по наклонному сечению про-изводится из условия

b swQ Q Qle + (856[2]) где b swQ Q minus поперечные силы воспринимаемые соответственно бетоном и попе-речной арматурой в наклонном сечении которые находятся по формулам

22 1 01 b b bt

bR bhQc

ϕ γ= 075sw swQ q c=

где с minus длина проекции наклонного сечения на продольную ось элемента 2bϕ minus коэффициент принимаемый равным 15 (п 8133[2])

Подставляя эти выражения в (856[2]) из условия минимума несущей спо-

собности ригеля по наклонному сечению в виде 0Qc

part=

part находим наиболее опас-

ную длину проекции наклонного сечения равную 2 2

2 1 01

1

15 09 0115 20 27 3266075 075 283

b b bt

sw

R bhc смq

ϕ γ times times times times= = =

times

35

36

которая должна быть не более 2h01 = 54 см С учётом этой величины условие (856[2]) преобразуем к виду

21 01

2

15 075

15 09 0115 20 27 075 283 3266 13863 3266

b btsw

R b hQ q сc

Q кН

γsdot sdot sdot sdotle + sdot sdot

sdot sdot sdot sdotle + sdot sdot =

1255 кН lt 13863 кН те условие прочности ригеля по наклонному сечению в подрезке при действии поперечной силы соблюдается

Необходимо также убедиться в том что принятый шаг хомутов смsw 101 = не превышает максимального шага хомутов maxws при котором ещё обеспечивается прочность ригеля по наклонному сечению между двумя соседними хомутами те

2 21 0

1 max09 0115 20 2710 1202

1255b bt

w wR b hs см s см

Qγ sdot sdot sdot sdot sdot

= lt = = asymp

Выясним теперь на каком расстоянии от опор в соответствии с характером эпюры поперечных сил в ригеле шаг поперечной арматуры может быть увеличен Примем согласно п10313[2] шаг хомутов в средней части пролёта равным

2 0075 075 40 30 ws h см= = times = что не превышает 500 мм Погонное усилие в хо-мутах для этого участка составляет

22

280 101 0942 30

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

что не меньше минимальной интенсивности этого усилия при которой попереч-ная арматура учитывается в расчёте

min 1025 025 09 0115 20 052 sw b btq R b кН смγ= = times times times asymp Очевидно что условие 1 minsw swq q для опорных участков ригеля соблюдается с ещё большим запасом При действии на ригель равномерно распределённой нагрузкиq=g1+v1 длина участка с интенсивностью усилия в хомутах 1swq принимается не менее значения

1l определяемого по формуле min

1 1bQ Q

l cq

minus= minus и не менее

40l

где minbQ minus то же что в формуле (2) но при замене 01h на рабочую высоту сечения ригеля в пролёте 0 40h см= 1с minus наиболее опасная длина проекции наклонного сечения для участка где изменяется шаг хомутов определяется по формуле (стр 34) с заменой в ней 01h на 0h а также 1swq на 2swq но не более 02 h

Тогда имеем min 05 09 0115 20 40 414 bQ кН= times times times times =

2

115 09 0115 20 40 8385

075 0942с смtimes times times times= =

times

Поскольку 1 02 80 с h см= то принимаем 1 80 c см= q=g+V=438 кНм=

37

=0438 кНсм тогда

11255 414 80 11201

0 438l смminus= minus =

В ригелях с подрезками у концов последних устанавливаются дополнитель-ные хомуты и отгибы для предотвращения горизонтальных трещин отрыва у вхо-дящего угла подрезки (рис 8) Эти хомуты и отгибы должны удовлетворять условию прочности

011

0

sin (1 )sw sw sw s inchR A R A Qh

θ+ ge minus

здесь 01 0 h h minus рабочая высота сечения ригеля соответственно в короткой консоли подрезки и вне её

Для рассматриваемого примера со сравнительно небольшим значением попе-речной силы примем дополнительные хомуты у конца подрезки в коли-честве 2Oslash12 А500С с площадью сечения 2

1 226 swA см= отгибы использовать не будем Тогда проверка условия прочности даёт

2730 226 678 1255 (1 ) 44842

кН кНtimes = gt times minus =

те установленных дополнительных хомутов достаточно для предотвращения го-ризонтальных трещин отрыва у входящего угла подрезки

Расчёт по прочности наклонного сечения проходящего через входящий угол подрезки на действие изгибающего момента производится из условия

s sw s incM M M Mle + + где М minus момент в наклонном сечении с длиной проекции laquoсraquo на продольную ось элемента Мs МswMsinc minus моменты воспринимаемые соответственно про-дольной и поперечной арматуройа также отгибами пересекаемыми рассмат-риваемым наклонным сечением относительно противоположного конца наклон-ного сечения (в отсутствии отгибов 0s incM = )

В рамках курсового проекта этот расчет не выполняется

45 Построение эпюры материалов Продольная рабочая арматура в пролете 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Пло-

щадь этой арматуры Аs определена из расчета на действие максимального изги-бающего момента в середине пролета В целях экономии арматуры по мере уменьшения изгибающего момента к опорам два стержня обрываются в пролете а два других доводятся до опор Если продольная рабочая арматура разного диа-метра то до опор доводятся два стержня большего диаметра

Площадь рабочей арматуры Аsef = 1388см2 Определяем изгибающий мо-мент воспринимаемый сечением ригеля с полной запроектированной арматурой 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С(Аs = 1388см2)

Из условия равновесия RsmiddotAs = γb1sdotRbmiddotbmiddotx гдех = ξmiddoth0

01

hbRAR

bb

efss

sdotsdotsdot

sdot=γ

ξ

38

Rs = 435 МПа = 435 кНсм2 Rb = 170 МПа = 17 кНсм2

493040207190

8813543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х = ξmiddoth0 = 0493middot40 = 1972см Изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля определяется из

условия равновесия М = RsmiddotAs(h0 ndash05х) М(2Oslash20+2Oslash22)= 435middot1388middot(40 ndash 05middot1972) = 181979кНmiddotсм = 182кНmiddotм

182кНmiddotмgt 17081кНmiddotм то есть больше действующего изгибающего момента от полной нагрузки это значит что прочность сечения обеспечена

До опоры доводятся 2Oslash22 А500С h0 = 45 ndash 3 = 42 см (см рис 9) As=76 см2

257042207190

67543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х1 = ξmiddoth0 = 0257middot42 = 108см Определяем изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля с рабо-

чей арматурой в виде двух стержней доводимых до опоры М(2Oslash22) = RsmiddotAs(2Oslash22) (h0 ndash05х1) М(2Oslash22) = 435middot76middot(42 ndash 05middot108) = 1209996кНmiddotсм =121кНmiddotм

Откладываем в масштабе на эпюре моментов полученные значения изгибаю-щих моментов М(2Oslash20+2Oslash22) и М(2Oslash22) и определяем место теоретического обрыва ра-бочей арматуры ndash это точки пересечения эпюры моментов с горизонтальной ли-нией соответствующей изгибающему моменту воспринимаемому сечением ри-геля с рабочей арматурой в виде двух стержней М(2Oslash22) (рис 10)

Эпюра моментов для этого должна быть построена точно с определением значений изгибающих моментов в

81 в

82 и в

83 пролета

Изгибающий момент в любом сечении ригеля определяется по формуле ( )

2

2xvgxRM Axsdot+

minussdot= где RA ndash опорная реакция х ndash текущая координата

( ) 0 12552A

g v lR Q

+ sdot= = = кН

При 081 lx = = 0716 м

2

18

438 07161255 0716 7862

M кН мsdot= sdot minus = sdot

При 082 lx = = 1433 м

2

28

438 14331255 1433 13482

M кН мsdot= sdot minus = sdot

39

40

При 083 lx = = 2149 м

0

2

38

438 21491255 2149 16852l

M кН мsdot= sdot minus = sdot

Длина анкеровки обрываемых стержней определяется по следующей зависи-мости

ddqQw

sw

1552

ge+= где d ndash диаметр обрываемой арматуры

Поперечная сила Q определяется графически в месте теоретического обрыва в данном случае Q = 72кН

Поперечные стержни Oslash8 А400 Rsw = 285 МПа с Аsw = 101см2 в месте теоре-тического обрыва имеют шаг 10 см

88210

011528=

sdot=

sdot=

w

swswsw S

ARq кНсм

72 5 20 2252 288

W = + sdot =sdot

см что меньше15d=1520=30 см

Принимаем W = 30 см Место теоретического обрыва арматуры можно определить аналитически

Для этого общее выражение для изгибающего момента нужно приравнять момен-ту воспринимаемому сечением ригеля с арматурой 2Oslash22 А500

М(2Oslash22) = 121кНsdotм ( ) ( ) 2 2

0 438 573 4382 2 2 2

g V l g V x xМ x x+ sdot + sdot sdot sdot

= sdot minus = sdot minus

1255х ndash 219х2 = 121 х2 ndash 573х + 553 = 0

212 2865 2865 581 2865 16365х = plusmn minus = plusmn

х1 = 1228м х2 = 553м Это точки теоретического обрыва арматуры Длина обрываемого стержня будет равна 4502ndash 1228 + 2middot03 = 3874м При-

нимаем длину обрываемого стержня 4 м Определяем аналитически величину поперечной силы в месте теоретического

обрыва арматуры ( ) ( )0

2g V l

Q g V x+ sdot

= minus + sdot

438 573 438 1228 7172

Q кНsdot= minus sdot =

Графически поперечная сила была принята 72кН с достаточной степенью точности

41

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ Для проектируемого 8-этажного здания принята сборная железобетонная ко-

лонна сечением 40times40 см Для колонн применяется тяжелый бетон классов по прочности на сжатие не

ниже В15 а для сильно загруженных ndash не ниже В25 Армируются колонны про-дольными стержнями диаметром 16 hellip40 мм из горячекатаной стали А400 А500С и поперечными стержнями преимущественно из горячекатаной стали класса А240

51 Исходные данные Нагрузка на 1 м2 перекрытия принимается такой же как и в предыдущих рас-

четах (см табл 1) Нагрузка на 1 м2 покрытия

Таблица 3 Вид нагрузки Нормативная нагруз-

ка (γf= 1) кНм2

Коэффициент надежности

по нагрузке γf

Расчетная нагрузка

(γfgt 1) кНм2 1 2 3 4

Гидроизоляционный ковер (3 слоя) 0150 13 0195 Армированная цементно-песчаная стяжка δ = 40 мм ρ = 2200 кгм3

0880 13 1144

Керамзит по уклону δ = 100 мм ρ = 600 кгм3

0600 13 0780

Утеплитель ndash минераловатные пли-ты δ = 150 мм ρ = 150 кгм3

0225 12 0270

Пароизоляция 1 слой 0050 13 0065 Многопустотная плита перекрытия с омоноличиванием швов δ = 220 мм

3400 11 3740

Постоянная нагрузка (groof) 5305 6194 Временная нагрузка ndash снеговая S = Sg 1800middot07 = 1260 ndash 1800 в том числе длительная часть снего-вой нагрузки Sl

0630 ndash 0900

Полная нагрузка (groof+ S) 6565 7994 - полная кратковременная снеговая нагрузка и коэффициент μ принимаются по СП 20133302011 или по Приложению 16

42

Материалы для колонны Бетон ndash тяжелый класса по прочности на сжатие В25 расчетное сопротивле-

ние при сжатии Rb = 145 МПа (табл 68[2] Приложение 4) Арматура minus продольная рабочая класса А500С (диаметр 16 hellip40мм) расчётное сопро-

тивление Rs = Rsc = 435 МПа (табл 614[2] Приложение 7) minus поперечная ndash класса А240

52 Определение усилий в колонне

Рассчитывается средняя колонна подвального этажа высотой hfl = 28 м Вы-сота типового этажа hflтакже равна 28 м

Грузовая площадь колонныА = 6times63 = 378 м2 Продольная сила N действующая на колонну определяется по формуле

N = γn(g +Vp + φзV0) nmiddotA + gb(n + 1) + gcol(n + 1) + γn(groof + S)A где n ndash количество этажей В нашем случае n = 8А ndash грузовая площадь g VpV0 ndash соответственно постоянная и временная нагрузки на 1 м2 перекрытия по табл 1

Согласно табл 1 g = 47 кНм2 Vp = 06кНм2V0 = 195кНм2 groof ndash постоянная нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 (groof = 6194 кНм2) S ndash полная снеговая нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 gbndash собственный вес ригеля с учетом γf и γnдлиной (63 ndash 04) = 59 м gb= 385middot59 = 2272кН 385 кНм ndash погонная нагрузка от собственного веса ригеля (см расчет риге-

ля) gcol ndash собственный вес колонны gcol = γnmiddot γf middot ρmiddot Аcolmiddothfl = 10middot11middot2500(10-2) middot04middot04middot28 = 1232 кН φ3 ndash коэффициент сочетаний (коэффициент снижения временных нагрузок в

зависимости от количества этажей) определяемый по формуле (83[1]) 1

30 404n

ϕ minusϕ = +

где φ1= 069 (см расчет ригеля) 10693 0404 0504

8ϕ minus

= + =

N = 10middot(47 +06+ 0504middot195) middot8middot378 + 2272middot (8 + 1) + 1232middot (8 + 1) + + 10middot (6194 + 18) middot378 = 251745кН

53 Расчет колонны по прочности

Расчет по прочности колонны производится как внецентренно сжатого эле-мента со случайным эксцентриситетом еа

3313040

301

=== colа he см 470600280

600=== fl

а

he см еа = 1 см

Однако расчет сжатых элементов из бетона классов В15 hellipВ35 (в нашем слу-чае В25) на действие продольной силы приложенной с эксцентриситетом е0 =

33130

== colа

he см при гибкости l0hcollt 20 допускается производить из условия

N le Nult (816[2])

43

где Nult - предельное значение продольной силы которую может воспринять элемент определяемое по формуле

Nult le ϕ(γb1RbAb + RscAstot) (817[2]) где Ab ndash площадь сечения колонны Astot ndash площадь всей продольной арматуры в сечении колонны l0 ndash расчетная длина колонны подвала с шарнирным опиранием в уровне 1-го

этажа и с жесткой заделкой в уровне фундамента Rscndash расчетное сопротивление арматуры сжатию

l0 = 07(hfl + 15 см) = 07(280 + 15) = 2065 см l0hcol =206540=516lt20 Ab=4040=1600 см2

ϕ - коэффициент принимаемый при длительном действии нагрузки по табл 81[2] или по Приложению 18 в зависимости от гибкости колонны

При l0hcol =516 коэффициент ϕ = 092

1

251745 09 145 1600092 149

435

b b b

s totsc

N R AA

R

γφminus minus sdot sdot

= = = см2

Из условия ванной сварки выпусков продольной арматуры при стыке колонн минимальный ее диаметр должен быть не менее 20 мм

Принимаем 4Oslash22 А500С Asef = 152 см2 152 100 095 021600

micro = sdot = gt тк l0hcolasymp 5

Диаметр поперечной арматуры принимаем Oslash6 А240 (из условия сварки c продольной арматурой) Шаг поперечных стержней s = 300 мм что удовлетворяет конструктивным требованиям (п10314[2]) s le 15d = 15middot22 = 330 мми s le 500 мм

Если μgt3 то шаг поперечных стержней должен быть s le 10d иs le 300 мм Армирование колонны показано на рис11

44

45

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ

61 Исходные данные Грунты основания ndash пески средней плотности условное расчётное сопротив-

ление грунта R0 = 035 МПа = 0035 кНсм2 = 350 кНм2 Бетон тяжелый класса В25 Расчетное сопротивление растяжению

Rbt = 105 МПа γb1 = 09 Арматура класса А500С Rs = 435 МПа= 435кНсм2 Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах

γm = 20 кНм3 Высоту фундамента предварительно принимаем 90см C учётом пола подвала

глубина заложения фундамента Н1 = 105 см Расчетное усилие передающееся с колонны на фундамент N = 251745кН Нормативное усилие

Nn = Nγfm = 251745115 = 218735кН где γfm = 115 ndash усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке

62 Определение размера стороны подошвы фундамента Площадь подошвы центрально нагруженного фундамента определяется по

условному давлению на грунт R0 без учета поправок в зависимости от размеров подошвы фундамента и глубины его заложения

0 1

218735 665350 20 105

n

m

NAR Hγ

= = =minus minus sdot

м2

Размер стороны квадратной подошвы фундамента 665 258a A= = = м Принимаем а = 27 м (кратно 03 м) Давление на грунт от расчетной нагрузки

2

Npa

= =251745272 = 3453кНм2 lt R0

63 Определение высоты фундамента Рабочая высота фундамента из условия продавливания

504

2

10 pR

Nhh

btb

col

++minus=

γ

0 3

25174502 05 0 2 0698 0 49809 105 10 3453

h м= minus + = minus + =sdot sdot +

Полная высота фундамента устанавливается из условий 1) продавливания Hf =(h0+005)=0498 + 005 = 0548м 2) заделки колонны в фундаменте

Hf = 15hcol + 025(м) = 15middot04 + 025 = 085 м 3) анкеровки сжатой арматуры колонны Hf = han + 025(м) Базовая длина анкеровки необходимая для передачи усилия в арматуре с

полным расчетным сопротивлением Rs на бетон определяется по формуле [3]

sbond

ssan UR

ARh =0

где As и Us ndash соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения (в нашем случае для арматуры Oslash22

As = 3801см2 Us = πd = 314middot22 = 6908 см) Rbond ndash расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном принимае-

мое равномерно распределенным по длине анкеровки

46

Rbond = γb1middotη1middotη2middotRbt где η1 ndash коэффициент учитывающий влияние вида поверхности арматуры

Для горячекатаной арматуры периодического профиля η1 = 25 η2 - коэффициент учитывающий влияние размера диаметра арматуры при-

нимаемый равным 10 ndash при диаметре продольной арматуры dsle32 мм 09 ndash при ds = 36 мм и ds = 40 мм Rbond = 09middot25middot1middot105 = 236 МПа

0435 3801 10142 236 6908anh смsdot

= =sdot

Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле[3]

efs

calsanan A

Ahh

0α=

где Ascаlи Asef ndash площади поперечного сечения арматуры соответственно требуе-мая по расчету и фактически установленная (для нашего случая Ascаl= 149 см2 Asef = 152 см2) α ndash коэффициент учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного со-стояния бетона и арматуры Для сжатых стержней периодического профиля α = 075Тогда

149075 10142 745615 2anh = sdot sdot = см

Кроме того согласно требованиям [3] фактическую длину анкеровки необ-ходимо принимать han ge 03h0an = 03middot10142 = 3043 см

han ge 15ds = 15middot20 = 30 см han ge20 см Из четырех величин принимаем максимальную длину анкеровки те han = 7456см

Следовательно из условия анкеровки арматуры Hf = 7456 + 25 = 9952см

Принимаем трехступенчатый фундамент общей высотой 100 см и с высотой ступеней 30 см и 40 см При этом ширина первой ступени а1 = 11 м а второй а2 = 18 м

Проверяем отвечает ли рабочая высота нижней ступени h03 = 40 ndash 5 = 35см условию прочности при действии поперечной силы без поперечного армирования в наклонном сечении Для единицы ширины этого сечения (b = 100 см) должно выполняться условие

Q = pl le Qbmin = 05γb1Rbth03b Поперечная сила от давления грунта

Q = pl= 05(а - a2 - 2h03)р где а - размер подошвы фундамента

h03 = 40 ndash 5 = 35см р ndash давление на грунт от расчетной нагрузки (на единицу длины) Q = 05(27 ndash18 - 2middot035) middot34533 = 3453кН Q = 3453кНltQbmin = 05middot09middot105middot103middot035middot10 = 16538кН ndash прочность обеспе-

чена

47

64 Расчет на продавливание

Проверяем нижнюю ступень фундамента на прочность против продавлива-ния

Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производится из условия (887[2]) F le Fbult где Fbult - пре-дельное усилие воспринимаемое бетоном

Fbult = γb1RbtAb

где Fminusпродавливающая сила принимаемая равной продольной силе в колонне подвального этажа на уровне обреза фундамента за вычетом нагрузки создавае-мой реактивным отпором грунта приложенным к подошве фундамента в преде-лах площади с размерами превышающими размер площадки опирания (в дан-ном случае второй ступени фундамента 2 2 18 18 a a мtimes = times ) на величину 0h во всех направлениях Ab ndash площадь расчетного поперечного сечения расположен-ного на расстоянии 05h0от границы площади приложения силы Nс рабочей высо-той сечения h0 В нашем случае h0 = h03 = 025м

Площадь Ab определяется по формуле Ab = Umiddoth03

где U ndash периметр контура расчетного сечения (см рис12а) U = (а2 + 2middot05h03) middot4 = (18 + 2middot05middot035) middot4 = 86 м

Площадь расчётного поперечного сеченияAb = 86middot035 = 301м2 Продавливающая сила равна

F=N-pA1

здесь p=3453 кНм2 minus реактивный отпор грунта A1minusплощадь основания продавливаемого фрагмента нижней ступени фундамен-

та в пределах контура расчётного поперечного сечения равная A1=(a2+205h03)2=(18+205035)2=462 м2

Проверка условия (697) [3] показывает

F=92202 кН lt 09105103301 = 284445 кН

те прочность нижней ступени фундамента против продавливания обеспече-на

48

49

65 Определение площади арматуры подошвы фундамента Подбор арматуры производим в 3-х вертикальныхсечениях фундамента

что позволяет учесть изменение параметров его расчётной схемы в качестве ко-торой принимается консольная балка загруженная действующим снизу вверх равномерно распределенным реактивным отпором грунта Для рассматривае-мых сечений вылет и высота сечения консоли будут разными поэтому выявить наиболее опасное сечение можно только после определения требуемой площади арматуры в каждом из них (см рис13)

Сечение I-I МI-I = 0125р (а ndash hcol)2middot a = 0125middot34533(27 ndash 04)2middot27 = 61654кНmiddotм Площадь сечения арматуры определяем по формуле

2

01

61654 10 165709 09 95 435

I IsI

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение II-II МII-II= 0125р(аndash а1)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 11)2middot27 = 29836кНmiddotм

2

02

29836 10 117209 09 65 435

II IIsII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение III-III МIII-III= 0125р(аndash а2)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 18)2middot27 = 944кНmiddotм

2

03

944 10 68809 09 35 435

III IIIsIII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Из трёх найденных значений подбор арматуры производим по максимально-му значению теAsmax = 1657см2

Шаг стержней принимается от 150 ммдо 300 мм (кратно 50 мм) При ширине подошвы фундамента а le 3 мминимальный диаметр стержней dmin = 10 мм при аgt3 мdmin = 12 мм

Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлени-ях арматурой из стержней Oslash14 А500с шагом 250 мм

Имеем 11Oslash14 А500С с As = 16929см2gtAsI = maxsA = 1657см2 Процент армирования μ

- в сечении I-I 11 01

16929100 100 0156 01110 95

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении II-II 22 02

16929100 100 0145 01180 65

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении III-III 33 03

16929100 100 0179 01270 35

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

Так как во всех сечениях μigtμmin=01 количество принятой арматуры оставляем без изменений В случае μiltμmin=01 диаметр принятой арматуры следует увеличить или уменьшить ее шаг

Конструкция фундамента приведена на рис13

50

51

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 СП 20133302011 Нагрузки и воздействия Актуализированная редакция СНиП 20107-85 М ГУП ЦПП 2011

2 СП 63133302012 Бетонные и железобетонные конструкции Основные положения Актуализированная редакция СНиП 52-101-2003 М ФГУП ЦПП 2004

3 ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований 4 СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные кон-

струкции М ФГУП ЦПП 2005 5 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из

тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

6 Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетон-ных конструкций из тяжелого бетона (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

52

ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Минимальный класс бетона элементов с предварительно напряженной арматурой

Таблица 4

Характеристика напрягаемой Класс бетона арматуры не ниже

Арматура классов

А540-А800

В20 А1000 В30

Арматура классов

Вр1200 Вр1300

В30 Вр1400 Вр1600 Вр1600 В20

К1400 К1500 К1600 К1700 В30

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин ndash acrсult из условия обеспечения сохранности арматуры

Таблица 5

Для элементов к которым не предъявляются требования непрониwаемости значения acrсult принимают равными

При арматуре классов

При продолжительном рас-крытии трещин мм

При непродолжительном раскрытии трещин мм

А240-А600 В500 03 04

А800А1000 Вр1200-Вр1400 К1400К1500(К-19) К1500(К-7)К1600 диаметром 12 мм

02 03

Вр1500 К1500(К-7)К1600 диамет-ром 6 и 9 мм

01 02

53

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Нормативные сопротивления бетона Rbnи Rbtn

Таблица 6

Вид сопротивления

Нормативные сопротивления бетона RbnиRbtn и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй

группы RbserиRbtser МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осевое (призменная прочность)

Rbn и Rbser

75 110 150 185 220 255 290 320 360 395 430

Растяже-ние осевое

Rbtn Rbtser 085 110 135 155 175 195 210 225 245 260 275

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Расчетные сопротивления бетона Rbи Rbt Таблица 7

Видсопротивления

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbи Rbt МПа при классе бетона

по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осе-вое(призменная прочность)

Rb

60 85 115 145 170 195 220 250 275 300 330

Растяжение осевое Rbt

056 075 090 105 115 130 140 150 160 170 180

Полностью таблицы нормативных и расчетных сопротивлений бетона см [2]

54

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения начального модуля упругости бетона Еь Таблица 8

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еьmiddot10-3 МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

190 240 275 300 325 345 360 370 380 390 395

55

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rsn

Таблица 9

Арматура классов

Номинальный диаметр арматуры мм

Нормативные значения сопротивления растяжению Rsnи расчетные значения сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы Rsser МПа

А240 6-40 240

А400 6-40 400

А500 10-40 500

А540 20-40 540

А600 10-40 600

А800 10-32 800

А1000 10-32 1000

В500 3-12 500

Вр500 3-5 500

Вр1200 8 1200

Вр1300 7 1300

Вр1400 4 5 6 1400

Вр1500 3 1500

Вр1600 3-5 1600

К1400(К-7) 15 1400

К1500(К-7) 6 9 12 1500

К1500(К-19) 14 1500

К1600 6 9 12 15 1600

К1700 6-9 1700

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 8: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

8

2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ

НАГРУЗКЕ V =15 кНм2 21 Исходные данные

Нагрузки на 1 м2 перекрытия Таблица 1

Вид нагрузки Нормативная нагрузка кНм2

Коэффициент надежности по нагрузке γf

Расчетная нагрузка

кНм2 1 2 3 4

Постоянная Полы ndash паркет на мастике δ = 20 мм Цементно-песчаная стяжка δ = 30 мм ( 318 кН мγ = ) Многопустотная сборная плита перекрытия с омоноличиванием швов δ = 220 мм

020

054

34

13

13

11

026

070

374

Итого постоянная нагрузка g 414 47 Временная

Перегородки δ = 120 мм (приве-денная нагрузка длительная)Vр

05 12 06

Полезная (из задания) 15 13 195 в том числе кратковременная Vsh

12

13

156

длительная Vlon 03 13 039 Итого временная нагрузка V 20 255 Временная нагрузка без учета перегородок V0

15 195

Полная нагрузка g + V 614 725 Примечание коэффициент надежности по нагрузке γf для временной (полез-

ной) нагрузки принимается 13 ndash при полном нормативном значении нагрузки менее 2 кПа (кНм2) 12 ndash при полном нормативном значении нагрузки 2 кПа (кНм2) и более [1] Нагрузка на 1 погонный метр длины плиты при номинальной её ширине 15 м

с учетом коэффициента надежности по ответственности здания γп = 10 minusрасчетная постоянная g = 47middot15middot10 = 705кНм minusрасчетная полная (g + V) = 725middot15middot10 = 1088кНм minus нормативная постоянная gп = 414middot15middot10 = 621кНм minusнормативная полная (gп + Vп) = 614middot15middot10 = 921кНм minus нормативная постоянная и длительная (gп + Vlonп) = (414 + 08) middot15middot10 =

741 кНм

Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м

9

Материалы для плиты Бетон тяжелый класса по прочности на сжатие В20 Rbn = Rbser = 150 МПа Rbtn = Rbtser = 135МПа (табл 67[2] Приложение 3) Rb = 115МПа Rbt = 09 МПа (табл 68 [2] Приложение 4) γb1 = 09 (п 6112[2]) Начальный модуль упругости бетона Еb = 275middot103МПа (табл 611 [2] При-

ложение 5) Технология изготовления плиты ndash агрегатно-поточная Плита подвергается

тепловой обработке при атмосферном давлении Натяжение напрягаемой армату-ры осуществляется электротермическим способом

Арматура minusпродольная напрягаемая класса А600

Rsn = Rsser = 600 МПа(табл 613 [2] Приложение 6) Rs = 520 МПа (табл 614 [2] Приложение 7) Еs = 20 middot105МПа (пункт 6212 [2])

minus ненапрягаемая класса В500 Rs = 435 МПа (табл 619 [2] Приложение 7) Rsw = 300МПа(табл 615 [2] Приложение 8)

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы

Определение внутренних усилий Расчетный пролет плиты в соответствии с рис2

ммll 695)310(2090

20900100101010060 =minus=minusminusminusminusminusminus=

Поперечное конструктивное сечение плиты заменяется эквивалентным двутавро-вым сечением (рис3) Размеры сечения плитыh = 22 см

h0 = h ndash a = 22 ndash 3 = 19 см fhprime =hf = (22 ndash 159) middot05 = 305 см bf = 149 см fbprime = 149 ndash 3 = 146 см b = 149 ndash 159middot7 = 377 см Плита рассчитывается как однопролетная шарнирно-опертая балка загру-

женная равномерно-распределенной нагрузкой (рис4) Усилия от расчетной полной нагрузки minus изгибающий момент в середине пролета

( )мкН

lgM sdot=

sdot=

+= 0344

86958810

8V 22

0

minus поперечная сила на опорах ( )

кНlg

Q 95302

69588102V 0 =

sdot=

+=

Усилия от нормативной нагрузки (изгибающие моменты) minus полной

( )мкН

lgM nn

n sdot=sdot

=+

= 27378

6952198V 22

0

minus постоянной и длительной

10

( )мкН

lgM nlonn

nl sdot=sdot

=+

= 99298

6954178V 22

0

Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего

момента При расчете по прочности расчетное поперечное сечение плиты принимается

тавровым с полкой в сжатой зоне (свесы полок в растянутой зоне не учитывают-ся)

При расчете принимается вся ширина верхней полки fbprime = 146 см так как

146 377 1 15415 578 9632 2 6 6

fb bl см

prime minus minus= = = sdot =

где l ndash конструктивный размер плиты Положение границы сжатой зоны определяется из условия

1 0( 05 )fx h b b f f fM M R b h h hγprime= prime prime primele = sdot sdot minus

где М ndash изгибающий момент в середине пролета от полной нагрузки (g + V)

fx hM prime= minus момент внутренних сил в нормальном сечении плиты при котором нейтральная ось проходит по нижней грани сжатой полки Rb ndash расчетное сопротивление бетона сжатию остальные обозначения приняты в соответствии с рис3

Если это условие выполняется граница сжатой зоны проходит в полке и площадь растянутой арматуры определяется как для прямоугольного сечения ши-риной равной fbprime

4403 кНmiddotсмle 09middot115middot146middot305(19 ndash 05middot305) = 8054кНmiddotсм Rb = 115 МПа = 115 кНсм2

4403 кНmiddotмlt 8054 кНmiddotм ndash условие выполняется те расчет ведем как для пря-моугольного сечения Далее определяем

2 21 0

4403 008109 115 146 19m

b b f

MR b h

αγ

= = =primesdot sdot sdot sdot sdot sdot

minussdot=

21 ξξαm 1 1 2 0077 00843ξ = minus minus sdot =

0hx

=ξ minus относительная высота сжатой зоны бетона должно выполняться

условие ξ le ξR где ξR ndash граничная относительная высота сжатой зоны Значение ξRопределяется по формуле

0

2

08

1

RR

s el

b

xh

ξ εε

= =+

(32 [4])

где εsel ndash относительная деформация арматуры растянутой зоны вызванная внеш-ней нагрузкой при достижении в этой арматуре напряжения равного Rs εb2 ndash относительная деформация сжатого бетона при напряжениях равных Rb принимаемая равной 00035 (п 6120[2])

11

Для арматуры с условным пределом текучести значение εsel определяется по формуле

400 s sps el

s

RE

σε

+ minus=

(арматура А600 имеет словный предел текучести) (п 916[2]) где σsp ndash предварительное напряжение в арматуре с учетом всех потерь и ко-

эффициентом γsp = 09 Предварительное напряжение арматуры σsp принимают не более 09Rsn для

горячекатаной и термомеханически упрочненной арматуры (А600) и не более 08Rsnдля холоднодеформированной арматуры и арматурных канатов (911[2])

Принимаем σsp = 08Rsn = 08middot600 = 480 МПа При проектировании конструкций полные суммарные потери следует прини-

мать не менее 100 МПа (п 2239 [4]) ∆σsp(2)j = 100 МПа При определении εsel

σsp = 09middot480 - 100 = 332 МПа

0029401002

3324005205 =

sdotminus+

=elsε 4350

003500029401

80=

+=Rξ ξ le ξR

Площадь сечения арматуры определяем по формуле 1 0

b b f

sp efs

R b hA

Rγ ξsdot sdot sdot sdot

=

Если соблюдается условие ξ le ξR расчетное сопротивление напрягаемой ар-матуры Rs допускается умножать на коэффициент условий работыγs3 учитываю-щий возможность деформирования высокопрочных арматурных сталей при напряжениях выше условного предела текучести и определяемый по формуле

112502513 leminus=R

s ξξγ (32 [5])

ЕслиRξξ lt06 что для плит практически всегда соблюдается можно принимать

максимальное значение этого коэффициента те γs3 = 11 2

2

09 115 146 00843 19 4 23 11 52

520 52

sp ef

s

A см

R МПа кН см

sdot sdot sdot sdot= =

sdot

= =

Принимаем 6Oslash10 А600 Аspef = 471 см2 Напрягаемые стержни должны располагаться симметрично и расстояние

между ними должно быть не более 400 мм и не более 15h при hgt 150 мм (п 1038[2])

Расчет по прочности при действии поперечной силы Поперечная сила от полной нагрузки Q = 3095 кН Расчет предварительно напряженных элементов по сжатой бетонной полосе

между наклонными сечениями производят из условия Q le φb1middotγb1middotRbmiddotbmiddoth0 (855 [2])

φb1 - коэффициент принимаемый равным 03 (п 8132 [2])

12

b - ширина ребра b = 377 см Qle 03middot09middot115middot377middot19 = 2224 3095 кН lt 2224 кН

Расчет предварительно напряженных изгибаемых лементов по наклонному сечению производят из условия

Q le Qb + Qsw (856[2]) Q - поперченная сила в наклонном сечение Qb - поперечная сила воспринимаемая бетоном в наклонном сечении Qsw - поперечная сила воспринимаемая поперечной арматурой в наклонном

сечении 2 1 0 b b bt

bR b hQc

γϕ sdot sdot sdot sdot= принимаем не более 025middotγb1middotRbtmiddotbmiddoth0 и не

менее 05middotγb1middotRbtmiddotbmiddoth0 φb2 - коэффициент принимаемый равным 03 (п 8133 [2]) Rbt = 09 МПа = 009 кНсм2 Qb = 05γb1middotRbtmiddotbmiddoth0 = 05middot09middot009middot377middot19 = 2901кН Действующая в сечении поперченная сила Q = 3095 кН gt 2901 кН следова-

тельно необходимо установка поперечной арматуры по расчету (Если поперечная сила действующая в сечение меньше чем Qbmin то поперечную арматуру можно не устанавливать

Допускается производить расчет прочности наклонного сечения из условия Q1geQb1+Qsw1 (860[2]) Qb1=05middotγb1middotRbmiddotbmiddoth0 (861[2]) Qsw1=qswmiddoth0 (862[2]) Qb1=Qbmin=2901кН Qsw1=Q1-Qb1=3095 - 2901=194кН qsw=Qsw1h0=19419=0102 кНсм поперченая арматура учиты-

вается в расчете если qsw ge qswmin qswmin=025middotγb1middotRbtmiddotb=025middot09middot009middot377=0763 кНсм

Принимаем qsw = qswmin=0763 кНсм sw sw

sww

R Aqs

= (859[2])

Назначаем шаг хомутов sw=10см le 05h0 (п 10313[2]) получаем 20763middot10 0254

30sw w

swsw

q SA смR

= = = Rsw = 300 МПа = 30 кНсм2

Принимаем на приопорных участках плиты по четыре каркаса длинной рав-ной 14 продольного размера плиты с поперечной рабочей арматурой располо-женной с шагом Sw = 10 см Для 4Oslash4B500C в одном сечение имеем

Aswef = 05см2 gt Asw проверяем прочность сечения 230middot05 1510

swq см= =

Qsw1=15middot19 = 285 Q1 lt Qb1 + Qsw1 3095кН lt 2901кН+285кН

3095кН lt 5751кН так как условие выполняется то прочность по наклонно-му сечению обеспечена

13

14

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы Геометрические характеристики приведенного сечения

Круглое очертание пустот заменим эквивалентным квадратным со стороной с = 09d = 09middot159 = 143 см

Размеры расчетного двутаврового сечения толщина полок fhprime = hf= (22 ndash 143)middot05 = 385 см ширина ребраb = 146 ndash 143middot7 = 459 см

ширина полок fbprime = 146 см bf= 149 см Определяем геометрические характеристики приведенного сечения

27710527

1023

5

=sdot

sdot==

b

s

EEα

Площадь приведенного сечения Ared = A + αAs = f fb hprime primesdot + bfmiddothf+ bmiddotс + αAsp = (146 + 149)middot385 + 459middot143 +

+727middot471 = 18264 см2 А = 179216 см2 ndash площадь сечения бетона Статический момент приведенного сечения относительно нижней грани Sred= f fb hprime primesdot ( hndash 05 fhprime ) + bfmiddot hfmiddot05hfmiddot + bmiddotсmiddot05h +αmiddotAspmiddotа = = 146middot385middot(22 ndash 05middot385) +149middot385middot05middot385 + 459middot143middot05middot22 +

+ 727middot471middot3 = 197112 см3 Удаление центра тяжести сечения от его нижней грани

смASу

red

red 810791041826219711

0 asymp===

Момент инерции приведенного сечения относительно его центра тяжести

( ) ( )

( ) ( ) ( )

( )

3 332 20 0

32 2 20 0

3 32

( )05 05

12 12 12146 38505 146 385 22 108 05 385

12459 143 149 385459 143 05 22 108 149 385 108 05

12 12

f f f fred f f f

f f f sp

b h b hbcI b h h y h b c h y

b h y h A y aα

prime prime sdotprime prime prime= + sdot sdot minus minus + + sdot sdot minus + +

sdot+ sdot sdot minus + sdot minus = + sdot sdot minus minus sdot +

sdot sdot+ + sdot sdot sdot minus + + sdot sdot minus sdot( )

( )

2

2 4

385

727 471 108 3 1082368 см

+

+ sdot sdot minus =

Момент сопротивления приведенного сечения по нижней грани 3

0

910021810

8108236 смy

IW redred ===

То же по верхней грани sup 3

0

9664redred

IW смh y

= =minus

Расчет предварительно напряженных изгибаемых элементов по раскрытию трещин производят в тех случаях когда соблюдается условие

М gt Mcrc (8116[2]) М ndash изгибающий момент от внешней нагрузки (нормативной)

15

Mcrc ndash изгибающий момент воспринимаемый нормальным сечением элемента при образовании трещин и равный

Mcrc = RbtsermiddotWpl + Pmiddoteяр (936[2]) Wplndash момент сопротивления приведенного сечения для крайнего растянутого

волокна eяр = еор + r ndash расстояние от точки приложения усилия предварительного об-

жатия до ядровой точки наиболее удаленной от растянутой зоны еор ndash то же до центра тяжести приведенного сечения r ndash расстояние от центра тяжести приведенного сечения до ядровой точки Wpl= 125Wred для двутаврового симметричного сечения (табл41[6]) Р ndash усилие предварительного обжатия с учетом потерь предварительного

напряжения в арматуре соответствующих рассматриваемой стадии работы эле-мента Определяем

смAWr

red

red 49541826910021===

еoр = у0 ndash а = 108 ndash 3 = 78 см eяр = 78 + 549 = 1329 см Wpl = 125middot100219 = 125274 см3

16

Потери предварительного напряжения арматуры Первые потери предварительного напряжения включают потери от релакса-

ции напряжений в арматуре потери от температурного перепада при термической обработке конструкций потери от деформации анкеров и деформации формы (упоров)

Вторые потери предварительного напряжения включают потери от усадки и ползучести бетона при натяжении арматуры на упоры (п 9112[2])

Потери от релаксации напряжений арматуры ∆σsp1 определяют для арматуры классов А600-А1000 при электротермическом способе натяжения в соответствии с п 91[2]

∆σsp1 = 003σsp = 003middot480 = 144 МПа Потери от температурного перепада при агрегатно-поточной технологии

принимаются равными 0 ∆σsp2 = 0 Потери от деформации формы при электротермическом способе натяжения

арматуры не учитывают ∆σsp3 = 0 Потери от деформации анкеров при электротермическом способе натяжения

арматуры не учитывают ∆σsp4 = 0 Первые потери

∆σsp(1) =∆σsp1 + ∆σsp2 + ∆σsp3 + ∆σsp4 = 144 МПа Потери от усадки бетона

∆σsp5 = εbshmiddotEs εbsh ndash деформации усадки бетона значения которых можно принимать в зави-

симости от класса бетона равными 000020 ndash для бетона классов В35 и ниже 000025 ndash для бетона класса В40 000030 ndash для бетона классов В45 и выше ∆σsp5 = 00002middot2middot105 = 40 МПа Потери от ползучести бетона ∆σsp6 определяются по формуле

( )crbred

redsjspj

bpjcrbsp

IAy

2

6

80111

80

ϕαmicro

σαϕσ

+sdot

sdot++

sdot=∆

где φbcr ndash коэффициент ползучести бетона определяемый согласно п 6116[2] или по Приложению 15 Принимаем φbcr = 28 σbpj ndash напряжение в бетоне на уровне центра тяжести рассматриваемой j ndash ой группы стержней напрягаемой арматуры

(1) (1) opbp

red red

P P e yA I

σ = +

Р(1) ndash усилие предварительного обжатия с учетом только первых потерь еор ndash эксцентриситет усилия Р(1) относительно центра тяжести приведенного сече-ния yndash расстояние от центра тяжести приведенного сечения до рассматриваемого во-локна y = еор + 3(см)

b

s

EE

17

μspj ndash коэффициент армирования равный AspjA гдеА ndash площадь поперечного сече-ния элемента Aspj ndash площадь рассматриваемой группы стержней напрягаемой ар-матуры

Р(1) = Asp(σsp ndash ∆σsp(1)) σsp = 480 МПа = 48 кНсм2 ∆σsp(1) = 144МПа = 144кНсм2 Р(1) = 471(48 ndash 144) = 2193 кН еор = 78 см y=108см

2193 2193 78 108 029118264 1082368bpσ sdot sdot

= + = кНсм2 = 29МПа

σbplt09Rbp Rbp =10 МПа А = 179216 см2 0026280

161792714

==micro

( )6 2

08 727 28 29 419778 182641 727 0002628 1 1 08 28

1082368

spσ sdot sdot sdot∆ = =

sdot+ sdot + sdot + sdot

МПа

Полное значение первых и вторых потерь

( ) sum=

=

∆=∆6

12

i

ispisp σσ

(912[2])

∆σsp(2) = 144 + 40 + 4197 = 9637МПа При проектировании конструкции полные суммарные потери для арматуры

расположенной в растянутой при эксплуатации зоне сечения элемента следует принимать не менее 100МПа (п 9110[2]) поэтому принимаем ∆σsp(2) = 100 МПа

После того как определены суммарные потери предварительного напряже-ния арматуры можно определить Мcrc

(2)P = (σsp ndash ∆σsp(2))middotAsp

(2)P ndash усилие предварительного обжатия с учетом полных потерь

(2)P = (480 ndash 100) middot471 = 17898 кН Мcrc = 0135middot125274 + 17898middot1329 = 40698кНmiddotсм = 4070кНmiddotм Так как изгибающий момент от полной нормативной нагрузки

Мn = 3727 кНmiddotм меньше чем Мcrc =4070кНmiddotм то трещины в растянутой зоне от эксплуатационных нагрузок не образуются

Расчет прогиба плиты

Расчет изгибаемых элементов по прогибам производят из условия f le fult (8139 [2])

где f ndash прогиб элемента от действия внешней нагрузки fult ndash значение предельно допустимого прогиба При действии постоянных длительный и кратковременных нагрузок прогиб

балок или плит во всех случаях не должен превышать 1200 пролета Для свободно опертой балки максимальный прогиб определяют по формуле

max

2 1

=

rSlf

18

где S ndash коэффициент зависящий от расчетной схемы и вида нагрузки при действии равномерно распределенной нагрузки S = 548 при двух равных момен-тах по концам балки от силы обжатия ndash S = 18

max

1

r ndash полная кривизна в сечении с наибольшим изгибающим моментом от

нагрузки при которой определяется прогиб Полную кривизну изгибаемых элементов определяют для участков без тре-

щин в растянутой зоне по формуле

321

1111

minus

+

=

rrrr

где1

1

rndash кривизна от непродолжительного действия кратковременных нагру-

зок

2

1

rndash кривизна от продолжительного действия постоянных и длительных

нагрузок

3

1

rndash кривизна от непродолжительного действия усилия предварительно-

го обжатия Р(1)вычисленного с учётом только первых потерь те при действии момента (1) 0 pM P e= sdot

Кривизну элемента на участке без трещин определяют по формуле

redb IEM

r sdot=

1

1

где М ndash изгибающий момент от внешней нагрузки или момент усилия пред-варительного обжатия относительно оси проходящей через центр тяжести приве-денного сечения

Ired ndash момент инерции приведенного сечения Eb1 ndash модуль деформации сжатого бетона определяемый по формуле

crb

bb

EE

1 1 ϕ+=

гдеφbcr ndash коэффициент ползучести бетона принимаемый minus 018b crϕ = minus при непродолжительном действии нагрузки minus по табл612[2] или по Приложению15 в зависимости от класса бетона на сжатие и относительной влажности воздуха окружающей среды minus при продолжительном действии нагрузки minus при непродолжительном действии нагрузки Eb1=085Eb (8146[2]) Прогиб определяется с учетом эстетико-психологических требований те от

действия только постоянных и временных длительных нагрузок [1]

2 1

1 nl

b red

Mr E I

= sdot

nlM ndash изгибающий момент от продолжительного действия постоянных и дли-тельных нагрузок равный Мnl = 299 кНmiddotм (см п22)

19

33

1 102478310527

821sdot=

sdot=

+= b

bEE МПа = 724middot102кНсм2

52

2

1 2999 13827 10724 10 1082368r см

minus = = sdot sdot sdot

В запас жёсткости плиты оценим её прогиб только от постоянной и длитель-

ной нагрузок (без учёта выгиба от усилия предварительного обжатия) 5 25( 3827 10 ) 569 129 2845

48f см смminus= sdot sdot sdot = lt

Допустимый прогиб f = (1200)l = 569200 = 2845 см Так как f lt f ult можно выгиб в стадии изготовления не учитывать

20

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО

НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2

31 Исходные данные

Постоянная нагрузка та же что при расчете плиты перекрытия на действие нагрузки V =15 кНм2 (см п 21)

Нагрузки на 1м2 перекрытия Таблица 2

Вид нагрузки Нормативная нагрузка кНм2

Коэф-т надежности по нагрузке

γf

Расчетная нагрузка

кНм2

1 2 3 4 Постоянная нагрузка g 414 47

Временная Перегородки δ = 120 мм (при-веденная нагрузка длитель-ная) V p

05 12 06

Полезная (из задания) 45 12 54 в том числе кратковременная Vsh

29

12

348

длительная V lon 16 12 192 Итого временная нагрузка V 50 60 Временная нагрузка без учета перегородок V 0

45 54

Полная нагрузка g + V 914 107

Нагрузка на 1 погонный метр длины плиты при номинальной ее ширине 15м - расчетная постоянная g = 47middot15middot10 = 705 кНм - расчетная полная (g + V) = 107middot15middot10 = 1605 кНм - нормативная постоянная gп = 414middot15middot10 = 621 кНм - нормативная полная (gп + Vп) = 914middot15middot10 = 1371 кНм - нормативная постоянная и длительная (gп + Vlonп) = (414 + 21)middot15middot10 =

936 кНм

32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы

Определение внутренних усилий Материалы для плиты расчетный пролет и поперечное сечение те же что в

пункте 21 Усилия от расчетной полной нагрузки

( ) 2 20V 1605 569 6496

8 8g l

M кН м+ sdot sdot

= = = sdot

21

( ) 0V 1605 569 45662 2

g lQ кН

+ sdot sdot= = =

Усилия от нормативной нагрузки - полной

( ) 2 20V 1371 569 5548

8 8n n

п

g lM кН м

+ sdot= = = sdot

- постоянной и длительной ( ) 2 2

0 936 569 37888 8

n lon nn

g V lM кН м

+ sdot= = = sdot

Расчет по прочности на действие изгибающего момента

2 21 0

6496 011909 115 146 19m

b b f

MR b h

αγ

= = =sdot sdot sdot sdot sdot sdot

1 1 2 1 1 2 0119 01280435( 22)

m

R см пξ αξ= minus minus = minus minus sdot =

=

012 0277 060435R

ξξ

= = lt γs3 = 11

3

01

ss

fbbsp R

hbRA

γξγ sdotsdotsdotsdot

=

2

2

09 115 146 0128 19 642 11 52

520 52

sp

s

A см

R МПа кН см

sdot sdot sdot sdot= =

sdot

= =

Принимаем 6Oslash12А600 Аspef = 679 см2

Расчет по прочности при действии поперечной силы

Условие прочности по бетонной полосе между наклонными сечениями удо-влетворяется

4566 кНlt 22240кН(см п 22) Условие прочности по наклонному сечению

Q le Qb + Qsw допускается производить расчет наклонного сечения из условия

Q1geQb1+Qsw1 (860[2]) Qb1=05middotγb1middotRbmiddotbmiddoth0 (861[2]) Qsw1=qswmiddoth0 (862[2]) Qb1=05middot09middot009middot377middot19=2901кН

То поперечная арматура (хомуты) необходима по расчету для восприятия усилия

Qsw1 = 4566 ndash 2907 = 1665 кН

22

23

Поперечная арматура учитывается в расчете если qswgeqswmin

qswmin=025γb1Rbtb (п 8133[2])

Усилие в поперечной арматуре на единицу длины равно 1

0sw

swQqh

=

1665 087619swq = = кНсмltqswmin = 025middot09middot009middot377 = 0763кНсм

w

swswsw S

ARq sdot= (859[2])

Назначая шаг хомутов Sw = 10см le 05middoth0 (8311[3]) получаем 0876 10 0292

30sw w

swsw

q SARsdot sdot

= = = см2

Rsw = 300 МПа = 30 кНсм2 Проверяем прочность сечения при действии поперечной силы Условие

прочности Q1 le Qb1 + Qsw1 Q1 = 4566 кН - поперечная сила действующая в сечение Qb1 = 2901 кН Qsw1 = qswmiddoth0

30 078 23410

sw swsw

w

R AqSsdot sdot

= = = кнсм

Qsw1 = 234middot19 = 4446кН 4566 кН lt (2901 + 4466)кН 4566 кН lt 7347 кН

Прочность обеспечена Окончательно принимаем на приопорных участках плиты по четыре каркаса

с поперечной рабочей арматурой (хомутами) расположенной с шагомSw = 10см Для 4Oslash5 В500С в одном сечении имеем Аswef = 078см2gtАsw

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы

Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)

Ared = 184148 см2 Sred = 1975656 см3 у0= 1073 см

( ) ( )

( ) ( )

3 32 2

32 2 4

146 385 459 14146 385 22 1073 05 385 459 143 05 22 107312 12

149 385 149 385 1073 05 385 727 679 1073 3 1084577312

redI

см

sdot sdot= + sdot sdot minus minus sdot + + sdot sdot sdot minus +

sdot+ + sdot sdot minus sdot + sdot sdot minus =

3

0

10845773 1010791073

redred

IW смy

= = = sup 310845773 9623581127redW см= =

24

W= 125Wred = 125middot101079 = 126349 см3 101079 549184148

red

red

Wr смA

= = =

е0 = 1073 ndash 3 = 773 см eяр = 773 + 549 = 1322 см

Потери предварительного напряжения арматуры ∆σsp1 =144 МПа ∆σsp2 = 0 ∆σsp3 = 0 ∆σsp4 = 0 Таким образом первые потери составляют ∆σsp(1) =144 МПа

∆σsp5 = 40 МПа

11 орbp

red red

Pe yPA I

σ = + (см п 23)

Р1 = 679middot (48 ndash 144) = 31614 кН еор = 773 см 231614 31614 773 0414

183643 1081529bpσ sdot= + = кНсм2 = 414 МПа

0033980161792

096==micro

( )6 2

08 727 28 414 5803775 1836431 727 0003398 1 1 08 28

1081529

spσ sdot sdot sdot∆ = =

sdot+ sdot + sdot + sdot

МПа

То полные потери равны ∆σsp(2) = 144 + 40 + 5803 = 11203МПа Если полные потери будут меньше 100МПа следует принять σsp(2)= 100МПа

Р(2) = (480 ndash 112) middot609 = 24987кН Мcrc = RbtsermiddotW+P(2)middoteяр=0135middot126349 + 2498middot1322 = 50089кНmiddotсм =

5009кНmiddotм Изгибающий момент от полной нормативной нагрузки равен

Мn = 5548 кНmiddotмgtМсrс = 5009кНsdotм Следовательно трещины в растянутой зоне от эксплуатационных нагрузок

образуются

Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси Расчет по раскрытию трещин производят из условия

acrc le acrcult (8118[2]) acrc ndash ширина раскрытия трещины от действия внешней нагрузки acrcult ndash предельно допустимая ширина раскрытия трещин (п 826[4] При-

ложение 2) Для арматуры классов А240-А600 В500C величина acrcultсоставляет

03 мм ndash при продолжительном раскрытии трещин 04 мм ndash при непродолжительном раскрытии трещин

Ширину раскрытия нормальных трещин определяют по формуле

ss

sscrc l

Ea sdotsdotsdotsdotsdot=

σψϕϕϕ 321 (8128[4])

25

где σs ndash напряжение в продольной растянутой арматуре в нормальном сечении с трещиной от соответствующей внешней нагрузки

ls ndash базовое расстояние между смежными нормальными трещинами ψs ndash коэффициент учитывающий неравномерное распределение относительных

деформаций растянутой арматуры между трещинами допускается принимать ψs =1 если при этом условие 8118[2] не удовлетворяется значение ψs следу-ет определять по формуле 8138[2]

ϕ1 ndash коэффициент учитывающий продолжительность действия нагрузки при-нимаемый равным 10 ndash при непродолжительном действии нагрузки 14 ndash при продолжительном действии нагрузки

ϕ2 ndash коэффициент учитывающий профиль продольной арматуры и равный ϕ2 = 05 ndash для арматуры периодического профиля и канатной

ϕ3 ndash коэффициент учитывающий вид напряженного состояния и для изгибаемых элементов принимаемый равнымϕ3 = 10

Для прямоугольных тавровых и двутавровых сечений значение σsдопускает-ся определять по формуле

(2)( )s

ssp

M z PA

σminus

= (412 [5])

где z ndash плечо внутренней пары сил равное z=ςh0 а коэффициент ς определя-ется по табл 42 [5] или по Приложению 18 в зависимости от следующих пара-метров

)(

0

11

)2(0 bhAa

aPM

ebh

hbb spss

ss

fff

sdot==

minus= microϕ

Ms= Mn =5548 кНм=5548 кНсм P(2)ndashусилие предварительного обжатия с учетом полных потерь равное P(2)=24987 кН Производя вычисления получаем

0

(1460 459) 385 5548 2220442 222 117459 190 24987 190

sf s

ee смh

φ minus sdot= = = = = =

sdot

Коэффициент αs1 для всех видов арматуры кроме канатной можно прини-мать равным αs1=300Rbser=30015=20

где Rbser=15 МПа Тогда

1200 679 0156459 190samicro sdot

sdot = =sdot

По табл 42 [6] или по Приложению 18 определяем ς=082 z=ςh0=082190=1558 см

2(5548 1588) 24987 1564 1564 679s кН см МПаσ minus

= = =

26

С целью недопущения чрезмерных пластических деформаций в продольной рабочей арматуре напряжения σsвней (а точнее их приращение под действием внешней нагрузки) не должны превышать (Rsserndash σsp(2)) где σsp(2)ndash величина пред-варительного напряжения арматуры с учетом полных потерь те

(2) (2) 480 112 368 sp sp sp МПаσ σ σ= minus∆ = minus =

(2)1562 ( ) 600 368 232 s s ser spМПа R МПаσ σ= lt minus = minus = Как видим полученное значение σs удовлетворяет установленному ограни-

чению В противном случае следует увеличить площадь продольной рабочей ар-матуры

Значение базового расстояния между трещинами определяют по формуле

ss

bts d

AAl 50= (8217[2]) и принимают не менее 10d и 10 см и не более 40d

и 40 см Abtndash площадь сечения растянутого бетона As ndash площадь сечения растянутой арматуры Ширину раскрытия трещин acrc принимают - при продолжительном раскрытии

acrc = acrc1(8119[2]) - при непродолжительном раскрытии

acrc = acrc1 + acrc2 ndashacrc3 (8120[2]) где acrc1 ndash ширина раскрытия трещин от продолжительного действия посто-

янных и временных длительных нагрузок acrc2 ndash ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоян-

ных и временных (длительных и кратковременных) нагрузок acrc3 - ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоян-

ных и временных длительных нагрузок Базовое расстояние между смежными нормальными трещинами определяется

по формуле

ss

bts d

AAl 50=

Здесь Abt ndash площадь сечения растянутого бетона равная Abt = byt+(bf - b)hf

гдеyt ndash высота растянутой зоны которую для прямоугольных тавровых и двутавровых сечений допускается принимать по формуле

yt = ky0 Поправочный коэффициент kучитывает неупругие деформации растянутого

бетона и для двутавровых сечений принимается равным 095 Значение y0 ndash есть высота растянутой зоны бетона определяемая как для упругого материала по приведенному сечению по формуле

)(

)2(0

serbtred

red

RP

A

Sy

+=

27

Определяем

0

2

1975656 535 095 535 508 249871841480135

459 508 (1490 459) 385 6301

t

bt

y см y см

A см

= = = sdot =+

= sdot + minus sdot =

Значение Abt принимается равным площади сечения при ее высоте в пределах не менее 2а и не более 05h(п4233 [4]) те не менее

1490385+(6-385)459=6729 см2 и не более 45911+(149-459)385=90184 см2

следовательно принимаем Abt =6729см2 Тогда 246621

096967250 =sdotsdot=sl смПринимается не более 40d и не более 40см Оконча-

тельно принимается 40 см Поскольку изгибающий момент от постоянной и временной длительной нор-

мативной нагрузок Mnl=3788кНм меньше момента образования трещин Mcrc=5009кНм то приращение напряжений в продольной рабочей арматуре от внешней нагрузки (см формулу (412[5]) будет меньше нуля В этом случае сле-дует считатьacrc1= acrc3= 0 и определять только ширину раскрытия трещин acrc2 от непродолжительного действия постоянных длительных и кратковременных нагрузок при φl=10

2 5

156410 05 10 10 40 001564 0156 2 10crca см мм= sdot sdot sdot sdot = =sdot

Это значение необходимо сопоставить с предельно допустимой шириной раскрытия трещин acrcult принимаемой из условия обеспечения сохранности ар-матуры при непродолжительном раскрытии

acrc2ltacrcult=04 мм ndash условие (826[2]) или см Приложение 2 удовлетворя-ется

Расчет прогиба плиты

Расчет изгибаемых элементов по прогибам производят из условия flefult (8139[2])

где fndash прогиб элемента от действия внешней нагрузки fult ndash значение предельно допустимого прогиба (см п 23) Полная кривизна для участков с трещинами определяется по формуле

(102)[4] без учета кривизны от непродолжительного действия усилия обжатия и кривизны вследствие усадки и ползучести бетона

321

1111

+

minus

=

rrrr

где 1

1

rndash кривизна от непродолжительного действия всей нагрузки

2

1

r ndash кривизна от непродолжительного действия постоянных и

временных длительных нагрузок

28

3

1

r ndash кривизна от продолжительного действия постоянных и вре-

менных длительных нагрузок Так как прогиб плиты ограничивается эстетико-психологическими требова-

ниями

1

1

rndash

2

1

r ndash кривизна вызванная непродолжительным действием кратко-

временной нагрузки не учитывается Таким образом кривизна в середине пролета определяется только от про-

должительного действия постоянных и длительных нагрузок те при действии изгибающего момента Мnl = 3788 кНmiddotм

Для элементов прямоугольного и таврового сечений при hfle 03h0 кривизну

допускается определять по формуле (440 [5])

redbc

nl

EhbM

r 30

1sdotsdotsdot

где ϕс ndash коэффициент определяемый по табл 45 [5] или по Приложению 15в за-висимости от параметров

( )0

bhhbb ff

f

sdotminus=ϕ μmiddotαs2 и esh0

0bhAs=micro

redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α

При определении αs2допускается принимать 1=sψ Если при этом условие flefult не удовлетворяется то расчет производят с учетом коэффициента ψs опреде-ляемого по формуле

s

crcss σ

σψ 801minus= (8138[2])

где σscrc ndash приращение напряжений в растянутой арматуре в сечении с трещиной сразу после образования нормальных трещин при М = Мcrc σs ndash то же при действии рассматриваемой нагрузки

sp

ss A

PzM )2()( minus=σ (412 [5])

sp

crccrcs A

PzM )2(

)( minus=σ

z ndash расстояние от центра тяжести арматуры расположенной в растянутой зоне сечения до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне эле-мента

Ebred ndash приведенный модуль деформации сжатого бетона принимаемый равным

redb

serbredb

RE

1

ε

=

где εb1red =28sdot10-4 при продолжительном действии нагрузки при относительной влажности воздуха окружающей среды 75 ge W ge 40(табл610[2])

)2(PM

e ss = Ms = Mnl= 3788 кНmiddotм

Р(2) ndash усилие предварительного обжатия с учетом всех потерь Р(2) = 24987 кН

Определяем величины необходимые для нахождения ϕс

29

( ) ( ) 442019945

853945146

0

=sdotsdotminus

=sdotminus

=bh

hbb fffϕ

0

679 000779459 19

sAbh

micro = = =sdot

Коэффициент приведения арматуры к бетону

redb

redss E

E

2 =α (117[4]) Еsred =

s

sEψ

(118[4]) redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α принимаем sψ = 1

Приведенный модуль деформаций сжатого бетона

53571028

0154

1

=

sdot== minus

redb

serbredb

RE

εМПа = 5357кНсм2

5

22 10 37335357sαsdot

= = μmiddotαs2= 000779∙3733 = 0291 (2)

nls

MeP

=3788 1516

24987se = = см

0

1516 079819

seh

= =

Теперь по табл 45[5] или по таблице Приложения 15 путем интерполяции находимϕс = 0603

Определяем кривизну имея все данные 5

3

1 3788 1372 10 0603 459 19 5357r см

minus= = sdotsdot sdot sdot

20

5 2

5 1 485 372 10 569 126 2845 48 ult

f lr

f см f cмminus

= sdot sdot

= sdot sdot sdot = lt =

Условие 8139[2] удовлетворяется те жесткость плиты достаточна

30

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ Для опирания пустотных панелей принимается сечение ригеля высотой hb =

45 см или hb = 60 см для опирания ребристых панелей принимается сечение риге-ля высотой hb = 60 см Ригели могут выполняться обычными или предварительно напряженными Высота сечения обычного ригеля bb lh

asymp

101

151

41 Исходные данные Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м2 перекрытия принимаются те же

что и при расчете панели перекрытия Ригель шарнирно оперт на консоли колон-ны hb = 45 см Расчетный пролет (рис 6)

l0 = lb ndash b ndash 2times20 ndash 130 = 6300 ndash 400 ndash 40 ndash 130 = 5730 мм = 573 м где lb ndash пролет ригеля в осях

b ndash размер колонны 20 ndash зазор между колонной и торцом ригеля 130 ndash размер площадки опирания Расчетная нагрузка на 1 м длины ригеля определяется с грузовой полосы

равной шагу рам в данном случае шаг рам 6 м(табл 1) Постоянная (g) - от перекрытия с учетом коэффициента надежности по ответственности зда-

нияγп = 10 gfl =gmiddotlnmiddotᵞn= 47middot60middot10 = 282 кНм

гдеln ndashшаг рам - от веса ригеля

gbn = (02middot045 + 02middot025) middot2500middot10-2 = 35 кНм где 2500 кгм3 ndash плотность железобетона С учетом коэффициента надежно-

сти по нагрузке γf = 11 и по ответственности здания γп = 10 gb = 35middot11middot10 = 385 кНм

Итого постоянная нагрузка погонная те с грузовой полосы равной шагу рамg1=gfl+ gb = 282 + 385 = 321 кНм

Временная нагрузка (V) с учетом коэффициента надежности по ответствен-ности здания γп = 10 и коэффициента сочетания (см табл1)

1

1

0604AA

ϕ = +

где А1 = 9 м2для помещений указанных в поз 1212[1] А ndash грузовая площадь ригеля А = 60times63 = 378 м2

10604 0693378

9

ϕ = + =

На коэффициент сочетания умножается нагрузка без учета перегородок V1=( Vp+ 1ϕ middot V0)middotᵞnmiddotln

V1= (06+0693middot195)middot10middot60 = 1171кНм Полная погонная нагрузка

g1 + V1 = 321 + 1171 = 438кНм

31

32

42 Определение усилий в ригеле Расчетная схема ригеля ndash однопролетная шарнирно опертая балка пролетом

l0 Вычисляем значение максимального изгибающего момента М и максимальной поперечной силы Q от полной расчетной нагрузки

( ) 2 21 1 0V 438 573 17976

8 8g l

M кН м+ sdot

= = = sdot

( )1 1 0V 438 573 12552 2

g lQ кН

+ sdot= = =

Характеристики прочности бетона и арматуры - бетон тяжелый класса В30 расчетное сопротивление при сжатии Rb = 170

МПа при растяжении Rbt= 115 МПа (табл 68[2] приложение 4) γb1 = 09 (6112[2])

- арматура продольная рабочая класса А500С диаметром 10-40 мм расчетное сопротивление Rs = 435 МПа=435Кнсм2 поперечная рабочая арматура класса А400 диаметром 6-8 мм Rsw = 280 МПа=280Кнсм2 (табл 615[2])

43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента

Определяем высоту сжатой зоны х = ξmiddoth0 где h0 ndash рабочая высота сечения ригеля ξ ndash относительная высота сжатой зоны определяемая в зависимости от αт

h0 = (hb ndash 5) = 40 см

201 hbR

M

bbm sdotsdotsdot=γ

α

М = 17081кНmiddotм = 17081кНmiddotсм Rb = 17 МПа = 17 кНсм2 b ndash ширина сечения ригеля b = 20 см

2 21 0

17980 036709 17 20 40m

b b

MR b h

αγ

= = =sdot sdot sdot sdot sdot sdot

1 1 2 1 1 2 0367 0485mξ α= minus minus = minus minus sdot = высота сжатой зоны х = ξmiddoth0 = 0485middot40 = 1938см Граница сжатой зоны проходит в узкой части сечения ригеля следовательно

расчет ведем как для прямоугольного сечения Расчет по прочности нормальных сечений производится в зависимости от со-

отношения относительной высоты сжатой зоны бетона и граничной относитель-ной высоты ξR при которой предельное состояние элемента наступает по сжатой зоне бетона одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения равного расчетному сопротивлению Rs

Значение ξR определяется по формуле

0

2

08

1

RR

s el

b

xh

ξ εε

= =+

(81[2])

где εsel ndash относительная деформация растянутой арматуры при напряжениях равных Rs

33

s

sels E

R=ε Rs = 435 МПа Еs = 2middot105МПа

εb2 ndash относительная деформация сжатого бетона при напряжениях равных Rb принимаемая равной 00035 (п 6120 [2])

00217501002

4355 =

sdot=elsε

4930

0035000217501

80=

+=Rξ

значение ξR можно определить по табл 32 [4] или по Приложению 11 тк ξltξR

площадь сечения растянутой арматуры определяется по формуле 1 0 09 17 20 0485 40 1365

435b b

ss

R b hAR

γ ξsdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot= = = см2

Если ξgtξR следует увеличить сечение ригеля или повысить класс бетона или запроектировать в сжатой зоне сжатую рабочую арматуру с площадью Аs

Если ξ = ξR = 0493 х = 0493middot40 = 1972 см те при ξ le ξR граница сжатой зо-

ны всегда проходит в узкой части сечения ригеля По найденной площади сечения растянутой арматуры по сортаменту (При-

ложение 12) подбираем 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Аsef = 1388см2 741

40201008813 =

sdotsdot

=micro

Площадь подобранной арматуры должна быть больше требуемой по расчету площади или равна ей

Можно подобрать стержни одинакового диаметра так чтобы площадь подо-бранной арматуры отличалась бы от площади требуемой арматуры незначитель-но

44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил

Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил производится на основе модели наклонных сечений [3] Ригель опирается на колонну с помощью консолей скрытых в его подрезке (рис 8) те имеет место резко изменяющаяся высота сечения ригеля на опоре При расчёте по модели наклонных сечений должны быть обеспечены проч-ность ригеля по бетонной полосе между наклонными сечениями по наклонному сечению на действие поперечной силы и изгибающего момента Для ригелей с подрезками на опорах производится расчёт по поперечной силе для наклонных сечений проходящих у опоры консоли образованной подрезкой При этом в расчётные формулы вводится рабочая высота h01короткой консоли ри-геля Таким образом в качестве расчётного принимаем прямоугольное сечение с размерами 1 20 30 b h смtimes = times в котором действует поперечная силаQ=1255 кН от полной расчётной нагрузки Рабочая высота сечения ригеля в подрезке составляет

01 27 h см= вне подрезки (у опор) 0 42 h см= в средней части пролёта 0 40 h см= При диаметре нижних стержней продольной рабочей арматуры ригеля ds=22мм с учётом требований п10312[2] назначаем поперечные стержни (хо-

34

муты) Oslash8 А400 Их шаг на приопорном участке предварительно принимаем по конструктивным соображениям 1 10 ws см= что в соответствии с п10313[2] не превышает 05h01=135см и 30 см Значения прочностных характеристик бетона класса В30 входящие в расчётные зависимости принимаем с учётом коэффици-ента условий работы 1 09bγ = Расчёт ригеля по бетонной полосе между наклонными трещинами произво-дится из условия

1 1 01b b bQ R bhϕ γle (855[2]) где 1bϕ minus коэффициент принимаемый равным 03 Проверка этого условия даёт

Q=1255 кН le 03times09times17times20times27=24786 кН те принятые размеры сечения ригеля в подрезке достаточны Проверяем требуется ли поперечная арматура по расчёту из условия

min 1 0105b b btQ Q R bhγle = (8133[2]) те Q=1255 кН gtQbmin=05times09times0115times20times27=2795 кН

поэтому расчёт поперечной арматуры необходим Находим погонное усилие в хомутах для принятых выше параметров попе-речного армирования 2101 swA см= (2Oslash8 А400) 285 swR МПа= 1 10 ws см=

11

280 101 283 10

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

Расчёт ригеля с рабочей поперечной арматурой по наклонному сечению про-изводится из условия

b swQ Q Qle + (856[2]) где b swQ Q minus поперечные силы воспринимаемые соответственно бетоном и попе-речной арматурой в наклонном сечении которые находятся по формулам

22 1 01 b b bt

bR bhQc

ϕ γ= 075sw swQ q c=

где с minus длина проекции наклонного сечения на продольную ось элемента 2bϕ minus коэффициент принимаемый равным 15 (п 8133[2])

Подставляя эти выражения в (856[2]) из условия минимума несущей спо-

собности ригеля по наклонному сечению в виде 0Qc

part=

part находим наиболее опас-

ную длину проекции наклонного сечения равную 2 2

2 1 01

1

15 09 0115 20 27 3266075 075 283

b b bt

sw

R bhc смq

ϕ γ times times times times= = =

times

35

36

которая должна быть не более 2h01 = 54 см С учётом этой величины условие (856[2]) преобразуем к виду

21 01

2

15 075

15 09 0115 20 27 075 283 3266 13863 3266

b btsw

R b hQ q сc

Q кН

γsdot sdot sdot sdotle + sdot sdot

sdot sdot sdot sdotle + sdot sdot =

1255 кН lt 13863 кН те условие прочности ригеля по наклонному сечению в подрезке при действии поперечной силы соблюдается

Необходимо также убедиться в том что принятый шаг хомутов смsw 101 = не превышает максимального шага хомутов maxws при котором ещё обеспечивается прочность ригеля по наклонному сечению между двумя соседними хомутами те

2 21 0

1 max09 0115 20 2710 1202

1255b bt

w wR b hs см s см

Qγ sdot sdot sdot sdot sdot

= lt = = asymp

Выясним теперь на каком расстоянии от опор в соответствии с характером эпюры поперечных сил в ригеле шаг поперечной арматуры может быть увеличен Примем согласно п10313[2] шаг хомутов в средней части пролёта равным

2 0075 075 40 30 ws h см= = times = что не превышает 500 мм Погонное усилие в хо-мутах для этого участка составляет

22

280 101 0942 30

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

что не меньше минимальной интенсивности этого усилия при которой попереч-ная арматура учитывается в расчёте

min 1025 025 09 0115 20 052 sw b btq R b кН смγ= = times times times asymp Очевидно что условие 1 minsw swq q для опорных участков ригеля соблюдается с ещё большим запасом При действии на ригель равномерно распределённой нагрузкиq=g1+v1 длина участка с интенсивностью усилия в хомутах 1swq принимается не менее значения

1l определяемого по формуле min

1 1bQ Q

l cq

minus= minus и не менее

40l

где minbQ minus то же что в формуле (2) но при замене 01h на рабочую высоту сечения ригеля в пролёте 0 40h см= 1с minus наиболее опасная длина проекции наклонного сечения для участка где изменяется шаг хомутов определяется по формуле (стр 34) с заменой в ней 01h на 0h а также 1swq на 2swq но не более 02 h

Тогда имеем min 05 09 0115 20 40 414 bQ кН= times times times times =

2

115 09 0115 20 40 8385

075 0942с смtimes times times times= =

times

Поскольку 1 02 80 с h см= то принимаем 1 80 c см= q=g+V=438 кНм=

37

=0438 кНсм тогда

11255 414 80 11201

0 438l смminus= minus =

В ригелях с подрезками у концов последних устанавливаются дополнитель-ные хомуты и отгибы для предотвращения горизонтальных трещин отрыва у вхо-дящего угла подрезки (рис 8) Эти хомуты и отгибы должны удовлетворять условию прочности

011

0

sin (1 )sw sw sw s inchR A R A Qh

θ+ ge minus

здесь 01 0 h h minus рабочая высота сечения ригеля соответственно в короткой консоли подрезки и вне её

Для рассматриваемого примера со сравнительно небольшим значением попе-речной силы примем дополнительные хомуты у конца подрезки в коли-честве 2Oslash12 А500С с площадью сечения 2

1 226 swA см= отгибы использовать не будем Тогда проверка условия прочности даёт

2730 226 678 1255 (1 ) 44842

кН кНtimes = gt times minus =

те установленных дополнительных хомутов достаточно для предотвращения го-ризонтальных трещин отрыва у входящего угла подрезки

Расчёт по прочности наклонного сечения проходящего через входящий угол подрезки на действие изгибающего момента производится из условия

s sw s incM M M Mle + + где М minus момент в наклонном сечении с длиной проекции laquoсraquo на продольную ось элемента Мs МswMsinc minus моменты воспринимаемые соответственно про-дольной и поперечной арматуройа также отгибами пересекаемыми рассмат-риваемым наклонным сечением относительно противоположного конца наклон-ного сечения (в отсутствии отгибов 0s incM = )

В рамках курсового проекта этот расчет не выполняется

45 Построение эпюры материалов Продольная рабочая арматура в пролете 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Пло-

щадь этой арматуры Аs определена из расчета на действие максимального изги-бающего момента в середине пролета В целях экономии арматуры по мере уменьшения изгибающего момента к опорам два стержня обрываются в пролете а два других доводятся до опор Если продольная рабочая арматура разного диа-метра то до опор доводятся два стержня большего диаметра

Площадь рабочей арматуры Аsef = 1388см2 Определяем изгибающий мо-мент воспринимаемый сечением ригеля с полной запроектированной арматурой 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С(Аs = 1388см2)

Из условия равновесия RsmiddotAs = γb1sdotRbmiddotbmiddotx гдех = ξmiddoth0

01

hbRAR

bb

efss

sdotsdotsdot

sdot=γ

ξ

38

Rs = 435 МПа = 435 кНсм2 Rb = 170 МПа = 17 кНсм2

493040207190

8813543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х = ξmiddoth0 = 0493middot40 = 1972см Изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля определяется из

условия равновесия М = RsmiddotAs(h0 ndash05х) М(2Oslash20+2Oslash22)= 435middot1388middot(40 ndash 05middot1972) = 181979кНmiddotсм = 182кНmiddotм

182кНmiddotмgt 17081кНmiddotм то есть больше действующего изгибающего момента от полной нагрузки это значит что прочность сечения обеспечена

До опоры доводятся 2Oslash22 А500С h0 = 45 ndash 3 = 42 см (см рис 9) As=76 см2

257042207190

67543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х1 = ξmiddoth0 = 0257middot42 = 108см Определяем изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля с рабо-

чей арматурой в виде двух стержней доводимых до опоры М(2Oslash22) = RsmiddotAs(2Oslash22) (h0 ndash05х1) М(2Oslash22) = 435middot76middot(42 ndash 05middot108) = 1209996кНmiddotсм =121кНmiddotм

Откладываем в масштабе на эпюре моментов полученные значения изгибаю-щих моментов М(2Oslash20+2Oslash22) и М(2Oslash22) и определяем место теоретического обрыва ра-бочей арматуры ndash это точки пересечения эпюры моментов с горизонтальной ли-нией соответствующей изгибающему моменту воспринимаемому сечением ри-геля с рабочей арматурой в виде двух стержней М(2Oslash22) (рис 10)

Эпюра моментов для этого должна быть построена точно с определением значений изгибающих моментов в

81 в

82 и в

83 пролета

Изгибающий момент в любом сечении ригеля определяется по формуле ( )

2

2xvgxRM Axsdot+

minussdot= где RA ndash опорная реакция х ndash текущая координата

( ) 0 12552A

g v lR Q

+ sdot= = = кН

При 081 lx = = 0716 м

2

18

438 07161255 0716 7862

M кН мsdot= sdot minus = sdot

При 082 lx = = 1433 м

2

28

438 14331255 1433 13482

M кН мsdot= sdot minus = sdot

39

40

При 083 lx = = 2149 м

0

2

38

438 21491255 2149 16852l

M кН мsdot= sdot minus = sdot

Длина анкеровки обрываемых стержней определяется по следующей зависи-мости

ddqQw

sw

1552

ge+= где d ndash диаметр обрываемой арматуры

Поперечная сила Q определяется графически в месте теоретического обрыва в данном случае Q = 72кН

Поперечные стержни Oslash8 А400 Rsw = 285 МПа с Аsw = 101см2 в месте теоре-тического обрыва имеют шаг 10 см

88210

011528=

sdot=

sdot=

w

swswsw S

ARq кНсм

72 5 20 2252 288

W = + sdot =sdot

см что меньше15d=1520=30 см

Принимаем W = 30 см Место теоретического обрыва арматуры можно определить аналитически

Для этого общее выражение для изгибающего момента нужно приравнять момен-ту воспринимаемому сечением ригеля с арматурой 2Oslash22 А500

М(2Oslash22) = 121кНsdotм ( ) ( ) 2 2

0 438 573 4382 2 2 2

g V l g V x xМ x x+ sdot + sdot sdot sdot

= sdot minus = sdot minus

1255х ndash 219х2 = 121 х2 ndash 573х + 553 = 0

212 2865 2865 581 2865 16365х = plusmn minus = plusmn

х1 = 1228м х2 = 553м Это точки теоретического обрыва арматуры Длина обрываемого стержня будет равна 4502ndash 1228 + 2middot03 = 3874м При-

нимаем длину обрываемого стержня 4 м Определяем аналитически величину поперечной силы в месте теоретического

обрыва арматуры ( ) ( )0

2g V l

Q g V x+ sdot

= minus + sdot

438 573 438 1228 7172

Q кНsdot= minus sdot =

Графически поперечная сила была принята 72кН с достаточной степенью точности

41

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ Для проектируемого 8-этажного здания принята сборная железобетонная ко-

лонна сечением 40times40 см Для колонн применяется тяжелый бетон классов по прочности на сжатие не

ниже В15 а для сильно загруженных ndash не ниже В25 Армируются колонны про-дольными стержнями диаметром 16 hellip40 мм из горячекатаной стали А400 А500С и поперечными стержнями преимущественно из горячекатаной стали класса А240

51 Исходные данные Нагрузка на 1 м2 перекрытия принимается такой же как и в предыдущих рас-

четах (см табл 1) Нагрузка на 1 м2 покрытия

Таблица 3 Вид нагрузки Нормативная нагруз-

ка (γf= 1) кНм2

Коэффициент надежности

по нагрузке γf

Расчетная нагрузка

(γfgt 1) кНм2 1 2 3 4

Гидроизоляционный ковер (3 слоя) 0150 13 0195 Армированная цементно-песчаная стяжка δ = 40 мм ρ = 2200 кгм3

0880 13 1144

Керамзит по уклону δ = 100 мм ρ = 600 кгм3

0600 13 0780

Утеплитель ndash минераловатные пли-ты δ = 150 мм ρ = 150 кгм3

0225 12 0270

Пароизоляция 1 слой 0050 13 0065 Многопустотная плита перекрытия с омоноличиванием швов δ = 220 мм

3400 11 3740

Постоянная нагрузка (groof) 5305 6194 Временная нагрузка ndash снеговая S = Sg 1800middot07 = 1260 ndash 1800 в том числе длительная часть снего-вой нагрузки Sl

0630 ndash 0900

Полная нагрузка (groof+ S) 6565 7994 - полная кратковременная снеговая нагрузка и коэффициент μ принимаются по СП 20133302011 или по Приложению 16

42

Материалы для колонны Бетон ndash тяжелый класса по прочности на сжатие В25 расчетное сопротивле-

ние при сжатии Rb = 145 МПа (табл 68[2] Приложение 4) Арматура minus продольная рабочая класса А500С (диаметр 16 hellip40мм) расчётное сопро-

тивление Rs = Rsc = 435 МПа (табл 614[2] Приложение 7) minus поперечная ndash класса А240

52 Определение усилий в колонне

Рассчитывается средняя колонна подвального этажа высотой hfl = 28 м Вы-сота типового этажа hflтакже равна 28 м

Грузовая площадь колонныА = 6times63 = 378 м2 Продольная сила N действующая на колонну определяется по формуле

N = γn(g +Vp + φзV0) nmiddotA + gb(n + 1) + gcol(n + 1) + γn(groof + S)A где n ndash количество этажей В нашем случае n = 8А ndash грузовая площадь g VpV0 ndash соответственно постоянная и временная нагрузки на 1 м2 перекрытия по табл 1

Согласно табл 1 g = 47 кНм2 Vp = 06кНм2V0 = 195кНм2 groof ndash постоянная нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 (groof = 6194 кНм2) S ndash полная снеговая нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 gbndash собственный вес ригеля с учетом γf и γnдлиной (63 ndash 04) = 59 м gb= 385middot59 = 2272кН 385 кНм ndash погонная нагрузка от собственного веса ригеля (см расчет риге-

ля) gcol ndash собственный вес колонны gcol = γnmiddot γf middot ρmiddot Аcolmiddothfl = 10middot11middot2500(10-2) middot04middot04middot28 = 1232 кН φ3 ndash коэффициент сочетаний (коэффициент снижения временных нагрузок в

зависимости от количества этажей) определяемый по формуле (83[1]) 1

30 404n

ϕ minusϕ = +

где φ1= 069 (см расчет ригеля) 10693 0404 0504

8ϕ minus

= + =

N = 10middot(47 +06+ 0504middot195) middot8middot378 + 2272middot (8 + 1) + 1232middot (8 + 1) + + 10middot (6194 + 18) middot378 = 251745кН

53 Расчет колонны по прочности

Расчет по прочности колонны производится как внецентренно сжатого эле-мента со случайным эксцентриситетом еа

3313040

301

=== colа he см 470600280

600=== fl

а

he см еа = 1 см

Однако расчет сжатых элементов из бетона классов В15 hellipВ35 (в нашем слу-чае В25) на действие продольной силы приложенной с эксцентриситетом е0 =

33130

== colа

he см при гибкости l0hcollt 20 допускается производить из условия

N le Nult (816[2])

43

где Nult - предельное значение продольной силы которую может воспринять элемент определяемое по формуле

Nult le ϕ(γb1RbAb + RscAstot) (817[2]) где Ab ndash площадь сечения колонны Astot ndash площадь всей продольной арматуры в сечении колонны l0 ndash расчетная длина колонны подвала с шарнирным опиранием в уровне 1-го

этажа и с жесткой заделкой в уровне фундамента Rscndash расчетное сопротивление арматуры сжатию

l0 = 07(hfl + 15 см) = 07(280 + 15) = 2065 см l0hcol =206540=516lt20 Ab=4040=1600 см2

ϕ - коэффициент принимаемый при длительном действии нагрузки по табл 81[2] или по Приложению 18 в зависимости от гибкости колонны

При l0hcol =516 коэффициент ϕ = 092

1

251745 09 145 1600092 149

435

b b b

s totsc

N R AA

R

γφminus minus sdot sdot

= = = см2

Из условия ванной сварки выпусков продольной арматуры при стыке колонн минимальный ее диаметр должен быть не менее 20 мм

Принимаем 4Oslash22 А500С Asef = 152 см2 152 100 095 021600

micro = sdot = gt тк l0hcolasymp 5

Диаметр поперечной арматуры принимаем Oslash6 А240 (из условия сварки c продольной арматурой) Шаг поперечных стержней s = 300 мм что удовлетворяет конструктивным требованиям (п10314[2]) s le 15d = 15middot22 = 330 мми s le 500 мм

Если μgt3 то шаг поперечных стержней должен быть s le 10d иs le 300 мм Армирование колонны показано на рис11

44

45

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ

61 Исходные данные Грунты основания ndash пески средней плотности условное расчётное сопротив-

ление грунта R0 = 035 МПа = 0035 кНсм2 = 350 кНм2 Бетон тяжелый класса В25 Расчетное сопротивление растяжению

Rbt = 105 МПа γb1 = 09 Арматура класса А500С Rs = 435 МПа= 435кНсм2 Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах

γm = 20 кНм3 Высоту фундамента предварительно принимаем 90см C учётом пола подвала

глубина заложения фундамента Н1 = 105 см Расчетное усилие передающееся с колонны на фундамент N = 251745кН Нормативное усилие

Nn = Nγfm = 251745115 = 218735кН где γfm = 115 ndash усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке

62 Определение размера стороны подошвы фундамента Площадь подошвы центрально нагруженного фундамента определяется по

условному давлению на грунт R0 без учета поправок в зависимости от размеров подошвы фундамента и глубины его заложения

0 1

218735 665350 20 105

n

m

NAR Hγ

= = =minus minus sdot

м2

Размер стороны квадратной подошвы фундамента 665 258a A= = = м Принимаем а = 27 м (кратно 03 м) Давление на грунт от расчетной нагрузки

2

Npa

= =251745272 = 3453кНм2 lt R0

63 Определение высоты фундамента Рабочая высота фундамента из условия продавливания

504

2

10 pR

Nhh

btb

col

++minus=

γ

0 3

25174502 05 0 2 0698 0 49809 105 10 3453

h м= minus + = minus + =sdot sdot +

Полная высота фундамента устанавливается из условий 1) продавливания Hf =(h0+005)=0498 + 005 = 0548м 2) заделки колонны в фундаменте

Hf = 15hcol + 025(м) = 15middot04 + 025 = 085 м 3) анкеровки сжатой арматуры колонны Hf = han + 025(м) Базовая длина анкеровки необходимая для передачи усилия в арматуре с

полным расчетным сопротивлением Rs на бетон определяется по формуле [3]

sbond

ssan UR

ARh =0

где As и Us ndash соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения (в нашем случае для арматуры Oslash22

As = 3801см2 Us = πd = 314middot22 = 6908 см) Rbond ndash расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном принимае-

мое равномерно распределенным по длине анкеровки

46

Rbond = γb1middotη1middotη2middotRbt где η1 ndash коэффициент учитывающий влияние вида поверхности арматуры

Для горячекатаной арматуры периодического профиля η1 = 25 η2 - коэффициент учитывающий влияние размера диаметра арматуры при-

нимаемый равным 10 ndash при диаметре продольной арматуры dsle32 мм 09 ndash при ds = 36 мм и ds = 40 мм Rbond = 09middot25middot1middot105 = 236 МПа

0435 3801 10142 236 6908anh смsdot

= =sdot

Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле[3]

efs

calsanan A

Ahh

0α=

где Ascаlи Asef ndash площади поперечного сечения арматуры соответственно требуе-мая по расчету и фактически установленная (для нашего случая Ascаl= 149 см2 Asef = 152 см2) α ndash коэффициент учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного со-стояния бетона и арматуры Для сжатых стержней периодического профиля α = 075Тогда

149075 10142 745615 2anh = sdot sdot = см

Кроме того согласно требованиям [3] фактическую длину анкеровки необ-ходимо принимать han ge 03h0an = 03middot10142 = 3043 см

han ge 15ds = 15middot20 = 30 см han ge20 см Из четырех величин принимаем максимальную длину анкеровки те han = 7456см

Следовательно из условия анкеровки арматуры Hf = 7456 + 25 = 9952см

Принимаем трехступенчатый фундамент общей высотой 100 см и с высотой ступеней 30 см и 40 см При этом ширина первой ступени а1 = 11 м а второй а2 = 18 м

Проверяем отвечает ли рабочая высота нижней ступени h03 = 40 ndash 5 = 35см условию прочности при действии поперечной силы без поперечного армирования в наклонном сечении Для единицы ширины этого сечения (b = 100 см) должно выполняться условие

Q = pl le Qbmin = 05γb1Rbth03b Поперечная сила от давления грунта

Q = pl= 05(а - a2 - 2h03)р где а - размер подошвы фундамента

h03 = 40 ndash 5 = 35см р ndash давление на грунт от расчетной нагрузки (на единицу длины) Q = 05(27 ndash18 - 2middot035) middot34533 = 3453кН Q = 3453кНltQbmin = 05middot09middot105middot103middot035middot10 = 16538кН ndash прочность обеспе-

чена

47

64 Расчет на продавливание

Проверяем нижнюю ступень фундамента на прочность против продавлива-ния

Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производится из условия (887[2]) F le Fbult где Fbult - пре-дельное усилие воспринимаемое бетоном

Fbult = γb1RbtAb

где Fminusпродавливающая сила принимаемая равной продольной силе в колонне подвального этажа на уровне обреза фундамента за вычетом нагрузки создавае-мой реактивным отпором грунта приложенным к подошве фундамента в преде-лах площади с размерами превышающими размер площадки опирания (в дан-ном случае второй ступени фундамента 2 2 18 18 a a мtimes = times ) на величину 0h во всех направлениях Ab ndash площадь расчетного поперечного сечения расположен-ного на расстоянии 05h0от границы площади приложения силы Nс рабочей высо-той сечения h0 В нашем случае h0 = h03 = 025м

Площадь Ab определяется по формуле Ab = Umiddoth03

где U ndash периметр контура расчетного сечения (см рис12а) U = (а2 + 2middot05h03) middot4 = (18 + 2middot05middot035) middot4 = 86 м

Площадь расчётного поперечного сеченияAb = 86middot035 = 301м2 Продавливающая сила равна

F=N-pA1

здесь p=3453 кНм2 minus реактивный отпор грунта A1minusплощадь основания продавливаемого фрагмента нижней ступени фундамен-

та в пределах контура расчётного поперечного сечения равная A1=(a2+205h03)2=(18+205035)2=462 м2

Проверка условия (697) [3] показывает

F=92202 кН lt 09105103301 = 284445 кН

те прочность нижней ступени фундамента против продавливания обеспече-на

48

49

65 Определение площади арматуры подошвы фундамента Подбор арматуры производим в 3-х вертикальныхсечениях фундамента

что позволяет учесть изменение параметров его расчётной схемы в качестве ко-торой принимается консольная балка загруженная действующим снизу вверх равномерно распределенным реактивным отпором грунта Для рассматривае-мых сечений вылет и высота сечения консоли будут разными поэтому выявить наиболее опасное сечение можно только после определения требуемой площади арматуры в каждом из них (см рис13)

Сечение I-I МI-I = 0125р (а ndash hcol)2middot a = 0125middot34533(27 ndash 04)2middot27 = 61654кНmiddotм Площадь сечения арматуры определяем по формуле

2

01

61654 10 165709 09 95 435

I IsI

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение II-II МII-II= 0125р(аndash а1)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 11)2middot27 = 29836кНmiddotм

2

02

29836 10 117209 09 65 435

II IIsII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение III-III МIII-III= 0125р(аndash а2)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 18)2middot27 = 944кНmiddotм

2

03

944 10 68809 09 35 435

III IIIsIII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Из трёх найденных значений подбор арматуры производим по максимально-му значению теAsmax = 1657см2

Шаг стержней принимается от 150 ммдо 300 мм (кратно 50 мм) При ширине подошвы фундамента а le 3 мминимальный диаметр стержней dmin = 10 мм при аgt3 мdmin = 12 мм

Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлени-ях арматурой из стержней Oslash14 А500с шагом 250 мм

Имеем 11Oslash14 А500С с As = 16929см2gtAsI = maxsA = 1657см2 Процент армирования μ

- в сечении I-I 11 01

16929100 100 0156 01110 95

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении II-II 22 02

16929100 100 0145 01180 65

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении III-III 33 03

16929100 100 0179 01270 35

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

Так как во всех сечениях μigtμmin=01 количество принятой арматуры оставляем без изменений В случае μiltμmin=01 диаметр принятой арматуры следует увеличить или уменьшить ее шаг

Конструкция фундамента приведена на рис13

50

51

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 СП 20133302011 Нагрузки и воздействия Актуализированная редакция СНиП 20107-85 М ГУП ЦПП 2011

2 СП 63133302012 Бетонные и железобетонные конструкции Основные положения Актуализированная редакция СНиП 52-101-2003 М ФГУП ЦПП 2004

3 ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований 4 СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные кон-

струкции М ФГУП ЦПП 2005 5 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из

тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

6 Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетон-ных конструкций из тяжелого бетона (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

52

ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Минимальный класс бетона элементов с предварительно напряженной арматурой

Таблица 4

Характеристика напрягаемой Класс бетона арматуры не ниже

Арматура классов

А540-А800

В20 А1000 В30

Арматура классов

Вр1200 Вр1300

В30 Вр1400 Вр1600 Вр1600 В20

К1400 К1500 К1600 К1700 В30

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин ndash acrсult из условия обеспечения сохранности арматуры

Таблица 5

Для элементов к которым не предъявляются требования непрониwаемости значения acrсult принимают равными

При арматуре классов

При продолжительном рас-крытии трещин мм

При непродолжительном раскрытии трещин мм

А240-А600 В500 03 04

А800А1000 Вр1200-Вр1400 К1400К1500(К-19) К1500(К-7)К1600 диаметром 12 мм

02 03

Вр1500 К1500(К-7)К1600 диамет-ром 6 и 9 мм

01 02

53

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Нормативные сопротивления бетона Rbnи Rbtn

Таблица 6

Вид сопротивления

Нормативные сопротивления бетона RbnиRbtn и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй

группы RbserиRbtser МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осевое (призменная прочность)

Rbn и Rbser

75 110 150 185 220 255 290 320 360 395 430

Растяже-ние осевое

Rbtn Rbtser 085 110 135 155 175 195 210 225 245 260 275

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Расчетные сопротивления бетона Rbи Rbt Таблица 7

Видсопротивления

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbи Rbt МПа при классе бетона

по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осе-вое(призменная прочность)

Rb

60 85 115 145 170 195 220 250 275 300 330

Растяжение осевое Rbt

056 075 090 105 115 130 140 150 160 170 180

Полностью таблицы нормативных и расчетных сопротивлений бетона см [2]

54

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения начального модуля упругости бетона Еь Таблица 8

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еьmiddot10-3 МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

190 240 275 300 325 345 360 370 380 390 395

55

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rsn

Таблица 9

Арматура классов

Номинальный диаметр арматуры мм

Нормативные значения сопротивления растяжению Rsnи расчетные значения сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы Rsser МПа

А240 6-40 240

А400 6-40 400

А500 10-40 500

А540 20-40 540

А600 10-40 600

А800 10-32 800

А1000 10-32 1000

В500 3-12 500

Вр500 3-5 500

Вр1200 8 1200

Вр1300 7 1300

Вр1400 4 5 6 1400

Вр1500 3 1500

Вр1600 3-5 1600

К1400(К-7) 15 1400

К1500(К-7) 6 9 12 1500

К1500(К-19) 14 1500

К1600 6 9 12 15 1600

К1700 6-9 1700

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 9: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

9

Материалы для плиты Бетон тяжелый класса по прочности на сжатие В20 Rbn = Rbser = 150 МПа Rbtn = Rbtser = 135МПа (табл 67[2] Приложение 3) Rb = 115МПа Rbt = 09 МПа (табл 68 [2] Приложение 4) γb1 = 09 (п 6112[2]) Начальный модуль упругости бетона Еb = 275middot103МПа (табл 611 [2] При-

ложение 5) Технология изготовления плиты ndash агрегатно-поточная Плита подвергается

тепловой обработке при атмосферном давлении Натяжение напрягаемой армату-ры осуществляется электротермическим способом

Арматура minusпродольная напрягаемая класса А600

Rsn = Rsser = 600 МПа(табл 613 [2] Приложение 6) Rs = 520 МПа (табл 614 [2] Приложение 7) Еs = 20 middot105МПа (пункт 6212 [2])

minus ненапрягаемая класса В500 Rs = 435 МПа (табл 619 [2] Приложение 7) Rsw = 300МПа(табл 615 [2] Приложение 8)

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы

Определение внутренних усилий Расчетный пролет плиты в соответствии с рис2

ммll 695)310(2090

20900100101010060 =minus=minusminusminusminusminusminus=

Поперечное конструктивное сечение плиты заменяется эквивалентным двутавро-вым сечением (рис3) Размеры сечения плитыh = 22 см

h0 = h ndash a = 22 ndash 3 = 19 см fhprime =hf = (22 ndash 159) middot05 = 305 см bf = 149 см fbprime = 149 ndash 3 = 146 см b = 149 ndash 159middot7 = 377 см Плита рассчитывается как однопролетная шарнирно-опертая балка загру-

женная равномерно-распределенной нагрузкой (рис4) Усилия от расчетной полной нагрузки minus изгибающий момент в середине пролета

( )мкН

lgM sdot=

sdot=

+= 0344

86958810

8V 22

0

minus поперечная сила на опорах ( )

кНlg

Q 95302

69588102V 0 =

sdot=

+=

Усилия от нормативной нагрузки (изгибающие моменты) minus полной

( )мкН

lgM nn

n sdot=sdot

=+

= 27378

6952198V 22

0

minus постоянной и длительной

10

( )мкН

lgM nlonn

nl sdot=sdot

=+

= 99298

6954178V 22

0

Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего

момента При расчете по прочности расчетное поперечное сечение плиты принимается

тавровым с полкой в сжатой зоне (свесы полок в растянутой зоне не учитывают-ся)

При расчете принимается вся ширина верхней полки fbprime = 146 см так как

146 377 1 15415 578 9632 2 6 6

fb bl см

prime minus minus= = = sdot =

где l ndash конструктивный размер плиты Положение границы сжатой зоны определяется из условия

1 0( 05 )fx h b b f f fM M R b h h hγprime= prime prime primele = sdot sdot minus

где М ndash изгибающий момент в середине пролета от полной нагрузки (g + V)

fx hM prime= minus момент внутренних сил в нормальном сечении плиты при котором нейтральная ось проходит по нижней грани сжатой полки Rb ndash расчетное сопротивление бетона сжатию остальные обозначения приняты в соответствии с рис3

Если это условие выполняется граница сжатой зоны проходит в полке и площадь растянутой арматуры определяется как для прямоугольного сечения ши-риной равной fbprime

4403 кНmiddotсмle 09middot115middot146middot305(19 ndash 05middot305) = 8054кНmiddotсм Rb = 115 МПа = 115 кНсм2

4403 кНmiddotмlt 8054 кНmiddotм ndash условие выполняется те расчет ведем как для пря-моугольного сечения Далее определяем

2 21 0

4403 008109 115 146 19m

b b f

MR b h

αγ

= = =primesdot sdot sdot sdot sdot sdot

minussdot=

21 ξξαm 1 1 2 0077 00843ξ = minus minus sdot =

0hx

=ξ minus относительная высота сжатой зоны бетона должно выполняться

условие ξ le ξR где ξR ndash граничная относительная высота сжатой зоны Значение ξRопределяется по формуле

0

2

08

1

RR

s el

b

xh

ξ εε

= =+

(32 [4])

где εsel ndash относительная деформация арматуры растянутой зоны вызванная внеш-ней нагрузкой при достижении в этой арматуре напряжения равного Rs εb2 ndash относительная деформация сжатого бетона при напряжениях равных Rb принимаемая равной 00035 (п 6120[2])

11

Для арматуры с условным пределом текучести значение εsel определяется по формуле

400 s sps el

s

RE

σε

+ minus=

(арматура А600 имеет словный предел текучести) (п 916[2]) где σsp ndash предварительное напряжение в арматуре с учетом всех потерь и ко-

эффициентом γsp = 09 Предварительное напряжение арматуры σsp принимают не более 09Rsn для

горячекатаной и термомеханически упрочненной арматуры (А600) и не более 08Rsnдля холоднодеформированной арматуры и арматурных канатов (911[2])

Принимаем σsp = 08Rsn = 08middot600 = 480 МПа При проектировании конструкций полные суммарные потери следует прини-

мать не менее 100 МПа (п 2239 [4]) ∆σsp(2)j = 100 МПа При определении εsel

σsp = 09middot480 - 100 = 332 МПа

0029401002

3324005205 =

sdotminus+

=elsε 4350

003500029401

80=

+=Rξ ξ le ξR

Площадь сечения арматуры определяем по формуле 1 0

b b f

sp efs

R b hA

Rγ ξsdot sdot sdot sdot

=

Если соблюдается условие ξ le ξR расчетное сопротивление напрягаемой ар-матуры Rs допускается умножать на коэффициент условий работыγs3 учитываю-щий возможность деформирования высокопрочных арматурных сталей при напряжениях выше условного предела текучести и определяемый по формуле

112502513 leminus=R

s ξξγ (32 [5])

ЕслиRξξ lt06 что для плит практически всегда соблюдается можно принимать

максимальное значение этого коэффициента те γs3 = 11 2

2

09 115 146 00843 19 4 23 11 52

520 52

sp ef

s

A см

R МПа кН см

sdot sdot sdot sdot= =

sdot

= =

Принимаем 6Oslash10 А600 Аspef = 471 см2 Напрягаемые стержни должны располагаться симметрично и расстояние

между ними должно быть не более 400 мм и не более 15h при hgt 150 мм (п 1038[2])

Расчет по прочности при действии поперечной силы Поперечная сила от полной нагрузки Q = 3095 кН Расчет предварительно напряженных элементов по сжатой бетонной полосе

между наклонными сечениями производят из условия Q le φb1middotγb1middotRbmiddotbmiddoth0 (855 [2])

φb1 - коэффициент принимаемый равным 03 (п 8132 [2])

12

b - ширина ребра b = 377 см Qle 03middot09middot115middot377middot19 = 2224 3095 кН lt 2224 кН

Расчет предварительно напряженных изгибаемых лементов по наклонному сечению производят из условия

Q le Qb + Qsw (856[2]) Q - поперченная сила в наклонном сечение Qb - поперечная сила воспринимаемая бетоном в наклонном сечении Qsw - поперечная сила воспринимаемая поперечной арматурой в наклонном

сечении 2 1 0 b b bt

bR b hQc

γϕ sdot sdot sdot sdot= принимаем не более 025middotγb1middotRbtmiddotbmiddoth0 и не

менее 05middotγb1middotRbtmiddotbmiddoth0 φb2 - коэффициент принимаемый равным 03 (п 8133 [2]) Rbt = 09 МПа = 009 кНсм2 Qb = 05γb1middotRbtmiddotbmiddoth0 = 05middot09middot009middot377middot19 = 2901кН Действующая в сечении поперченная сила Q = 3095 кН gt 2901 кН следова-

тельно необходимо установка поперечной арматуры по расчету (Если поперечная сила действующая в сечение меньше чем Qbmin то поперечную арматуру можно не устанавливать

Допускается производить расчет прочности наклонного сечения из условия Q1geQb1+Qsw1 (860[2]) Qb1=05middotγb1middotRbmiddotbmiddoth0 (861[2]) Qsw1=qswmiddoth0 (862[2]) Qb1=Qbmin=2901кН Qsw1=Q1-Qb1=3095 - 2901=194кН qsw=Qsw1h0=19419=0102 кНсм поперченая арматура учиты-

вается в расчете если qsw ge qswmin qswmin=025middotγb1middotRbtmiddotb=025middot09middot009middot377=0763 кНсм

Принимаем qsw = qswmin=0763 кНсм sw sw

sww

R Aqs

= (859[2])

Назначаем шаг хомутов sw=10см le 05h0 (п 10313[2]) получаем 20763middot10 0254

30sw w

swsw

q SA смR

= = = Rsw = 300 МПа = 30 кНсм2

Принимаем на приопорных участках плиты по четыре каркаса длинной рав-ной 14 продольного размера плиты с поперечной рабочей арматурой располо-женной с шагом Sw = 10 см Для 4Oslash4B500C в одном сечение имеем

Aswef = 05см2 gt Asw проверяем прочность сечения 230middot05 1510

swq см= =

Qsw1=15middot19 = 285 Q1 lt Qb1 + Qsw1 3095кН lt 2901кН+285кН

3095кН lt 5751кН так как условие выполняется то прочность по наклонно-му сечению обеспечена

13

14

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы Геометрические характеристики приведенного сечения

Круглое очертание пустот заменим эквивалентным квадратным со стороной с = 09d = 09middot159 = 143 см

Размеры расчетного двутаврового сечения толщина полок fhprime = hf= (22 ndash 143)middot05 = 385 см ширина ребраb = 146 ndash 143middot7 = 459 см

ширина полок fbprime = 146 см bf= 149 см Определяем геометрические характеристики приведенного сечения

27710527

1023

5

=sdot

sdot==

b

s

EEα

Площадь приведенного сечения Ared = A + αAs = f fb hprime primesdot + bfmiddothf+ bmiddotс + αAsp = (146 + 149)middot385 + 459middot143 +

+727middot471 = 18264 см2 А = 179216 см2 ndash площадь сечения бетона Статический момент приведенного сечения относительно нижней грани Sred= f fb hprime primesdot ( hndash 05 fhprime ) + bfmiddot hfmiddot05hfmiddot + bmiddotсmiddot05h +αmiddotAspmiddotа = = 146middot385middot(22 ndash 05middot385) +149middot385middot05middot385 + 459middot143middot05middot22 +

+ 727middot471middot3 = 197112 см3 Удаление центра тяжести сечения от его нижней грани

смASу

red

red 810791041826219711

0 asymp===

Момент инерции приведенного сечения относительно его центра тяжести

( ) ( )

( ) ( ) ( )

( )

3 332 20 0

32 2 20 0

3 32

( )05 05

12 12 12146 38505 146 385 22 108 05 385

12459 143 149 385459 143 05 22 108 149 385 108 05

12 12

f f f fred f f f

f f f sp

b h b hbcI b h h y h b c h y

b h y h A y aα

prime prime sdotprime prime prime= + sdot sdot minus minus + + sdot sdot minus + +

sdot+ sdot sdot minus + sdot minus = + sdot sdot minus minus sdot +

sdot sdot+ + sdot sdot sdot minus + + sdot sdot minus sdot( )

( )

2

2 4

385

727 471 108 3 1082368 см

+

+ sdot sdot minus =

Момент сопротивления приведенного сечения по нижней грани 3

0

910021810

8108236 смy

IW redred ===

То же по верхней грани sup 3

0

9664redred

IW смh y

= =minus

Расчет предварительно напряженных изгибаемых элементов по раскрытию трещин производят в тех случаях когда соблюдается условие

М gt Mcrc (8116[2]) М ndash изгибающий момент от внешней нагрузки (нормативной)

15

Mcrc ndash изгибающий момент воспринимаемый нормальным сечением элемента при образовании трещин и равный

Mcrc = RbtsermiddotWpl + Pmiddoteяр (936[2]) Wplndash момент сопротивления приведенного сечения для крайнего растянутого

волокна eяр = еор + r ndash расстояние от точки приложения усилия предварительного об-

жатия до ядровой точки наиболее удаленной от растянутой зоны еор ndash то же до центра тяжести приведенного сечения r ndash расстояние от центра тяжести приведенного сечения до ядровой точки Wpl= 125Wred для двутаврового симметричного сечения (табл41[6]) Р ndash усилие предварительного обжатия с учетом потерь предварительного

напряжения в арматуре соответствующих рассматриваемой стадии работы эле-мента Определяем

смAWr

red

red 49541826910021===

еoр = у0 ndash а = 108 ndash 3 = 78 см eяр = 78 + 549 = 1329 см Wpl = 125middot100219 = 125274 см3

16

Потери предварительного напряжения арматуры Первые потери предварительного напряжения включают потери от релакса-

ции напряжений в арматуре потери от температурного перепада при термической обработке конструкций потери от деформации анкеров и деформации формы (упоров)

Вторые потери предварительного напряжения включают потери от усадки и ползучести бетона при натяжении арматуры на упоры (п 9112[2])

Потери от релаксации напряжений арматуры ∆σsp1 определяют для арматуры классов А600-А1000 при электротермическом способе натяжения в соответствии с п 91[2]

∆σsp1 = 003σsp = 003middot480 = 144 МПа Потери от температурного перепада при агрегатно-поточной технологии

принимаются равными 0 ∆σsp2 = 0 Потери от деформации формы при электротермическом способе натяжения

арматуры не учитывают ∆σsp3 = 0 Потери от деформации анкеров при электротермическом способе натяжения

арматуры не учитывают ∆σsp4 = 0 Первые потери

∆σsp(1) =∆σsp1 + ∆σsp2 + ∆σsp3 + ∆σsp4 = 144 МПа Потери от усадки бетона

∆σsp5 = εbshmiddotEs εbsh ndash деформации усадки бетона значения которых можно принимать в зави-

симости от класса бетона равными 000020 ndash для бетона классов В35 и ниже 000025 ndash для бетона класса В40 000030 ndash для бетона классов В45 и выше ∆σsp5 = 00002middot2middot105 = 40 МПа Потери от ползучести бетона ∆σsp6 определяются по формуле

( )crbred

redsjspj

bpjcrbsp

IAy

2

6

80111

80

ϕαmicro

σαϕσ

+sdot

sdot++

sdot=∆

где φbcr ndash коэффициент ползучести бетона определяемый согласно п 6116[2] или по Приложению 15 Принимаем φbcr = 28 σbpj ndash напряжение в бетоне на уровне центра тяжести рассматриваемой j ndash ой группы стержней напрягаемой арматуры

(1) (1) opbp

red red

P P e yA I

σ = +

Р(1) ndash усилие предварительного обжатия с учетом только первых потерь еор ndash эксцентриситет усилия Р(1) относительно центра тяжести приведенного сече-ния yndash расстояние от центра тяжести приведенного сечения до рассматриваемого во-локна y = еор + 3(см)

b

s

EE

17

μspj ndash коэффициент армирования равный AspjA гдеА ndash площадь поперечного сече-ния элемента Aspj ndash площадь рассматриваемой группы стержней напрягаемой ар-матуры

Р(1) = Asp(σsp ndash ∆σsp(1)) σsp = 480 МПа = 48 кНсм2 ∆σsp(1) = 144МПа = 144кНсм2 Р(1) = 471(48 ndash 144) = 2193 кН еор = 78 см y=108см

2193 2193 78 108 029118264 1082368bpσ sdot sdot

= + = кНсм2 = 29МПа

σbplt09Rbp Rbp =10 МПа А = 179216 см2 0026280

161792714

==micro

( )6 2

08 727 28 29 419778 182641 727 0002628 1 1 08 28

1082368

spσ sdot sdot sdot∆ = =

sdot+ sdot + sdot + sdot

МПа

Полное значение первых и вторых потерь

( ) sum=

=

∆=∆6

12

i

ispisp σσ

(912[2])

∆σsp(2) = 144 + 40 + 4197 = 9637МПа При проектировании конструкции полные суммарные потери для арматуры

расположенной в растянутой при эксплуатации зоне сечения элемента следует принимать не менее 100МПа (п 9110[2]) поэтому принимаем ∆σsp(2) = 100 МПа

После того как определены суммарные потери предварительного напряже-ния арматуры можно определить Мcrc

(2)P = (σsp ndash ∆σsp(2))middotAsp

(2)P ndash усилие предварительного обжатия с учетом полных потерь

(2)P = (480 ndash 100) middot471 = 17898 кН Мcrc = 0135middot125274 + 17898middot1329 = 40698кНmiddotсм = 4070кНmiddotм Так как изгибающий момент от полной нормативной нагрузки

Мn = 3727 кНmiddotм меньше чем Мcrc =4070кНmiddotм то трещины в растянутой зоне от эксплуатационных нагрузок не образуются

Расчет прогиба плиты

Расчет изгибаемых элементов по прогибам производят из условия f le fult (8139 [2])

где f ndash прогиб элемента от действия внешней нагрузки fult ndash значение предельно допустимого прогиба При действии постоянных длительный и кратковременных нагрузок прогиб

балок или плит во всех случаях не должен превышать 1200 пролета Для свободно опертой балки максимальный прогиб определяют по формуле

max

2 1

=

rSlf

18

где S ndash коэффициент зависящий от расчетной схемы и вида нагрузки при действии равномерно распределенной нагрузки S = 548 при двух равных момен-тах по концам балки от силы обжатия ndash S = 18

max

1

r ndash полная кривизна в сечении с наибольшим изгибающим моментом от

нагрузки при которой определяется прогиб Полную кривизну изгибаемых элементов определяют для участков без тре-

щин в растянутой зоне по формуле

321

1111

minus

+

=

rrrr

где1

1

rndash кривизна от непродолжительного действия кратковременных нагру-

зок

2

1

rndash кривизна от продолжительного действия постоянных и длительных

нагрузок

3

1

rndash кривизна от непродолжительного действия усилия предварительно-

го обжатия Р(1)вычисленного с учётом только первых потерь те при действии момента (1) 0 pM P e= sdot

Кривизну элемента на участке без трещин определяют по формуле

redb IEM

r sdot=

1

1

где М ndash изгибающий момент от внешней нагрузки или момент усилия пред-варительного обжатия относительно оси проходящей через центр тяжести приве-денного сечения

Ired ndash момент инерции приведенного сечения Eb1 ndash модуль деформации сжатого бетона определяемый по формуле

crb

bb

EE

1 1 ϕ+=

гдеφbcr ndash коэффициент ползучести бетона принимаемый minus 018b crϕ = minus при непродолжительном действии нагрузки minus по табл612[2] или по Приложению15 в зависимости от класса бетона на сжатие и относительной влажности воздуха окружающей среды minus при продолжительном действии нагрузки minus при непродолжительном действии нагрузки Eb1=085Eb (8146[2]) Прогиб определяется с учетом эстетико-психологических требований те от

действия только постоянных и временных длительных нагрузок [1]

2 1

1 nl

b red

Mr E I

= sdot

nlM ndash изгибающий момент от продолжительного действия постоянных и дли-тельных нагрузок равный Мnl = 299 кНmiddotм (см п22)

19

33

1 102478310527

821sdot=

sdot=

+= b

bEE МПа = 724middot102кНсм2

52

2

1 2999 13827 10724 10 1082368r см

minus = = sdot sdot sdot

В запас жёсткости плиты оценим её прогиб только от постоянной и длитель-

ной нагрузок (без учёта выгиба от усилия предварительного обжатия) 5 25( 3827 10 ) 569 129 2845

48f см смminus= sdot sdot sdot = lt

Допустимый прогиб f = (1200)l = 569200 = 2845 см Так как f lt f ult можно выгиб в стадии изготовления не учитывать

20

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО

НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2

31 Исходные данные

Постоянная нагрузка та же что при расчете плиты перекрытия на действие нагрузки V =15 кНм2 (см п 21)

Нагрузки на 1м2 перекрытия Таблица 2

Вид нагрузки Нормативная нагрузка кНм2

Коэф-т надежности по нагрузке

γf

Расчетная нагрузка

кНм2

1 2 3 4 Постоянная нагрузка g 414 47

Временная Перегородки δ = 120 мм (при-веденная нагрузка длитель-ная) V p

05 12 06

Полезная (из задания) 45 12 54 в том числе кратковременная Vsh

29

12

348

длительная V lon 16 12 192 Итого временная нагрузка V 50 60 Временная нагрузка без учета перегородок V 0

45 54

Полная нагрузка g + V 914 107

Нагрузка на 1 погонный метр длины плиты при номинальной ее ширине 15м - расчетная постоянная g = 47middot15middot10 = 705 кНм - расчетная полная (g + V) = 107middot15middot10 = 1605 кНм - нормативная постоянная gп = 414middot15middot10 = 621 кНм - нормативная полная (gп + Vп) = 914middot15middot10 = 1371 кНм - нормативная постоянная и длительная (gп + Vlonп) = (414 + 21)middot15middot10 =

936 кНм

32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы

Определение внутренних усилий Материалы для плиты расчетный пролет и поперечное сечение те же что в

пункте 21 Усилия от расчетной полной нагрузки

( ) 2 20V 1605 569 6496

8 8g l

M кН м+ sdot sdot

= = = sdot

21

( ) 0V 1605 569 45662 2

g lQ кН

+ sdot sdot= = =

Усилия от нормативной нагрузки - полной

( ) 2 20V 1371 569 5548

8 8n n

п

g lM кН м

+ sdot= = = sdot

- постоянной и длительной ( ) 2 2

0 936 569 37888 8

n lon nn

g V lM кН м

+ sdot= = = sdot

Расчет по прочности на действие изгибающего момента

2 21 0

6496 011909 115 146 19m

b b f

MR b h

αγ

= = =sdot sdot sdot sdot sdot sdot

1 1 2 1 1 2 0119 01280435( 22)

m

R см пξ αξ= minus minus = minus minus sdot =

=

012 0277 060435R

ξξ

= = lt γs3 = 11

3

01

ss

fbbsp R

hbRA

γξγ sdotsdotsdotsdot

=

2

2

09 115 146 0128 19 642 11 52

520 52

sp

s

A см

R МПа кН см

sdot sdot sdot sdot= =

sdot

= =

Принимаем 6Oslash12А600 Аspef = 679 см2

Расчет по прочности при действии поперечной силы

Условие прочности по бетонной полосе между наклонными сечениями удо-влетворяется

4566 кНlt 22240кН(см п 22) Условие прочности по наклонному сечению

Q le Qb + Qsw допускается производить расчет наклонного сечения из условия

Q1geQb1+Qsw1 (860[2]) Qb1=05middotγb1middotRbmiddotbmiddoth0 (861[2]) Qsw1=qswmiddoth0 (862[2]) Qb1=05middot09middot009middot377middot19=2901кН

То поперечная арматура (хомуты) необходима по расчету для восприятия усилия

Qsw1 = 4566 ndash 2907 = 1665 кН

22

23

Поперечная арматура учитывается в расчете если qswgeqswmin

qswmin=025γb1Rbtb (п 8133[2])

Усилие в поперечной арматуре на единицу длины равно 1

0sw

swQqh

=

1665 087619swq = = кНсмltqswmin = 025middot09middot009middot377 = 0763кНсм

w

swswsw S

ARq sdot= (859[2])

Назначая шаг хомутов Sw = 10см le 05middoth0 (8311[3]) получаем 0876 10 0292

30sw w

swsw

q SARsdot sdot

= = = см2

Rsw = 300 МПа = 30 кНсм2 Проверяем прочность сечения при действии поперечной силы Условие

прочности Q1 le Qb1 + Qsw1 Q1 = 4566 кН - поперечная сила действующая в сечение Qb1 = 2901 кН Qsw1 = qswmiddoth0

30 078 23410

sw swsw

w

R AqSsdot sdot

= = = кнсм

Qsw1 = 234middot19 = 4446кН 4566 кН lt (2901 + 4466)кН 4566 кН lt 7347 кН

Прочность обеспечена Окончательно принимаем на приопорных участках плиты по четыре каркаса

с поперечной рабочей арматурой (хомутами) расположенной с шагомSw = 10см Для 4Oslash5 В500С в одном сечении имеем Аswef = 078см2gtАsw

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы

Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)

Ared = 184148 см2 Sred = 1975656 см3 у0= 1073 см

( ) ( )

( ) ( )

3 32 2

32 2 4

146 385 459 14146 385 22 1073 05 385 459 143 05 22 107312 12

149 385 149 385 1073 05 385 727 679 1073 3 1084577312

redI

см

sdot sdot= + sdot sdot minus minus sdot + + sdot sdot sdot minus +

sdot+ + sdot sdot minus sdot + sdot sdot minus =

3

0

10845773 1010791073

redred

IW смy

= = = sup 310845773 9623581127redW см= =

24

W= 125Wred = 125middot101079 = 126349 см3 101079 549184148

red

red

Wr смA

= = =

е0 = 1073 ndash 3 = 773 см eяр = 773 + 549 = 1322 см

Потери предварительного напряжения арматуры ∆σsp1 =144 МПа ∆σsp2 = 0 ∆σsp3 = 0 ∆σsp4 = 0 Таким образом первые потери составляют ∆σsp(1) =144 МПа

∆σsp5 = 40 МПа

11 орbp

red red

Pe yPA I

σ = + (см п 23)

Р1 = 679middot (48 ndash 144) = 31614 кН еор = 773 см 231614 31614 773 0414

183643 1081529bpσ sdot= + = кНсм2 = 414 МПа

0033980161792

096==micro

( )6 2

08 727 28 414 5803775 1836431 727 0003398 1 1 08 28

1081529

spσ sdot sdot sdot∆ = =

sdot+ sdot + sdot + sdot

МПа

То полные потери равны ∆σsp(2) = 144 + 40 + 5803 = 11203МПа Если полные потери будут меньше 100МПа следует принять σsp(2)= 100МПа

Р(2) = (480 ndash 112) middot609 = 24987кН Мcrc = RbtsermiddotW+P(2)middoteяр=0135middot126349 + 2498middot1322 = 50089кНmiddotсм =

5009кНmiddotм Изгибающий момент от полной нормативной нагрузки равен

Мn = 5548 кНmiddotмgtМсrс = 5009кНsdotм Следовательно трещины в растянутой зоне от эксплуатационных нагрузок

образуются

Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси Расчет по раскрытию трещин производят из условия

acrc le acrcult (8118[2]) acrc ndash ширина раскрытия трещины от действия внешней нагрузки acrcult ndash предельно допустимая ширина раскрытия трещин (п 826[4] При-

ложение 2) Для арматуры классов А240-А600 В500C величина acrcultсоставляет

03 мм ndash при продолжительном раскрытии трещин 04 мм ndash при непродолжительном раскрытии трещин

Ширину раскрытия нормальных трещин определяют по формуле

ss

sscrc l

Ea sdotsdotsdotsdotsdot=

σψϕϕϕ 321 (8128[4])

25

где σs ndash напряжение в продольной растянутой арматуре в нормальном сечении с трещиной от соответствующей внешней нагрузки

ls ndash базовое расстояние между смежными нормальными трещинами ψs ndash коэффициент учитывающий неравномерное распределение относительных

деформаций растянутой арматуры между трещинами допускается принимать ψs =1 если при этом условие 8118[2] не удовлетворяется значение ψs следу-ет определять по формуле 8138[2]

ϕ1 ndash коэффициент учитывающий продолжительность действия нагрузки при-нимаемый равным 10 ndash при непродолжительном действии нагрузки 14 ndash при продолжительном действии нагрузки

ϕ2 ndash коэффициент учитывающий профиль продольной арматуры и равный ϕ2 = 05 ndash для арматуры периодического профиля и канатной

ϕ3 ndash коэффициент учитывающий вид напряженного состояния и для изгибаемых элементов принимаемый равнымϕ3 = 10

Для прямоугольных тавровых и двутавровых сечений значение σsдопускает-ся определять по формуле

(2)( )s

ssp

M z PA

σminus

= (412 [5])

где z ndash плечо внутренней пары сил равное z=ςh0 а коэффициент ς определя-ется по табл 42 [5] или по Приложению 18 в зависимости от следующих пара-метров

)(

0

11

)2(0 bhAa

aPM

ebh

hbb spss

ss

fff

sdot==

minus= microϕ

Ms= Mn =5548 кНм=5548 кНсм P(2)ndashусилие предварительного обжатия с учетом полных потерь равное P(2)=24987 кН Производя вычисления получаем

0

(1460 459) 385 5548 2220442 222 117459 190 24987 190

sf s

ee смh

φ minus sdot= = = = = =

sdot

Коэффициент αs1 для всех видов арматуры кроме канатной можно прини-мать равным αs1=300Rbser=30015=20

где Rbser=15 МПа Тогда

1200 679 0156459 190samicro sdot

sdot = =sdot

По табл 42 [6] или по Приложению 18 определяем ς=082 z=ςh0=082190=1558 см

2(5548 1588) 24987 1564 1564 679s кН см МПаσ minus

= = =

26

С целью недопущения чрезмерных пластических деформаций в продольной рабочей арматуре напряжения σsвней (а точнее их приращение под действием внешней нагрузки) не должны превышать (Rsserndash σsp(2)) где σsp(2)ndash величина пред-варительного напряжения арматуры с учетом полных потерь те

(2) (2) 480 112 368 sp sp sp МПаσ σ σ= minus∆ = minus =

(2)1562 ( ) 600 368 232 s s ser spМПа R МПаσ σ= lt minus = minus = Как видим полученное значение σs удовлетворяет установленному ограни-

чению В противном случае следует увеличить площадь продольной рабочей ар-матуры

Значение базового расстояния между трещинами определяют по формуле

ss

bts d

AAl 50= (8217[2]) и принимают не менее 10d и 10 см и не более 40d

и 40 см Abtndash площадь сечения растянутого бетона As ndash площадь сечения растянутой арматуры Ширину раскрытия трещин acrc принимают - при продолжительном раскрытии

acrc = acrc1(8119[2]) - при непродолжительном раскрытии

acrc = acrc1 + acrc2 ndashacrc3 (8120[2]) где acrc1 ndash ширина раскрытия трещин от продолжительного действия посто-

янных и временных длительных нагрузок acrc2 ndash ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоян-

ных и временных (длительных и кратковременных) нагрузок acrc3 - ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоян-

ных и временных длительных нагрузок Базовое расстояние между смежными нормальными трещинами определяется

по формуле

ss

bts d

AAl 50=

Здесь Abt ndash площадь сечения растянутого бетона равная Abt = byt+(bf - b)hf

гдеyt ndash высота растянутой зоны которую для прямоугольных тавровых и двутавровых сечений допускается принимать по формуле

yt = ky0 Поправочный коэффициент kучитывает неупругие деформации растянутого

бетона и для двутавровых сечений принимается равным 095 Значение y0 ndash есть высота растянутой зоны бетона определяемая как для упругого материала по приведенному сечению по формуле

)(

)2(0

serbtred

red

RP

A

Sy

+=

27

Определяем

0

2

1975656 535 095 535 508 249871841480135

459 508 (1490 459) 385 6301

t

bt

y см y см

A см

= = = sdot =+

= sdot + minus sdot =

Значение Abt принимается равным площади сечения при ее высоте в пределах не менее 2а и не более 05h(п4233 [4]) те не менее

1490385+(6-385)459=6729 см2 и не более 45911+(149-459)385=90184 см2

следовательно принимаем Abt =6729см2 Тогда 246621

096967250 =sdotsdot=sl смПринимается не более 40d и не более 40см Оконча-

тельно принимается 40 см Поскольку изгибающий момент от постоянной и временной длительной нор-

мативной нагрузок Mnl=3788кНм меньше момента образования трещин Mcrc=5009кНм то приращение напряжений в продольной рабочей арматуре от внешней нагрузки (см формулу (412[5]) будет меньше нуля В этом случае сле-дует считатьacrc1= acrc3= 0 и определять только ширину раскрытия трещин acrc2 от непродолжительного действия постоянных длительных и кратковременных нагрузок при φl=10

2 5

156410 05 10 10 40 001564 0156 2 10crca см мм= sdot sdot sdot sdot = =sdot

Это значение необходимо сопоставить с предельно допустимой шириной раскрытия трещин acrcult принимаемой из условия обеспечения сохранности ар-матуры при непродолжительном раскрытии

acrc2ltacrcult=04 мм ndash условие (826[2]) или см Приложение 2 удовлетворя-ется

Расчет прогиба плиты

Расчет изгибаемых элементов по прогибам производят из условия flefult (8139[2])

где fndash прогиб элемента от действия внешней нагрузки fult ndash значение предельно допустимого прогиба (см п 23) Полная кривизна для участков с трещинами определяется по формуле

(102)[4] без учета кривизны от непродолжительного действия усилия обжатия и кривизны вследствие усадки и ползучести бетона

321

1111

+

minus

=

rrrr

где 1

1

rndash кривизна от непродолжительного действия всей нагрузки

2

1

r ndash кривизна от непродолжительного действия постоянных и

временных длительных нагрузок

28

3

1

r ndash кривизна от продолжительного действия постоянных и вре-

менных длительных нагрузок Так как прогиб плиты ограничивается эстетико-психологическими требова-

ниями

1

1

rndash

2

1

r ndash кривизна вызванная непродолжительным действием кратко-

временной нагрузки не учитывается Таким образом кривизна в середине пролета определяется только от про-

должительного действия постоянных и длительных нагрузок те при действии изгибающего момента Мnl = 3788 кНmiddotм

Для элементов прямоугольного и таврового сечений при hfle 03h0 кривизну

допускается определять по формуле (440 [5])

redbc

nl

EhbM

r 30

1sdotsdotsdot

где ϕс ndash коэффициент определяемый по табл 45 [5] или по Приложению 15в за-висимости от параметров

( )0

bhhbb ff

f

sdotminus=ϕ μmiddotαs2 и esh0

0bhAs=micro

redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α

При определении αs2допускается принимать 1=sψ Если при этом условие flefult не удовлетворяется то расчет производят с учетом коэффициента ψs опреде-ляемого по формуле

s

crcss σ

σψ 801minus= (8138[2])

где σscrc ndash приращение напряжений в растянутой арматуре в сечении с трещиной сразу после образования нормальных трещин при М = Мcrc σs ndash то же при действии рассматриваемой нагрузки

sp

ss A

PzM )2()( minus=σ (412 [5])

sp

crccrcs A

PzM )2(

)( minus=σ

z ndash расстояние от центра тяжести арматуры расположенной в растянутой зоне сечения до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне эле-мента

Ebred ndash приведенный модуль деформации сжатого бетона принимаемый равным

redb

serbredb

RE

1

ε

=

где εb1red =28sdot10-4 при продолжительном действии нагрузки при относительной влажности воздуха окружающей среды 75 ge W ge 40(табл610[2])

)2(PM

e ss = Ms = Mnl= 3788 кНmiddotм

Р(2) ndash усилие предварительного обжатия с учетом всех потерь Р(2) = 24987 кН

Определяем величины необходимые для нахождения ϕс

29

( ) ( ) 442019945

853945146

0

=sdotsdotminus

=sdotminus

=bh

hbb fffϕ

0

679 000779459 19

sAbh

micro = = =sdot

Коэффициент приведения арматуры к бетону

redb

redss E

E

2 =α (117[4]) Еsred =

s

sEψ

(118[4]) redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α принимаем sψ = 1

Приведенный модуль деформаций сжатого бетона

53571028

0154

1

=

sdot== minus

redb

serbredb

RE

εМПа = 5357кНсм2

5

22 10 37335357sαsdot

= = μmiddotαs2= 000779∙3733 = 0291 (2)

nls

MeP

=3788 1516

24987se = = см

0

1516 079819

seh

= =

Теперь по табл 45[5] или по таблице Приложения 15 путем интерполяции находимϕс = 0603

Определяем кривизну имея все данные 5

3

1 3788 1372 10 0603 459 19 5357r см

minus= = sdotsdot sdot sdot

20

5 2

5 1 485 372 10 569 126 2845 48 ult

f lr

f см f cмminus

= sdot sdot

= sdot sdot sdot = lt =

Условие 8139[2] удовлетворяется те жесткость плиты достаточна

30

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ Для опирания пустотных панелей принимается сечение ригеля высотой hb =

45 см или hb = 60 см для опирания ребристых панелей принимается сечение риге-ля высотой hb = 60 см Ригели могут выполняться обычными или предварительно напряженными Высота сечения обычного ригеля bb lh

asymp

101

151

41 Исходные данные Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м2 перекрытия принимаются те же

что и при расчете панели перекрытия Ригель шарнирно оперт на консоли колон-ны hb = 45 см Расчетный пролет (рис 6)

l0 = lb ndash b ndash 2times20 ndash 130 = 6300 ndash 400 ndash 40 ndash 130 = 5730 мм = 573 м где lb ndash пролет ригеля в осях

b ndash размер колонны 20 ndash зазор между колонной и торцом ригеля 130 ndash размер площадки опирания Расчетная нагрузка на 1 м длины ригеля определяется с грузовой полосы

равной шагу рам в данном случае шаг рам 6 м(табл 1) Постоянная (g) - от перекрытия с учетом коэффициента надежности по ответственности зда-

нияγп = 10 gfl =gmiddotlnmiddotᵞn= 47middot60middot10 = 282 кНм

гдеln ndashшаг рам - от веса ригеля

gbn = (02middot045 + 02middot025) middot2500middot10-2 = 35 кНм где 2500 кгм3 ndash плотность железобетона С учетом коэффициента надежно-

сти по нагрузке γf = 11 и по ответственности здания γп = 10 gb = 35middot11middot10 = 385 кНм

Итого постоянная нагрузка погонная те с грузовой полосы равной шагу рамg1=gfl+ gb = 282 + 385 = 321 кНм

Временная нагрузка (V) с учетом коэффициента надежности по ответствен-ности здания γп = 10 и коэффициента сочетания (см табл1)

1

1

0604AA

ϕ = +

где А1 = 9 м2для помещений указанных в поз 1212[1] А ndash грузовая площадь ригеля А = 60times63 = 378 м2

10604 0693378

9

ϕ = + =

На коэффициент сочетания умножается нагрузка без учета перегородок V1=( Vp+ 1ϕ middot V0)middotᵞnmiddotln

V1= (06+0693middot195)middot10middot60 = 1171кНм Полная погонная нагрузка

g1 + V1 = 321 + 1171 = 438кНм

31

32

42 Определение усилий в ригеле Расчетная схема ригеля ndash однопролетная шарнирно опертая балка пролетом

l0 Вычисляем значение максимального изгибающего момента М и максимальной поперечной силы Q от полной расчетной нагрузки

( ) 2 21 1 0V 438 573 17976

8 8g l

M кН м+ sdot

= = = sdot

( )1 1 0V 438 573 12552 2

g lQ кН

+ sdot= = =

Характеристики прочности бетона и арматуры - бетон тяжелый класса В30 расчетное сопротивление при сжатии Rb = 170

МПа при растяжении Rbt= 115 МПа (табл 68[2] приложение 4) γb1 = 09 (6112[2])

- арматура продольная рабочая класса А500С диаметром 10-40 мм расчетное сопротивление Rs = 435 МПа=435Кнсм2 поперечная рабочая арматура класса А400 диаметром 6-8 мм Rsw = 280 МПа=280Кнсм2 (табл 615[2])

43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента

Определяем высоту сжатой зоны х = ξmiddoth0 где h0 ndash рабочая высота сечения ригеля ξ ndash относительная высота сжатой зоны определяемая в зависимости от αт

h0 = (hb ndash 5) = 40 см

201 hbR

M

bbm sdotsdotsdot=γ

α

М = 17081кНmiddotм = 17081кНmiddotсм Rb = 17 МПа = 17 кНсм2 b ndash ширина сечения ригеля b = 20 см

2 21 0

17980 036709 17 20 40m

b b

MR b h

αγ

= = =sdot sdot sdot sdot sdot sdot

1 1 2 1 1 2 0367 0485mξ α= minus minus = minus minus sdot = высота сжатой зоны х = ξmiddoth0 = 0485middot40 = 1938см Граница сжатой зоны проходит в узкой части сечения ригеля следовательно

расчет ведем как для прямоугольного сечения Расчет по прочности нормальных сечений производится в зависимости от со-

отношения относительной высоты сжатой зоны бетона и граничной относитель-ной высоты ξR при которой предельное состояние элемента наступает по сжатой зоне бетона одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения равного расчетному сопротивлению Rs

Значение ξR определяется по формуле

0

2

08

1

RR

s el

b

xh

ξ εε

= =+

(81[2])

где εsel ndash относительная деформация растянутой арматуры при напряжениях равных Rs

33

s

sels E

R=ε Rs = 435 МПа Еs = 2middot105МПа

εb2 ndash относительная деформация сжатого бетона при напряжениях равных Rb принимаемая равной 00035 (п 6120 [2])

00217501002

4355 =

sdot=elsε

4930

0035000217501

80=

+=Rξ

значение ξR можно определить по табл 32 [4] или по Приложению 11 тк ξltξR

площадь сечения растянутой арматуры определяется по формуле 1 0 09 17 20 0485 40 1365

435b b

ss

R b hAR

γ ξsdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot= = = см2

Если ξgtξR следует увеличить сечение ригеля или повысить класс бетона или запроектировать в сжатой зоне сжатую рабочую арматуру с площадью Аs

Если ξ = ξR = 0493 х = 0493middot40 = 1972 см те при ξ le ξR граница сжатой зо-

ны всегда проходит в узкой части сечения ригеля По найденной площади сечения растянутой арматуры по сортаменту (При-

ложение 12) подбираем 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Аsef = 1388см2 741

40201008813 =

sdotsdot

=micro

Площадь подобранной арматуры должна быть больше требуемой по расчету площади или равна ей

Можно подобрать стержни одинакового диаметра так чтобы площадь подо-бранной арматуры отличалась бы от площади требуемой арматуры незначитель-но

44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил

Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил производится на основе модели наклонных сечений [3] Ригель опирается на колонну с помощью консолей скрытых в его подрезке (рис 8) те имеет место резко изменяющаяся высота сечения ригеля на опоре При расчёте по модели наклонных сечений должны быть обеспечены проч-ность ригеля по бетонной полосе между наклонными сечениями по наклонному сечению на действие поперечной силы и изгибающего момента Для ригелей с подрезками на опорах производится расчёт по поперечной силе для наклонных сечений проходящих у опоры консоли образованной подрезкой При этом в расчётные формулы вводится рабочая высота h01короткой консоли ри-геля Таким образом в качестве расчётного принимаем прямоугольное сечение с размерами 1 20 30 b h смtimes = times в котором действует поперечная силаQ=1255 кН от полной расчётной нагрузки Рабочая высота сечения ригеля в подрезке составляет

01 27 h см= вне подрезки (у опор) 0 42 h см= в средней части пролёта 0 40 h см= При диаметре нижних стержней продольной рабочей арматуры ригеля ds=22мм с учётом требований п10312[2] назначаем поперечные стержни (хо-

34

муты) Oslash8 А400 Их шаг на приопорном участке предварительно принимаем по конструктивным соображениям 1 10 ws см= что в соответствии с п10313[2] не превышает 05h01=135см и 30 см Значения прочностных характеристик бетона класса В30 входящие в расчётные зависимости принимаем с учётом коэффици-ента условий работы 1 09bγ = Расчёт ригеля по бетонной полосе между наклонными трещинами произво-дится из условия

1 1 01b b bQ R bhϕ γle (855[2]) где 1bϕ minus коэффициент принимаемый равным 03 Проверка этого условия даёт

Q=1255 кН le 03times09times17times20times27=24786 кН те принятые размеры сечения ригеля в подрезке достаточны Проверяем требуется ли поперечная арматура по расчёту из условия

min 1 0105b b btQ Q R bhγle = (8133[2]) те Q=1255 кН gtQbmin=05times09times0115times20times27=2795 кН

поэтому расчёт поперечной арматуры необходим Находим погонное усилие в хомутах для принятых выше параметров попе-речного армирования 2101 swA см= (2Oslash8 А400) 285 swR МПа= 1 10 ws см=

11

280 101 283 10

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

Расчёт ригеля с рабочей поперечной арматурой по наклонному сечению про-изводится из условия

b swQ Q Qle + (856[2]) где b swQ Q minus поперечные силы воспринимаемые соответственно бетоном и попе-речной арматурой в наклонном сечении которые находятся по формулам

22 1 01 b b bt

bR bhQc

ϕ γ= 075sw swQ q c=

где с minus длина проекции наклонного сечения на продольную ось элемента 2bϕ minus коэффициент принимаемый равным 15 (п 8133[2])

Подставляя эти выражения в (856[2]) из условия минимума несущей спо-

собности ригеля по наклонному сечению в виде 0Qc

part=

part находим наиболее опас-

ную длину проекции наклонного сечения равную 2 2

2 1 01

1

15 09 0115 20 27 3266075 075 283

b b bt

sw

R bhc смq

ϕ γ times times times times= = =

times

35

36

которая должна быть не более 2h01 = 54 см С учётом этой величины условие (856[2]) преобразуем к виду

21 01

2

15 075

15 09 0115 20 27 075 283 3266 13863 3266

b btsw

R b hQ q сc

Q кН

γsdot sdot sdot sdotle + sdot sdot

sdot sdot sdot sdotle + sdot sdot =

1255 кН lt 13863 кН те условие прочности ригеля по наклонному сечению в подрезке при действии поперечной силы соблюдается

Необходимо также убедиться в том что принятый шаг хомутов смsw 101 = не превышает максимального шага хомутов maxws при котором ещё обеспечивается прочность ригеля по наклонному сечению между двумя соседними хомутами те

2 21 0

1 max09 0115 20 2710 1202

1255b bt

w wR b hs см s см

Qγ sdot sdot sdot sdot sdot

= lt = = asymp

Выясним теперь на каком расстоянии от опор в соответствии с характером эпюры поперечных сил в ригеле шаг поперечной арматуры может быть увеличен Примем согласно п10313[2] шаг хомутов в средней части пролёта равным

2 0075 075 40 30 ws h см= = times = что не превышает 500 мм Погонное усилие в хо-мутах для этого участка составляет

22

280 101 0942 30

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

что не меньше минимальной интенсивности этого усилия при которой попереч-ная арматура учитывается в расчёте

min 1025 025 09 0115 20 052 sw b btq R b кН смγ= = times times times asymp Очевидно что условие 1 minsw swq q для опорных участков ригеля соблюдается с ещё большим запасом При действии на ригель равномерно распределённой нагрузкиq=g1+v1 длина участка с интенсивностью усилия в хомутах 1swq принимается не менее значения

1l определяемого по формуле min

1 1bQ Q

l cq

minus= minus и не менее

40l

где minbQ minus то же что в формуле (2) но при замене 01h на рабочую высоту сечения ригеля в пролёте 0 40h см= 1с minus наиболее опасная длина проекции наклонного сечения для участка где изменяется шаг хомутов определяется по формуле (стр 34) с заменой в ней 01h на 0h а также 1swq на 2swq но не более 02 h

Тогда имеем min 05 09 0115 20 40 414 bQ кН= times times times times =

2

115 09 0115 20 40 8385

075 0942с смtimes times times times= =

times

Поскольку 1 02 80 с h см= то принимаем 1 80 c см= q=g+V=438 кНм=

37

=0438 кНсм тогда

11255 414 80 11201

0 438l смminus= minus =

В ригелях с подрезками у концов последних устанавливаются дополнитель-ные хомуты и отгибы для предотвращения горизонтальных трещин отрыва у вхо-дящего угла подрезки (рис 8) Эти хомуты и отгибы должны удовлетворять условию прочности

011

0

sin (1 )sw sw sw s inchR A R A Qh

θ+ ge minus

здесь 01 0 h h minus рабочая высота сечения ригеля соответственно в короткой консоли подрезки и вне её

Для рассматриваемого примера со сравнительно небольшим значением попе-речной силы примем дополнительные хомуты у конца подрезки в коли-честве 2Oslash12 А500С с площадью сечения 2

1 226 swA см= отгибы использовать не будем Тогда проверка условия прочности даёт

2730 226 678 1255 (1 ) 44842

кН кНtimes = gt times minus =

те установленных дополнительных хомутов достаточно для предотвращения го-ризонтальных трещин отрыва у входящего угла подрезки

Расчёт по прочности наклонного сечения проходящего через входящий угол подрезки на действие изгибающего момента производится из условия

s sw s incM M M Mle + + где М minus момент в наклонном сечении с длиной проекции laquoсraquo на продольную ось элемента Мs МswMsinc minus моменты воспринимаемые соответственно про-дольной и поперечной арматуройа также отгибами пересекаемыми рассмат-риваемым наклонным сечением относительно противоположного конца наклон-ного сечения (в отсутствии отгибов 0s incM = )

В рамках курсового проекта этот расчет не выполняется

45 Построение эпюры материалов Продольная рабочая арматура в пролете 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Пло-

щадь этой арматуры Аs определена из расчета на действие максимального изги-бающего момента в середине пролета В целях экономии арматуры по мере уменьшения изгибающего момента к опорам два стержня обрываются в пролете а два других доводятся до опор Если продольная рабочая арматура разного диа-метра то до опор доводятся два стержня большего диаметра

Площадь рабочей арматуры Аsef = 1388см2 Определяем изгибающий мо-мент воспринимаемый сечением ригеля с полной запроектированной арматурой 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С(Аs = 1388см2)

Из условия равновесия RsmiddotAs = γb1sdotRbmiddotbmiddotx гдех = ξmiddoth0

01

hbRAR

bb

efss

sdotsdotsdot

sdot=γ

ξ

38

Rs = 435 МПа = 435 кНсм2 Rb = 170 МПа = 17 кНсм2

493040207190

8813543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х = ξmiddoth0 = 0493middot40 = 1972см Изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля определяется из

условия равновесия М = RsmiddotAs(h0 ndash05х) М(2Oslash20+2Oslash22)= 435middot1388middot(40 ndash 05middot1972) = 181979кНmiddotсм = 182кНmiddotм

182кНmiddotмgt 17081кНmiddotм то есть больше действующего изгибающего момента от полной нагрузки это значит что прочность сечения обеспечена

До опоры доводятся 2Oslash22 А500С h0 = 45 ndash 3 = 42 см (см рис 9) As=76 см2

257042207190

67543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х1 = ξmiddoth0 = 0257middot42 = 108см Определяем изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля с рабо-

чей арматурой в виде двух стержней доводимых до опоры М(2Oslash22) = RsmiddotAs(2Oslash22) (h0 ndash05х1) М(2Oslash22) = 435middot76middot(42 ndash 05middot108) = 1209996кНmiddotсм =121кНmiddotм

Откладываем в масштабе на эпюре моментов полученные значения изгибаю-щих моментов М(2Oslash20+2Oslash22) и М(2Oslash22) и определяем место теоретического обрыва ра-бочей арматуры ndash это точки пересечения эпюры моментов с горизонтальной ли-нией соответствующей изгибающему моменту воспринимаемому сечением ри-геля с рабочей арматурой в виде двух стержней М(2Oslash22) (рис 10)

Эпюра моментов для этого должна быть построена точно с определением значений изгибающих моментов в

81 в

82 и в

83 пролета

Изгибающий момент в любом сечении ригеля определяется по формуле ( )

2

2xvgxRM Axsdot+

minussdot= где RA ndash опорная реакция х ndash текущая координата

( ) 0 12552A

g v lR Q

+ sdot= = = кН

При 081 lx = = 0716 м

2

18

438 07161255 0716 7862

M кН мsdot= sdot minus = sdot

При 082 lx = = 1433 м

2

28

438 14331255 1433 13482

M кН мsdot= sdot minus = sdot

39

40

При 083 lx = = 2149 м

0

2

38

438 21491255 2149 16852l

M кН мsdot= sdot minus = sdot

Длина анкеровки обрываемых стержней определяется по следующей зависи-мости

ddqQw

sw

1552

ge+= где d ndash диаметр обрываемой арматуры

Поперечная сила Q определяется графически в месте теоретического обрыва в данном случае Q = 72кН

Поперечные стержни Oslash8 А400 Rsw = 285 МПа с Аsw = 101см2 в месте теоре-тического обрыва имеют шаг 10 см

88210

011528=

sdot=

sdot=

w

swswsw S

ARq кНсм

72 5 20 2252 288

W = + sdot =sdot

см что меньше15d=1520=30 см

Принимаем W = 30 см Место теоретического обрыва арматуры можно определить аналитически

Для этого общее выражение для изгибающего момента нужно приравнять момен-ту воспринимаемому сечением ригеля с арматурой 2Oslash22 А500

М(2Oslash22) = 121кНsdotм ( ) ( ) 2 2

0 438 573 4382 2 2 2

g V l g V x xМ x x+ sdot + sdot sdot sdot

= sdot minus = sdot minus

1255х ndash 219х2 = 121 х2 ndash 573х + 553 = 0

212 2865 2865 581 2865 16365х = plusmn minus = plusmn

х1 = 1228м х2 = 553м Это точки теоретического обрыва арматуры Длина обрываемого стержня будет равна 4502ndash 1228 + 2middot03 = 3874м При-

нимаем длину обрываемого стержня 4 м Определяем аналитически величину поперечной силы в месте теоретического

обрыва арматуры ( ) ( )0

2g V l

Q g V x+ sdot

= minus + sdot

438 573 438 1228 7172

Q кНsdot= minus sdot =

Графически поперечная сила была принята 72кН с достаточной степенью точности

41

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ Для проектируемого 8-этажного здания принята сборная железобетонная ко-

лонна сечением 40times40 см Для колонн применяется тяжелый бетон классов по прочности на сжатие не

ниже В15 а для сильно загруженных ndash не ниже В25 Армируются колонны про-дольными стержнями диаметром 16 hellip40 мм из горячекатаной стали А400 А500С и поперечными стержнями преимущественно из горячекатаной стали класса А240

51 Исходные данные Нагрузка на 1 м2 перекрытия принимается такой же как и в предыдущих рас-

четах (см табл 1) Нагрузка на 1 м2 покрытия

Таблица 3 Вид нагрузки Нормативная нагруз-

ка (γf= 1) кНм2

Коэффициент надежности

по нагрузке γf

Расчетная нагрузка

(γfgt 1) кНм2 1 2 3 4

Гидроизоляционный ковер (3 слоя) 0150 13 0195 Армированная цементно-песчаная стяжка δ = 40 мм ρ = 2200 кгм3

0880 13 1144

Керамзит по уклону δ = 100 мм ρ = 600 кгм3

0600 13 0780

Утеплитель ndash минераловатные пли-ты δ = 150 мм ρ = 150 кгм3

0225 12 0270

Пароизоляция 1 слой 0050 13 0065 Многопустотная плита перекрытия с омоноличиванием швов δ = 220 мм

3400 11 3740

Постоянная нагрузка (groof) 5305 6194 Временная нагрузка ndash снеговая S = Sg 1800middot07 = 1260 ndash 1800 в том числе длительная часть снего-вой нагрузки Sl

0630 ndash 0900

Полная нагрузка (groof+ S) 6565 7994 - полная кратковременная снеговая нагрузка и коэффициент μ принимаются по СП 20133302011 или по Приложению 16

42

Материалы для колонны Бетон ndash тяжелый класса по прочности на сжатие В25 расчетное сопротивле-

ние при сжатии Rb = 145 МПа (табл 68[2] Приложение 4) Арматура minus продольная рабочая класса А500С (диаметр 16 hellip40мм) расчётное сопро-

тивление Rs = Rsc = 435 МПа (табл 614[2] Приложение 7) minus поперечная ndash класса А240

52 Определение усилий в колонне

Рассчитывается средняя колонна подвального этажа высотой hfl = 28 м Вы-сота типового этажа hflтакже равна 28 м

Грузовая площадь колонныА = 6times63 = 378 м2 Продольная сила N действующая на колонну определяется по формуле

N = γn(g +Vp + φзV0) nmiddotA + gb(n + 1) + gcol(n + 1) + γn(groof + S)A где n ndash количество этажей В нашем случае n = 8А ndash грузовая площадь g VpV0 ndash соответственно постоянная и временная нагрузки на 1 м2 перекрытия по табл 1

Согласно табл 1 g = 47 кНм2 Vp = 06кНм2V0 = 195кНм2 groof ndash постоянная нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 (groof = 6194 кНм2) S ndash полная снеговая нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 gbndash собственный вес ригеля с учетом γf и γnдлиной (63 ndash 04) = 59 м gb= 385middot59 = 2272кН 385 кНм ndash погонная нагрузка от собственного веса ригеля (см расчет риге-

ля) gcol ndash собственный вес колонны gcol = γnmiddot γf middot ρmiddot Аcolmiddothfl = 10middot11middot2500(10-2) middot04middot04middot28 = 1232 кН φ3 ndash коэффициент сочетаний (коэффициент снижения временных нагрузок в

зависимости от количества этажей) определяемый по формуле (83[1]) 1

30 404n

ϕ minusϕ = +

где φ1= 069 (см расчет ригеля) 10693 0404 0504

8ϕ minus

= + =

N = 10middot(47 +06+ 0504middot195) middot8middot378 + 2272middot (8 + 1) + 1232middot (8 + 1) + + 10middot (6194 + 18) middot378 = 251745кН

53 Расчет колонны по прочности

Расчет по прочности колонны производится как внецентренно сжатого эле-мента со случайным эксцентриситетом еа

3313040

301

=== colа he см 470600280

600=== fl

а

he см еа = 1 см

Однако расчет сжатых элементов из бетона классов В15 hellipВ35 (в нашем слу-чае В25) на действие продольной силы приложенной с эксцентриситетом е0 =

33130

== colа

he см при гибкости l0hcollt 20 допускается производить из условия

N le Nult (816[2])

43

где Nult - предельное значение продольной силы которую может воспринять элемент определяемое по формуле

Nult le ϕ(γb1RbAb + RscAstot) (817[2]) где Ab ndash площадь сечения колонны Astot ndash площадь всей продольной арматуры в сечении колонны l0 ndash расчетная длина колонны подвала с шарнирным опиранием в уровне 1-го

этажа и с жесткой заделкой в уровне фундамента Rscndash расчетное сопротивление арматуры сжатию

l0 = 07(hfl + 15 см) = 07(280 + 15) = 2065 см l0hcol =206540=516lt20 Ab=4040=1600 см2

ϕ - коэффициент принимаемый при длительном действии нагрузки по табл 81[2] или по Приложению 18 в зависимости от гибкости колонны

При l0hcol =516 коэффициент ϕ = 092

1

251745 09 145 1600092 149

435

b b b

s totsc

N R AA

R

γφminus minus sdot sdot

= = = см2

Из условия ванной сварки выпусков продольной арматуры при стыке колонн минимальный ее диаметр должен быть не менее 20 мм

Принимаем 4Oslash22 А500С Asef = 152 см2 152 100 095 021600

micro = sdot = gt тк l0hcolasymp 5

Диаметр поперечной арматуры принимаем Oslash6 А240 (из условия сварки c продольной арматурой) Шаг поперечных стержней s = 300 мм что удовлетворяет конструктивным требованиям (п10314[2]) s le 15d = 15middot22 = 330 мми s le 500 мм

Если μgt3 то шаг поперечных стержней должен быть s le 10d иs le 300 мм Армирование колонны показано на рис11

44

45

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ

61 Исходные данные Грунты основания ndash пески средней плотности условное расчётное сопротив-

ление грунта R0 = 035 МПа = 0035 кНсм2 = 350 кНм2 Бетон тяжелый класса В25 Расчетное сопротивление растяжению

Rbt = 105 МПа γb1 = 09 Арматура класса А500С Rs = 435 МПа= 435кНсм2 Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах

γm = 20 кНм3 Высоту фундамента предварительно принимаем 90см C учётом пола подвала

глубина заложения фундамента Н1 = 105 см Расчетное усилие передающееся с колонны на фундамент N = 251745кН Нормативное усилие

Nn = Nγfm = 251745115 = 218735кН где γfm = 115 ndash усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке

62 Определение размера стороны подошвы фундамента Площадь подошвы центрально нагруженного фундамента определяется по

условному давлению на грунт R0 без учета поправок в зависимости от размеров подошвы фундамента и глубины его заложения

0 1

218735 665350 20 105

n

m

NAR Hγ

= = =minus minus sdot

м2

Размер стороны квадратной подошвы фундамента 665 258a A= = = м Принимаем а = 27 м (кратно 03 м) Давление на грунт от расчетной нагрузки

2

Npa

= =251745272 = 3453кНм2 lt R0

63 Определение высоты фундамента Рабочая высота фундамента из условия продавливания

504

2

10 pR

Nhh

btb

col

++minus=

γ

0 3

25174502 05 0 2 0698 0 49809 105 10 3453

h м= minus + = minus + =sdot sdot +

Полная высота фундамента устанавливается из условий 1) продавливания Hf =(h0+005)=0498 + 005 = 0548м 2) заделки колонны в фундаменте

Hf = 15hcol + 025(м) = 15middot04 + 025 = 085 м 3) анкеровки сжатой арматуры колонны Hf = han + 025(м) Базовая длина анкеровки необходимая для передачи усилия в арматуре с

полным расчетным сопротивлением Rs на бетон определяется по формуле [3]

sbond

ssan UR

ARh =0

где As и Us ndash соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения (в нашем случае для арматуры Oslash22

As = 3801см2 Us = πd = 314middot22 = 6908 см) Rbond ndash расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном принимае-

мое равномерно распределенным по длине анкеровки

46

Rbond = γb1middotη1middotη2middotRbt где η1 ndash коэффициент учитывающий влияние вида поверхности арматуры

Для горячекатаной арматуры периодического профиля η1 = 25 η2 - коэффициент учитывающий влияние размера диаметра арматуры при-

нимаемый равным 10 ndash при диаметре продольной арматуры dsle32 мм 09 ndash при ds = 36 мм и ds = 40 мм Rbond = 09middot25middot1middot105 = 236 МПа

0435 3801 10142 236 6908anh смsdot

= =sdot

Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле[3]

efs

calsanan A

Ahh

0α=

где Ascаlи Asef ndash площади поперечного сечения арматуры соответственно требуе-мая по расчету и фактически установленная (для нашего случая Ascаl= 149 см2 Asef = 152 см2) α ndash коэффициент учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного со-стояния бетона и арматуры Для сжатых стержней периодического профиля α = 075Тогда

149075 10142 745615 2anh = sdot sdot = см

Кроме того согласно требованиям [3] фактическую длину анкеровки необ-ходимо принимать han ge 03h0an = 03middot10142 = 3043 см

han ge 15ds = 15middot20 = 30 см han ge20 см Из четырех величин принимаем максимальную длину анкеровки те han = 7456см

Следовательно из условия анкеровки арматуры Hf = 7456 + 25 = 9952см

Принимаем трехступенчатый фундамент общей высотой 100 см и с высотой ступеней 30 см и 40 см При этом ширина первой ступени а1 = 11 м а второй а2 = 18 м

Проверяем отвечает ли рабочая высота нижней ступени h03 = 40 ndash 5 = 35см условию прочности при действии поперечной силы без поперечного армирования в наклонном сечении Для единицы ширины этого сечения (b = 100 см) должно выполняться условие

Q = pl le Qbmin = 05γb1Rbth03b Поперечная сила от давления грунта

Q = pl= 05(а - a2 - 2h03)р где а - размер подошвы фундамента

h03 = 40 ndash 5 = 35см р ndash давление на грунт от расчетной нагрузки (на единицу длины) Q = 05(27 ndash18 - 2middot035) middot34533 = 3453кН Q = 3453кНltQbmin = 05middot09middot105middot103middot035middot10 = 16538кН ndash прочность обеспе-

чена

47

64 Расчет на продавливание

Проверяем нижнюю ступень фундамента на прочность против продавлива-ния

Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производится из условия (887[2]) F le Fbult где Fbult - пре-дельное усилие воспринимаемое бетоном

Fbult = γb1RbtAb

где Fminusпродавливающая сила принимаемая равной продольной силе в колонне подвального этажа на уровне обреза фундамента за вычетом нагрузки создавае-мой реактивным отпором грунта приложенным к подошве фундамента в преде-лах площади с размерами превышающими размер площадки опирания (в дан-ном случае второй ступени фундамента 2 2 18 18 a a мtimes = times ) на величину 0h во всех направлениях Ab ndash площадь расчетного поперечного сечения расположен-ного на расстоянии 05h0от границы площади приложения силы Nс рабочей высо-той сечения h0 В нашем случае h0 = h03 = 025м

Площадь Ab определяется по формуле Ab = Umiddoth03

где U ndash периметр контура расчетного сечения (см рис12а) U = (а2 + 2middot05h03) middot4 = (18 + 2middot05middot035) middot4 = 86 м

Площадь расчётного поперечного сеченияAb = 86middot035 = 301м2 Продавливающая сила равна

F=N-pA1

здесь p=3453 кНм2 minus реактивный отпор грунта A1minusплощадь основания продавливаемого фрагмента нижней ступени фундамен-

та в пределах контура расчётного поперечного сечения равная A1=(a2+205h03)2=(18+205035)2=462 м2

Проверка условия (697) [3] показывает

F=92202 кН lt 09105103301 = 284445 кН

те прочность нижней ступени фундамента против продавливания обеспече-на

48

49

65 Определение площади арматуры подошвы фундамента Подбор арматуры производим в 3-х вертикальныхсечениях фундамента

что позволяет учесть изменение параметров его расчётной схемы в качестве ко-торой принимается консольная балка загруженная действующим снизу вверх равномерно распределенным реактивным отпором грунта Для рассматривае-мых сечений вылет и высота сечения консоли будут разными поэтому выявить наиболее опасное сечение можно только после определения требуемой площади арматуры в каждом из них (см рис13)

Сечение I-I МI-I = 0125р (а ndash hcol)2middot a = 0125middot34533(27 ndash 04)2middot27 = 61654кНmiddotм Площадь сечения арматуры определяем по формуле

2

01

61654 10 165709 09 95 435

I IsI

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение II-II МII-II= 0125р(аndash а1)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 11)2middot27 = 29836кНmiddotм

2

02

29836 10 117209 09 65 435

II IIsII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение III-III МIII-III= 0125р(аndash а2)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 18)2middot27 = 944кНmiddotм

2

03

944 10 68809 09 35 435

III IIIsIII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Из трёх найденных значений подбор арматуры производим по максимально-му значению теAsmax = 1657см2

Шаг стержней принимается от 150 ммдо 300 мм (кратно 50 мм) При ширине подошвы фундамента а le 3 мминимальный диаметр стержней dmin = 10 мм при аgt3 мdmin = 12 мм

Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлени-ях арматурой из стержней Oslash14 А500с шагом 250 мм

Имеем 11Oslash14 А500С с As = 16929см2gtAsI = maxsA = 1657см2 Процент армирования μ

- в сечении I-I 11 01

16929100 100 0156 01110 95

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении II-II 22 02

16929100 100 0145 01180 65

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении III-III 33 03

16929100 100 0179 01270 35

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

Так как во всех сечениях μigtμmin=01 количество принятой арматуры оставляем без изменений В случае μiltμmin=01 диаметр принятой арматуры следует увеличить или уменьшить ее шаг

Конструкция фундамента приведена на рис13

50

51

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 СП 20133302011 Нагрузки и воздействия Актуализированная редакция СНиП 20107-85 М ГУП ЦПП 2011

2 СП 63133302012 Бетонные и железобетонные конструкции Основные положения Актуализированная редакция СНиП 52-101-2003 М ФГУП ЦПП 2004

3 ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований 4 СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные кон-

струкции М ФГУП ЦПП 2005 5 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из

тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

6 Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетон-ных конструкций из тяжелого бетона (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

52

ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Минимальный класс бетона элементов с предварительно напряженной арматурой

Таблица 4

Характеристика напрягаемой Класс бетона арматуры не ниже

Арматура классов

А540-А800

В20 А1000 В30

Арматура классов

Вр1200 Вр1300

В30 Вр1400 Вр1600 Вр1600 В20

К1400 К1500 К1600 К1700 В30

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин ndash acrсult из условия обеспечения сохранности арматуры

Таблица 5

Для элементов к которым не предъявляются требования непрониwаемости значения acrсult принимают равными

При арматуре классов

При продолжительном рас-крытии трещин мм

При непродолжительном раскрытии трещин мм

А240-А600 В500 03 04

А800А1000 Вр1200-Вр1400 К1400К1500(К-19) К1500(К-7)К1600 диаметром 12 мм

02 03

Вр1500 К1500(К-7)К1600 диамет-ром 6 и 9 мм

01 02

53

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Нормативные сопротивления бетона Rbnи Rbtn

Таблица 6

Вид сопротивления

Нормативные сопротивления бетона RbnиRbtn и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй

группы RbserиRbtser МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осевое (призменная прочность)

Rbn и Rbser

75 110 150 185 220 255 290 320 360 395 430

Растяже-ние осевое

Rbtn Rbtser 085 110 135 155 175 195 210 225 245 260 275

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Расчетные сопротивления бетона Rbи Rbt Таблица 7

Видсопротивления

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbи Rbt МПа при классе бетона

по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осе-вое(призменная прочность)

Rb

60 85 115 145 170 195 220 250 275 300 330

Растяжение осевое Rbt

056 075 090 105 115 130 140 150 160 170 180

Полностью таблицы нормативных и расчетных сопротивлений бетона см [2]

54

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения начального модуля упругости бетона Еь Таблица 8

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еьmiddot10-3 МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

190 240 275 300 325 345 360 370 380 390 395

55

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rsn

Таблица 9

Арматура классов

Номинальный диаметр арматуры мм

Нормативные значения сопротивления растяжению Rsnи расчетные значения сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы Rsser МПа

А240 6-40 240

А400 6-40 400

А500 10-40 500

А540 20-40 540

А600 10-40 600

А800 10-32 800

А1000 10-32 1000

В500 3-12 500

Вр500 3-5 500

Вр1200 8 1200

Вр1300 7 1300

Вр1400 4 5 6 1400

Вр1500 3 1500

Вр1600 3-5 1600

К1400(К-7) 15 1400

К1500(К-7) 6 9 12 1500

К1500(К-19) 14 1500

К1600 6 9 12 15 1600

К1700 6-9 1700

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 10: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

10

( )мкН

lgM nlonn

nl sdot=sdot

=+

= 99298

6954178V 22

0

Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего

момента При расчете по прочности расчетное поперечное сечение плиты принимается

тавровым с полкой в сжатой зоне (свесы полок в растянутой зоне не учитывают-ся)

При расчете принимается вся ширина верхней полки fbprime = 146 см так как

146 377 1 15415 578 9632 2 6 6

fb bl см

prime minus minus= = = sdot =

где l ndash конструктивный размер плиты Положение границы сжатой зоны определяется из условия

1 0( 05 )fx h b b f f fM M R b h h hγprime= prime prime primele = sdot sdot minus

где М ndash изгибающий момент в середине пролета от полной нагрузки (g + V)

fx hM prime= minus момент внутренних сил в нормальном сечении плиты при котором нейтральная ось проходит по нижней грани сжатой полки Rb ndash расчетное сопротивление бетона сжатию остальные обозначения приняты в соответствии с рис3

Если это условие выполняется граница сжатой зоны проходит в полке и площадь растянутой арматуры определяется как для прямоугольного сечения ши-риной равной fbprime

4403 кНmiddotсмle 09middot115middot146middot305(19 ndash 05middot305) = 8054кНmiddotсм Rb = 115 МПа = 115 кНсм2

4403 кНmiddotмlt 8054 кНmiddotм ndash условие выполняется те расчет ведем как для пря-моугольного сечения Далее определяем

2 21 0

4403 008109 115 146 19m

b b f

MR b h

αγ

= = =primesdot sdot sdot sdot sdot sdot

minussdot=

21 ξξαm 1 1 2 0077 00843ξ = minus minus sdot =

0hx

=ξ minus относительная высота сжатой зоны бетона должно выполняться

условие ξ le ξR где ξR ndash граничная относительная высота сжатой зоны Значение ξRопределяется по формуле

0

2

08

1

RR

s el

b

xh

ξ εε

= =+

(32 [4])

где εsel ndash относительная деформация арматуры растянутой зоны вызванная внеш-ней нагрузкой при достижении в этой арматуре напряжения равного Rs εb2 ndash относительная деформация сжатого бетона при напряжениях равных Rb принимаемая равной 00035 (п 6120[2])

11

Для арматуры с условным пределом текучести значение εsel определяется по формуле

400 s sps el

s

RE

σε

+ minus=

(арматура А600 имеет словный предел текучести) (п 916[2]) где σsp ndash предварительное напряжение в арматуре с учетом всех потерь и ко-

эффициентом γsp = 09 Предварительное напряжение арматуры σsp принимают не более 09Rsn для

горячекатаной и термомеханически упрочненной арматуры (А600) и не более 08Rsnдля холоднодеформированной арматуры и арматурных канатов (911[2])

Принимаем σsp = 08Rsn = 08middot600 = 480 МПа При проектировании конструкций полные суммарные потери следует прини-

мать не менее 100 МПа (п 2239 [4]) ∆σsp(2)j = 100 МПа При определении εsel

σsp = 09middot480 - 100 = 332 МПа

0029401002

3324005205 =

sdotminus+

=elsε 4350

003500029401

80=

+=Rξ ξ le ξR

Площадь сечения арматуры определяем по формуле 1 0

b b f

sp efs

R b hA

Rγ ξsdot sdot sdot sdot

=

Если соблюдается условие ξ le ξR расчетное сопротивление напрягаемой ар-матуры Rs допускается умножать на коэффициент условий работыγs3 учитываю-щий возможность деформирования высокопрочных арматурных сталей при напряжениях выше условного предела текучести и определяемый по формуле

112502513 leminus=R

s ξξγ (32 [5])

ЕслиRξξ lt06 что для плит практически всегда соблюдается можно принимать

максимальное значение этого коэффициента те γs3 = 11 2

2

09 115 146 00843 19 4 23 11 52

520 52

sp ef

s

A см

R МПа кН см

sdot sdot sdot sdot= =

sdot

= =

Принимаем 6Oslash10 А600 Аspef = 471 см2 Напрягаемые стержни должны располагаться симметрично и расстояние

между ними должно быть не более 400 мм и не более 15h при hgt 150 мм (п 1038[2])

Расчет по прочности при действии поперечной силы Поперечная сила от полной нагрузки Q = 3095 кН Расчет предварительно напряженных элементов по сжатой бетонной полосе

между наклонными сечениями производят из условия Q le φb1middotγb1middotRbmiddotbmiddoth0 (855 [2])

φb1 - коэффициент принимаемый равным 03 (п 8132 [2])

12

b - ширина ребра b = 377 см Qle 03middot09middot115middot377middot19 = 2224 3095 кН lt 2224 кН

Расчет предварительно напряженных изгибаемых лементов по наклонному сечению производят из условия

Q le Qb + Qsw (856[2]) Q - поперченная сила в наклонном сечение Qb - поперечная сила воспринимаемая бетоном в наклонном сечении Qsw - поперечная сила воспринимаемая поперечной арматурой в наклонном

сечении 2 1 0 b b bt

bR b hQc

γϕ sdot sdot sdot sdot= принимаем не более 025middotγb1middotRbtmiddotbmiddoth0 и не

менее 05middotγb1middotRbtmiddotbmiddoth0 φb2 - коэффициент принимаемый равным 03 (п 8133 [2]) Rbt = 09 МПа = 009 кНсм2 Qb = 05γb1middotRbtmiddotbmiddoth0 = 05middot09middot009middot377middot19 = 2901кН Действующая в сечении поперченная сила Q = 3095 кН gt 2901 кН следова-

тельно необходимо установка поперечной арматуры по расчету (Если поперечная сила действующая в сечение меньше чем Qbmin то поперечную арматуру можно не устанавливать

Допускается производить расчет прочности наклонного сечения из условия Q1geQb1+Qsw1 (860[2]) Qb1=05middotγb1middotRbmiddotbmiddoth0 (861[2]) Qsw1=qswmiddoth0 (862[2]) Qb1=Qbmin=2901кН Qsw1=Q1-Qb1=3095 - 2901=194кН qsw=Qsw1h0=19419=0102 кНсм поперченая арматура учиты-

вается в расчете если qsw ge qswmin qswmin=025middotγb1middotRbtmiddotb=025middot09middot009middot377=0763 кНсм

Принимаем qsw = qswmin=0763 кНсм sw sw

sww

R Aqs

= (859[2])

Назначаем шаг хомутов sw=10см le 05h0 (п 10313[2]) получаем 20763middot10 0254

30sw w

swsw

q SA смR

= = = Rsw = 300 МПа = 30 кНсм2

Принимаем на приопорных участках плиты по четыре каркаса длинной рав-ной 14 продольного размера плиты с поперечной рабочей арматурой располо-женной с шагом Sw = 10 см Для 4Oslash4B500C в одном сечение имеем

Aswef = 05см2 gt Asw проверяем прочность сечения 230middot05 1510

swq см= =

Qsw1=15middot19 = 285 Q1 lt Qb1 + Qsw1 3095кН lt 2901кН+285кН

3095кН lt 5751кН так как условие выполняется то прочность по наклонно-му сечению обеспечена

13

14

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы Геометрические характеристики приведенного сечения

Круглое очертание пустот заменим эквивалентным квадратным со стороной с = 09d = 09middot159 = 143 см

Размеры расчетного двутаврового сечения толщина полок fhprime = hf= (22 ndash 143)middot05 = 385 см ширина ребраb = 146 ndash 143middot7 = 459 см

ширина полок fbprime = 146 см bf= 149 см Определяем геометрические характеристики приведенного сечения

27710527

1023

5

=sdot

sdot==

b

s

EEα

Площадь приведенного сечения Ared = A + αAs = f fb hprime primesdot + bfmiddothf+ bmiddotс + αAsp = (146 + 149)middot385 + 459middot143 +

+727middot471 = 18264 см2 А = 179216 см2 ndash площадь сечения бетона Статический момент приведенного сечения относительно нижней грани Sred= f fb hprime primesdot ( hndash 05 fhprime ) + bfmiddot hfmiddot05hfmiddot + bmiddotсmiddot05h +αmiddotAspmiddotа = = 146middot385middot(22 ndash 05middot385) +149middot385middot05middot385 + 459middot143middot05middot22 +

+ 727middot471middot3 = 197112 см3 Удаление центра тяжести сечения от его нижней грани

смASу

red

red 810791041826219711

0 asymp===

Момент инерции приведенного сечения относительно его центра тяжести

( ) ( )

( ) ( ) ( )

( )

3 332 20 0

32 2 20 0

3 32

( )05 05

12 12 12146 38505 146 385 22 108 05 385

12459 143 149 385459 143 05 22 108 149 385 108 05

12 12

f f f fred f f f

f f f sp

b h b hbcI b h h y h b c h y

b h y h A y aα

prime prime sdotprime prime prime= + sdot sdot minus minus + + sdot sdot minus + +

sdot+ sdot sdot minus + sdot minus = + sdot sdot minus minus sdot +

sdot sdot+ + sdot sdot sdot minus + + sdot sdot minus sdot( )

( )

2

2 4

385

727 471 108 3 1082368 см

+

+ sdot sdot minus =

Момент сопротивления приведенного сечения по нижней грани 3

0

910021810

8108236 смy

IW redred ===

То же по верхней грани sup 3

0

9664redred

IW смh y

= =minus

Расчет предварительно напряженных изгибаемых элементов по раскрытию трещин производят в тех случаях когда соблюдается условие

М gt Mcrc (8116[2]) М ndash изгибающий момент от внешней нагрузки (нормативной)

15

Mcrc ndash изгибающий момент воспринимаемый нормальным сечением элемента при образовании трещин и равный

Mcrc = RbtsermiddotWpl + Pmiddoteяр (936[2]) Wplndash момент сопротивления приведенного сечения для крайнего растянутого

волокна eяр = еор + r ndash расстояние от точки приложения усилия предварительного об-

жатия до ядровой точки наиболее удаленной от растянутой зоны еор ndash то же до центра тяжести приведенного сечения r ndash расстояние от центра тяжести приведенного сечения до ядровой точки Wpl= 125Wred для двутаврового симметричного сечения (табл41[6]) Р ndash усилие предварительного обжатия с учетом потерь предварительного

напряжения в арматуре соответствующих рассматриваемой стадии работы эле-мента Определяем

смAWr

red

red 49541826910021===

еoр = у0 ndash а = 108 ndash 3 = 78 см eяр = 78 + 549 = 1329 см Wpl = 125middot100219 = 125274 см3

16

Потери предварительного напряжения арматуры Первые потери предварительного напряжения включают потери от релакса-

ции напряжений в арматуре потери от температурного перепада при термической обработке конструкций потери от деформации анкеров и деформации формы (упоров)

Вторые потери предварительного напряжения включают потери от усадки и ползучести бетона при натяжении арматуры на упоры (п 9112[2])

Потери от релаксации напряжений арматуры ∆σsp1 определяют для арматуры классов А600-А1000 при электротермическом способе натяжения в соответствии с п 91[2]

∆σsp1 = 003σsp = 003middot480 = 144 МПа Потери от температурного перепада при агрегатно-поточной технологии

принимаются равными 0 ∆σsp2 = 0 Потери от деформации формы при электротермическом способе натяжения

арматуры не учитывают ∆σsp3 = 0 Потери от деформации анкеров при электротермическом способе натяжения

арматуры не учитывают ∆σsp4 = 0 Первые потери

∆σsp(1) =∆σsp1 + ∆σsp2 + ∆σsp3 + ∆σsp4 = 144 МПа Потери от усадки бетона

∆σsp5 = εbshmiddotEs εbsh ndash деформации усадки бетона значения которых можно принимать в зави-

симости от класса бетона равными 000020 ndash для бетона классов В35 и ниже 000025 ndash для бетона класса В40 000030 ndash для бетона классов В45 и выше ∆σsp5 = 00002middot2middot105 = 40 МПа Потери от ползучести бетона ∆σsp6 определяются по формуле

( )crbred

redsjspj

bpjcrbsp

IAy

2

6

80111

80

ϕαmicro

σαϕσ

+sdot

sdot++

sdot=∆

где φbcr ndash коэффициент ползучести бетона определяемый согласно п 6116[2] или по Приложению 15 Принимаем φbcr = 28 σbpj ndash напряжение в бетоне на уровне центра тяжести рассматриваемой j ndash ой группы стержней напрягаемой арматуры

(1) (1) opbp

red red

P P e yA I

σ = +

Р(1) ndash усилие предварительного обжатия с учетом только первых потерь еор ndash эксцентриситет усилия Р(1) относительно центра тяжести приведенного сече-ния yndash расстояние от центра тяжести приведенного сечения до рассматриваемого во-локна y = еор + 3(см)

b

s

EE

17

μspj ndash коэффициент армирования равный AspjA гдеА ndash площадь поперечного сече-ния элемента Aspj ndash площадь рассматриваемой группы стержней напрягаемой ар-матуры

Р(1) = Asp(σsp ndash ∆σsp(1)) σsp = 480 МПа = 48 кНсм2 ∆σsp(1) = 144МПа = 144кНсм2 Р(1) = 471(48 ndash 144) = 2193 кН еор = 78 см y=108см

2193 2193 78 108 029118264 1082368bpσ sdot sdot

= + = кНсм2 = 29МПа

σbplt09Rbp Rbp =10 МПа А = 179216 см2 0026280

161792714

==micro

( )6 2

08 727 28 29 419778 182641 727 0002628 1 1 08 28

1082368

spσ sdot sdot sdot∆ = =

sdot+ sdot + sdot + sdot

МПа

Полное значение первых и вторых потерь

( ) sum=

=

∆=∆6

12

i

ispisp σσ

(912[2])

∆σsp(2) = 144 + 40 + 4197 = 9637МПа При проектировании конструкции полные суммарные потери для арматуры

расположенной в растянутой при эксплуатации зоне сечения элемента следует принимать не менее 100МПа (п 9110[2]) поэтому принимаем ∆σsp(2) = 100 МПа

После того как определены суммарные потери предварительного напряже-ния арматуры можно определить Мcrc

(2)P = (σsp ndash ∆σsp(2))middotAsp

(2)P ndash усилие предварительного обжатия с учетом полных потерь

(2)P = (480 ndash 100) middot471 = 17898 кН Мcrc = 0135middot125274 + 17898middot1329 = 40698кНmiddotсм = 4070кНmiddotм Так как изгибающий момент от полной нормативной нагрузки

Мn = 3727 кНmiddotм меньше чем Мcrc =4070кНmiddotм то трещины в растянутой зоне от эксплуатационных нагрузок не образуются

Расчет прогиба плиты

Расчет изгибаемых элементов по прогибам производят из условия f le fult (8139 [2])

где f ndash прогиб элемента от действия внешней нагрузки fult ndash значение предельно допустимого прогиба При действии постоянных длительный и кратковременных нагрузок прогиб

балок или плит во всех случаях не должен превышать 1200 пролета Для свободно опертой балки максимальный прогиб определяют по формуле

max

2 1

=

rSlf

18

где S ndash коэффициент зависящий от расчетной схемы и вида нагрузки при действии равномерно распределенной нагрузки S = 548 при двух равных момен-тах по концам балки от силы обжатия ndash S = 18

max

1

r ndash полная кривизна в сечении с наибольшим изгибающим моментом от

нагрузки при которой определяется прогиб Полную кривизну изгибаемых элементов определяют для участков без тре-

щин в растянутой зоне по формуле

321

1111

minus

+

=

rrrr

где1

1

rndash кривизна от непродолжительного действия кратковременных нагру-

зок

2

1

rndash кривизна от продолжительного действия постоянных и длительных

нагрузок

3

1

rndash кривизна от непродолжительного действия усилия предварительно-

го обжатия Р(1)вычисленного с учётом только первых потерь те при действии момента (1) 0 pM P e= sdot

Кривизну элемента на участке без трещин определяют по формуле

redb IEM

r sdot=

1

1

где М ndash изгибающий момент от внешней нагрузки или момент усилия пред-варительного обжатия относительно оси проходящей через центр тяжести приве-денного сечения

Ired ndash момент инерции приведенного сечения Eb1 ndash модуль деформации сжатого бетона определяемый по формуле

crb

bb

EE

1 1 ϕ+=

гдеφbcr ndash коэффициент ползучести бетона принимаемый minus 018b crϕ = minus при непродолжительном действии нагрузки minus по табл612[2] или по Приложению15 в зависимости от класса бетона на сжатие и относительной влажности воздуха окружающей среды minus при продолжительном действии нагрузки minus при непродолжительном действии нагрузки Eb1=085Eb (8146[2]) Прогиб определяется с учетом эстетико-психологических требований те от

действия только постоянных и временных длительных нагрузок [1]

2 1

1 nl

b red

Mr E I

= sdot

nlM ndash изгибающий момент от продолжительного действия постоянных и дли-тельных нагрузок равный Мnl = 299 кНmiddotм (см п22)

19

33

1 102478310527

821sdot=

sdot=

+= b

bEE МПа = 724middot102кНсм2

52

2

1 2999 13827 10724 10 1082368r см

minus = = sdot sdot sdot

В запас жёсткости плиты оценим её прогиб только от постоянной и длитель-

ной нагрузок (без учёта выгиба от усилия предварительного обжатия) 5 25( 3827 10 ) 569 129 2845

48f см смminus= sdot sdot sdot = lt

Допустимый прогиб f = (1200)l = 569200 = 2845 см Так как f lt f ult можно выгиб в стадии изготовления не учитывать

20

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО

НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2

31 Исходные данные

Постоянная нагрузка та же что при расчете плиты перекрытия на действие нагрузки V =15 кНм2 (см п 21)

Нагрузки на 1м2 перекрытия Таблица 2

Вид нагрузки Нормативная нагрузка кНм2

Коэф-т надежности по нагрузке

γf

Расчетная нагрузка

кНм2

1 2 3 4 Постоянная нагрузка g 414 47

Временная Перегородки δ = 120 мм (при-веденная нагрузка длитель-ная) V p

05 12 06

Полезная (из задания) 45 12 54 в том числе кратковременная Vsh

29

12

348

длительная V lon 16 12 192 Итого временная нагрузка V 50 60 Временная нагрузка без учета перегородок V 0

45 54

Полная нагрузка g + V 914 107

Нагрузка на 1 погонный метр длины плиты при номинальной ее ширине 15м - расчетная постоянная g = 47middot15middot10 = 705 кНм - расчетная полная (g + V) = 107middot15middot10 = 1605 кНм - нормативная постоянная gп = 414middot15middot10 = 621 кНм - нормативная полная (gп + Vп) = 914middot15middot10 = 1371 кНм - нормативная постоянная и длительная (gп + Vlonп) = (414 + 21)middot15middot10 =

936 кНм

32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы

Определение внутренних усилий Материалы для плиты расчетный пролет и поперечное сечение те же что в

пункте 21 Усилия от расчетной полной нагрузки

( ) 2 20V 1605 569 6496

8 8g l

M кН м+ sdot sdot

= = = sdot

21

( ) 0V 1605 569 45662 2

g lQ кН

+ sdot sdot= = =

Усилия от нормативной нагрузки - полной

( ) 2 20V 1371 569 5548

8 8n n

п

g lM кН м

+ sdot= = = sdot

- постоянной и длительной ( ) 2 2

0 936 569 37888 8

n lon nn

g V lM кН м

+ sdot= = = sdot

Расчет по прочности на действие изгибающего момента

2 21 0

6496 011909 115 146 19m

b b f

MR b h

αγ

= = =sdot sdot sdot sdot sdot sdot

1 1 2 1 1 2 0119 01280435( 22)

m

R см пξ αξ= minus minus = minus minus sdot =

=

012 0277 060435R

ξξ

= = lt γs3 = 11

3

01

ss

fbbsp R

hbRA

γξγ sdotsdotsdotsdot

=

2

2

09 115 146 0128 19 642 11 52

520 52

sp

s

A см

R МПа кН см

sdot sdot sdot sdot= =

sdot

= =

Принимаем 6Oslash12А600 Аspef = 679 см2

Расчет по прочности при действии поперечной силы

Условие прочности по бетонной полосе между наклонными сечениями удо-влетворяется

4566 кНlt 22240кН(см п 22) Условие прочности по наклонному сечению

Q le Qb + Qsw допускается производить расчет наклонного сечения из условия

Q1geQb1+Qsw1 (860[2]) Qb1=05middotγb1middotRbmiddotbmiddoth0 (861[2]) Qsw1=qswmiddoth0 (862[2]) Qb1=05middot09middot009middot377middot19=2901кН

То поперечная арматура (хомуты) необходима по расчету для восприятия усилия

Qsw1 = 4566 ndash 2907 = 1665 кН

22

23

Поперечная арматура учитывается в расчете если qswgeqswmin

qswmin=025γb1Rbtb (п 8133[2])

Усилие в поперечной арматуре на единицу длины равно 1

0sw

swQqh

=

1665 087619swq = = кНсмltqswmin = 025middot09middot009middot377 = 0763кНсм

w

swswsw S

ARq sdot= (859[2])

Назначая шаг хомутов Sw = 10см le 05middoth0 (8311[3]) получаем 0876 10 0292

30sw w

swsw

q SARsdot sdot

= = = см2

Rsw = 300 МПа = 30 кНсм2 Проверяем прочность сечения при действии поперечной силы Условие

прочности Q1 le Qb1 + Qsw1 Q1 = 4566 кН - поперечная сила действующая в сечение Qb1 = 2901 кН Qsw1 = qswmiddoth0

30 078 23410

sw swsw

w

R AqSsdot sdot

= = = кнсм

Qsw1 = 234middot19 = 4446кН 4566 кН lt (2901 + 4466)кН 4566 кН lt 7347 кН

Прочность обеспечена Окончательно принимаем на приопорных участках плиты по четыре каркаса

с поперечной рабочей арматурой (хомутами) расположенной с шагомSw = 10см Для 4Oslash5 В500С в одном сечении имеем Аswef = 078см2gtАsw

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы

Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)

Ared = 184148 см2 Sred = 1975656 см3 у0= 1073 см

( ) ( )

( ) ( )

3 32 2

32 2 4

146 385 459 14146 385 22 1073 05 385 459 143 05 22 107312 12

149 385 149 385 1073 05 385 727 679 1073 3 1084577312

redI

см

sdot sdot= + sdot sdot minus minus sdot + + sdot sdot sdot minus +

sdot+ + sdot sdot minus sdot + sdot sdot minus =

3

0

10845773 1010791073

redred

IW смy

= = = sup 310845773 9623581127redW см= =

24

W= 125Wred = 125middot101079 = 126349 см3 101079 549184148

red

red

Wr смA

= = =

е0 = 1073 ndash 3 = 773 см eяр = 773 + 549 = 1322 см

Потери предварительного напряжения арматуры ∆σsp1 =144 МПа ∆σsp2 = 0 ∆σsp3 = 0 ∆σsp4 = 0 Таким образом первые потери составляют ∆σsp(1) =144 МПа

∆σsp5 = 40 МПа

11 орbp

red red

Pe yPA I

σ = + (см п 23)

Р1 = 679middot (48 ndash 144) = 31614 кН еор = 773 см 231614 31614 773 0414

183643 1081529bpσ sdot= + = кНсм2 = 414 МПа

0033980161792

096==micro

( )6 2

08 727 28 414 5803775 1836431 727 0003398 1 1 08 28

1081529

spσ sdot sdot sdot∆ = =

sdot+ sdot + sdot + sdot

МПа

То полные потери равны ∆σsp(2) = 144 + 40 + 5803 = 11203МПа Если полные потери будут меньше 100МПа следует принять σsp(2)= 100МПа

Р(2) = (480 ndash 112) middot609 = 24987кН Мcrc = RbtsermiddotW+P(2)middoteяр=0135middot126349 + 2498middot1322 = 50089кНmiddotсм =

5009кНmiddotм Изгибающий момент от полной нормативной нагрузки равен

Мn = 5548 кНmiddotмgtМсrс = 5009кНsdotм Следовательно трещины в растянутой зоне от эксплуатационных нагрузок

образуются

Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси Расчет по раскрытию трещин производят из условия

acrc le acrcult (8118[2]) acrc ndash ширина раскрытия трещины от действия внешней нагрузки acrcult ndash предельно допустимая ширина раскрытия трещин (п 826[4] При-

ложение 2) Для арматуры классов А240-А600 В500C величина acrcultсоставляет

03 мм ndash при продолжительном раскрытии трещин 04 мм ndash при непродолжительном раскрытии трещин

Ширину раскрытия нормальных трещин определяют по формуле

ss

sscrc l

Ea sdotsdotsdotsdotsdot=

σψϕϕϕ 321 (8128[4])

25

где σs ndash напряжение в продольной растянутой арматуре в нормальном сечении с трещиной от соответствующей внешней нагрузки

ls ndash базовое расстояние между смежными нормальными трещинами ψs ndash коэффициент учитывающий неравномерное распределение относительных

деформаций растянутой арматуры между трещинами допускается принимать ψs =1 если при этом условие 8118[2] не удовлетворяется значение ψs следу-ет определять по формуле 8138[2]

ϕ1 ndash коэффициент учитывающий продолжительность действия нагрузки при-нимаемый равным 10 ndash при непродолжительном действии нагрузки 14 ndash при продолжительном действии нагрузки

ϕ2 ndash коэффициент учитывающий профиль продольной арматуры и равный ϕ2 = 05 ndash для арматуры периодического профиля и канатной

ϕ3 ndash коэффициент учитывающий вид напряженного состояния и для изгибаемых элементов принимаемый равнымϕ3 = 10

Для прямоугольных тавровых и двутавровых сечений значение σsдопускает-ся определять по формуле

(2)( )s

ssp

M z PA

σminus

= (412 [5])

где z ndash плечо внутренней пары сил равное z=ςh0 а коэффициент ς определя-ется по табл 42 [5] или по Приложению 18 в зависимости от следующих пара-метров

)(

0

11

)2(0 bhAa

aPM

ebh

hbb spss

ss

fff

sdot==

minus= microϕ

Ms= Mn =5548 кНм=5548 кНсм P(2)ndashусилие предварительного обжатия с учетом полных потерь равное P(2)=24987 кН Производя вычисления получаем

0

(1460 459) 385 5548 2220442 222 117459 190 24987 190

sf s

ee смh

φ minus sdot= = = = = =

sdot

Коэффициент αs1 для всех видов арматуры кроме канатной можно прини-мать равным αs1=300Rbser=30015=20

где Rbser=15 МПа Тогда

1200 679 0156459 190samicro sdot

sdot = =sdot

По табл 42 [6] или по Приложению 18 определяем ς=082 z=ςh0=082190=1558 см

2(5548 1588) 24987 1564 1564 679s кН см МПаσ minus

= = =

26

С целью недопущения чрезмерных пластических деформаций в продольной рабочей арматуре напряжения σsвней (а точнее их приращение под действием внешней нагрузки) не должны превышать (Rsserndash σsp(2)) где σsp(2)ndash величина пред-варительного напряжения арматуры с учетом полных потерь те

(2) (2) 480 112 368 sp sp sp МПаσ σ σ= minus∆ = minus =

(2)1562 ( ) 600 368 232 s s ser spМПа R МПаσ σ= lt minus = minus = Как видим полученное значение σs удовлетворяет установленному ограни-

чению В противном случае следует увеличить площадь продольной рабочей ар-матуры

Значение базового расстояния между трещинами определяют по формуле

ss

bts d

AAl 50= (8217[2]) и принимают не менее 10d и 10 см и не более 40d

и 40 см Abtndash площадь сечения растянутого бетона As ndash площадь сечения растянутой арматуры Ширину раскрытия трещин acrc принимают - при продолжительном раскрытии

acrc = acrc1(8119[2]) - при непродолжительном раскрытии

acrc = acrc1 + acrc2 ndashacrc3 (8120[2]) где acrc1 ndash ширина раскрытия трещин от продолжительного действия посто-

янных и временных длительных нагрузок acrc2 ndash ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоян-

ных и временных (длительных и кратковременных) нагрузок acrc3 - ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоян-

ных и временных длительных нагрузок Базовое расстояние между смежными нормальными трещинами определяется

по формуле

ss

bts d

AAl 50=

Здесь Abt ndash площадь сечения растянутого бетона равная Abt = byt+(bf - b)hf

гдеyt ndash высота растянутой зоны которую для прямоугольных тавровых и двутавровых сечений допускается принимать по формуле

yt = ky0 Поправочный коэффициент kучитывает неупругие деформации растянутого

бетона и для двутавровых сечений принимается равным 095 Значение y0 ndash есть высота растянутой зоны бетона определяемая как для упругого материала по приведенному сечению по формуле

)(

)2(0

serbtred

red

RP

A

Sy

+=

27

Определяем

0

2

1975656 535 095 535 508 249871841480135

459 508 (1490 459) 385 6301

t

bt

y см y см

A см

= = = sdot =+

= sdot + minus sdot =

Значение Abt принимается равным площади сечения при ее высоте в пределах не менее 2а и не более 05h(п4233 [4]) те не менее

1490385+(6-385)459=6729 см2 и не более 45911+(149-459)385=90184 см2

следовательно принимаем Abt =6729см2 Тогда 246621

096967250 =sdotsdot=sl смПринимается не более 40d и не более 40см Оконча-

тельно принимается 40 см Поскольку изгибающий момент от постоянной и временной длительной нор-

мативной нагрузок Mnl=3788кНм меньше момента образования трещин Mcrc=5009кНм то приращение напряжений в продольной рабочей арматуре от внешней нагрузки (см формулу (412[5]) будет меньше нуля В этом случае сле-дует считатьacrc1= acrc3= 0 и определять только ширину раскрытия трещин acrc2 от непродолжительного действия постоянных длительных и кратковременных нагрузок при φl=10

2 5

156410 05 10 10 40 001564 0156 2 10crca см мм= sdot sdot sdot sdot = =sdot

Это значение необходимо сопоставить с предельно допустимой шириной раскрытия трещин acrcult принимаемой из условия обеспечения сохранности ар-матуры при непродолжительном раскрытии

acrc2ltacrcult=04 мм ndash условие (826[2]) или см Приложение 2 удовлетворя-ется

Расчет прогиба плиты

Расчет изгибаемых элементов по прогибам производят из условия flefult (8139[2])

где fndash прогиб элемента от действия внешней нагрузки fult ndash значение предельно допустимого прогиба (см п 23) Полная кривизна для участков с трещинами определяется по формуле

(102)[4] без учета кривизны от непродолжительного действия усилия обжатия и кривизны вследствие усадки и ползучести бетона

321

1111

+

minus

=

rrrr

где 1

1

rndash кривизна от непродолжительного действия всей нагрузки

2

1

r ndash кривизна от непродолжительного действия постоянных и

временных длительных нагрузок

28

3

1

r ndash кривизна от продолжительного действия постоянных и вре-

менных длительных нагрузок Так как прогиб плиты ограничивается эстетико-психологическими требова-

ниями

1

1

rndash

2

1

r ndash кривизна вызванная непродолжительным действием кратко-

временной нагрузки не учитывается Таким образом кривизна в середине пролета определяется только от про-

должительного действия постоянных и длительных нагрузок те при действии изгибающего момента Мnl = 3788 кНmiddotм

Для элементов прямоугольного и таврового сечений при hfle 03h0 кривизну

допускается определять по формуле (440 [5])

redbc

nl

EhbM

r 30

1sdotsdotsdot

где ϕс ndash коэффициент определяемый по табл 45 [5] или по Приложению 15в за-висимости от параметров

( )0

bhhbb ff

f

sdotminus=ϕ μmiddotαs2 и esh0

0bhAs=micro

redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α

При определении αs2допускается принимать 1=sψ Если при этом условие flefult не удовлетворяется то расчет производят с учетом коэффициента ψs опреде-ляемого по формуле

s

crcss σ

σψ 801minus= (8138[2])

где σscrc ndash приращение напряжений в растянутой арматуре в сечении с трещиной сразу после образования нормальных трещин при М = Мcrc σs ndash то же при действии рассматриваемой нагрузки

sp

ss A

PzM )2()( minus=σ (412 [5])

sp

crccrcs A

PzM )2(

)( minus=σ

z ndash расстояние от центра тяжести арматуры расположенной в растянутой зоне сечения до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне эле-мента

Ebred ndash приведенный модуль деформации сжатого бетона принимаемый равным

redb

serbredb

RE

1

ε

=

где εb1red =28sdot10-4 при продолжительном действии нагрузки при относительной влажности воздуха окружающей среды 75 ge W ge 40(табл610[2])

)2(PM

e ss = Ms = Mnl= 3788 кНmiddotм

Р(2) ndash усилие предварительного обжатия с учетом всех потерь Р(2) = 24987 кН

Определяем величины необходимые для нахождения ϕс

29

( ) ( ) 442019945

853945146

0

=sdotsdotminus

=sdotminus

=bh

hbb fffϕ

0

679 000779459 19

sAbh

micro = = =sdot

Коэффициент приведения арматуры к бетону

redb

redss E

E

2 =α (117[4]) Еsred =

s

sEψ

(118[4]) redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α принимаем sψ = 1

Приведенный модуль деформаций сжатого бетона

53571028

0154

1

=

sdot== minus

redb

serbredb

RE

εМПа = 5357кНсм2

5

22 10 37335357sαsdot

= = μmiddotαs2= 000779∙3733 = 0291 (2)

nls

MeP

=3788 1516

24987se = = см

0

1516 079819

seh

= =

Теперь по табл 45[5] или по таблице Приложения 15 путем интерполяции находимϕс = 0603

Определяем кривизну имея все данные 5

3

1 3788 1372 10 0603 459 19 5357r см

minus= = sdotsdot sdot sdot

20

5 2

5 1 485 372 10 569 126 2845 48 ult

f lr

f см f cмminus

= sdot sdot

= sdot sdot sdot = lt =

Условие 8139[2] удовлетворяется те жесткость плиты достаточна

30

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ Для опирания пустотных панелей принимается сечение ригеля высотой hb =

45 см или hb = 60 см для опирания ребристых панелей принимается сечение риге-ля высотой hb = 60 см Ригели могут выполняться обычными или предварительно напряженными Высота сечения обычного ригеля bb lh

asymp

101

151

41 Исходные данные Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м2 перекрытия принимаются те же

что и при расчете панели перекрытия Ригель шарнирно оперт на консоли колон-ны hb = 45 см Расчетный пролет (рис 6)

l0 = lb ndash b ndash 2times20 ndash 130 = 6300 ndash 400 ndash 40 ndash 130 = 5730 мм = 573 м где lb ndash пролет ригеля в осях

b ndash размер колонны 20 ndash зазор между колонной и торцом ригеля 130 ndash размер площадки опирания Расчетная нагрузка на 1 м длины ригеля определяется с грузовой полосы

равной шагу рам в данном случае шаг рам 6 м(табл 1) Постоянная (g) - от перекрытия с учетом коэффициента надежности по ответственности зда-

нияγп = 10 gfl =gmiddotlnmiddotᵞn= 47middot60middot10 = 282 кНм

гдеln ndashшаг рам - от веса ригеля

gbn = (02middot045 + 02middot025) middot2500middot10-2 = 35 кНм где 2500 кгм3 ndash плотность железобетона С учетом коэффициента надежно-

сти по нагрузке γf = 11 и по ответственности здания γп = 10 gb = 35middot11middot10 = 385 кНм

Итого постоянная нагрузка погонная те с грузовой полосы равной шагу рамg1=gfl+ gb = 282 + 385 = 321 кНм

Временная нагрузка (V) с учетом коэффициента надежности по ответствен-ности здания γп = 10 и коэффициента сочетания (см табл1)

1

1

0604AA

ϕ = +

где А1 = 9 м2для помещений указанных в поз 1212[1] А ndash грузовая площадь ригеля А = 60times63 = 378 м2

10604 0693378

9

ϕ = + =

На коэффициент сочетания умножается нагрузка без учета перегородок V1=( Vp+ 1ϕ middot V0)middotᵞnmiddotln

V1= (06+0693middot195)middot10middot60 = 1171кНм Полная погонная нагрузка

g1 + V1 = 321 + 1171 = 438кНм

31

32

42 Определение усилий в ригеле Расчетная схема ригеля ndash однопролетная шарнирно опертая балка пролетом

l0 Вычисляем значение максимального изгибающего момента М и максимальной поперечной силы Q от полной расчетной нагрузки

( ) 2 21 1 0V 438 573 17976

8 8g l

M кН м+ sdot

= = = sdot

( )1 1 0V 438 573 12552 2

g lQ кН

+ sdot= = =

Характеристики прочности бетона и арматуры - бетон тяжелый класса В30 расчетное сопротивление при сжатии Rb = 170

МПа при растяжении Rbt= 115 МПа (табл 68[2] приложение 4) γb1 = 09 (6112[2])

- арматура продольная рабочая класса А500С диаметром 10-40 мм расчетное сопротивление Rs = 435 МПа=435Кнсм2 поперечная рабочая арматура класса А400 диаметром 6-8 мм Rsw = 280 МПа=280Кнсм2 (табл 615[2])

43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента

Определяем высоту сжатой зоны х = ξmiddoth0 где h0 ndash рабочая высота сечения ригеля ξ ndash относительная высота сжатой зоны определяемая в зависимости от αт

h0 = (hb ndash 5) = 40 см

201 hbR

M

bbm sdotsdotsdot=γ

α

М = 17081кНmiddotм = 17081кНmiddotсм Rb = 17 МПа = 17 кНсм2 b ndash ширина сечения ригеля b = 20 см

2 21 0

17980 036709 17 20 40m

b b

MR b h

αγ

= = =sdot sdot sdot sdot sdot sdot

1 1 2 1 1 2 0367 0485mξ α= minus minus = minus minus sdot = высота сжатой зоны х = ξmiddoth0 = 0485middot40 = 1938см Граница сжатой зоны проходит в узкой части сечения ригеля следовательно

расчет ведем как для прямоугольного сечения Расчет по прочности нормальных сечений производится в зависимости от со-

отношения относительной высоты сжатой зоны бетона и граничной относитель-ной высоты ξR при которой предельное состояние элемента наступает по сжатой зоне бетона одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения равного расчетному сопротивлению Rs

Значение ξR определяется по формуле

0

2

08

1

RR

s el

b

xh

ξ εε

= =+

(81[2])

где εsel ndash относительная деформация растянутой арматуры при напряжениях равных Rs

33

s

sels E

R=ε Rs = 435 МПа Еs = 2middot105МПа

εb2 ndash относительная деформация сжатого бетона при напряжениях равных Rb принимаемая равной 00035 (п 6120 [2])

00217501002

4355 =

sdot=elsε

4930

0035000217501

80=

+=Rξ

значение ξR можно определить по табл 32 [4] или по Приложению 11 тк ξltξR

площадь сечения растянутой арматуры определяется по формуле 1 0 09 17 20 0485 40 1365

435b b

ss

R b hAR

γ ξsdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot= = = см2

Если ξgtξR следует увеличить сечение ригеля или повысить класс бетона или запроектировать в сжатой зоне сжатую рабочую арматуру с площадью Аs

Если ξ = ξR = 0493 х = 0493middot40 = 1972 см те при ξ le ξR граница сжатой зо-

ны всегда проходит в узкой части сечения ригеля По найденной площади сечения растянутой арматуры по сортаменту (При-

ложение 12) подбираем 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Аsef = 1388см2 741

40201008813 =

sdotsdot

=micro

Площадь подобранной арматуры должна быть больше требуемой по расчету площади или равна ей

Можно подобрать стержни одинакового диаметра так чтобы площадь подо-бранной арматуры отличалась бы от площади требуемой арматуры незначитель-но

44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил

Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил производится на основе модели наклонных сечений [3] Ригель опирается на колонну с помощью консолей скрытых в его подрезке (рис 8) те имеет место резко изменяющаяся высота сечения ригеля на опоре При расчёте по модели наклонных сечений должны быть обеспечены проч-ность ригеля по бетонной полосе между наклонными сечениями по наклонному сечению на действие поперечной силы и изгибающего момента Для ригелей с подрезками на опорах производится расчёт по поперечной силе для наклонных сечений проходящих у опоры консоли образованной подрезкой При этом в расчётные формулы вводится рабочая высота h01короткой консоли ри-геля Таким образом в качестве расчётного принимаем прямоугольное сечение с размерами 1 20 30 b h смtimes = times в котором действует поперечная силаQ=1255 кН от полной расчётной нагрузки Рабочая высота сечения ригеля в подрезке составляет

01 27 h см= вне подрезки (у опор) 0 42 h см= в средней части пролёта 0 40 h см= При диаметре нижних стержней продольной рабочей арматуры ригеля ds=22мм с учётом требований п10312[2] назначаем поперечные стержни (хо-

34

муты) Oslash8 А400 Их шаг на приопорном участке предварительно принимаем по конструктивным соображениям 1 10 ws см= что в соответствии с п10313[2] не превышает 05h01=135см и 30 см Значения прочностных характеристик бетона класса В30 входящие в расчётные зависимости принимаем с учётом коэффици-ента условий работы 1 09bγ = Расчёт ригеля по бетонной полосе между наклонными трещинами произво-дится из условия

1 1 01b b bQ R bhϕ γle (855[2]) где 1bϕ minus коэффициент принимаемый равным 03 Проверка этого условия даёт

Q=1255 кН le 03times09times17times20times27=24786 кН те принятые размеры сечения ригеля в подрезке достаточны Проверяем требуется ли поперечная арматура по расчёту из условия

min 1 0105b b btQ Q R bhγle = (8133[2]) те Q=1255 кН gtQbmin=05times09times0115times20times27=2795 кН

поэтому расчёт поперечной арматуры необходим Находим погонное усилие в хомутах для принятых выше параметров попе-речного армирования 2101 swA см= (2Oslash8 А400) 285 swR МПа= 1 10 ws см=

11

280 101 283 10

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

Расчёт ригеля с рабочей поперечной арматурой по наклонному сечению про-изводится из условия

b swQ Q Qle + (856[2]) где b swQ Q minus поперечные силы воспринимаемые соответственно бетоном и попе-речной арматурой в наклонном сечении которые находятся по формулам

22 1 01 b b bt

bR bhQc

ϕ γ= 075sw swQ q c=

где с minus длина проекции наклонного сечения на продольную ось элемента 2bϕ minus коэффициент принимаемый равным 15 (п 8133[2])

Подставляя эти выражения в (856[2]) из условия минимума несущей спо-

собности ригеля по наклонному сечению в виде 0Qc

part=

part находим наиболее опас-

ную длину проекции наклонного сечения равную 2 2

2 1 01

1

15 09 0115 20 27 3266075 075 283

b b bt

sw

R bhc смq

ϕ γ times times times times= = =

times

35

36

которая должна быть не более 2h01 = 54 см С учётом этой величины условие (856[2]) преобразуем к виду

21 01

2

15 075

15 09 0115 20 27 075 283 3266 13863 3266

b btsw

R b hQ q сc

Q кН

γsdot sdot sdot sdotle + sdot sdot

sdot sdot sdot sdotle + sdot sdot =

1255 кН lt 13863 кН те условие прочности ригеля по наклонному сечению в подрезке при действии поперечной силы соблюдается

Необходимо также убедиться в том что принятый шаг хомутов смsw 101 = не превышает максимального шага хомутов maxws при котором ещё обеспечивается прочность ригеля по наклонному сечению между двумя соседними хомутами те

2 21 0

1 max09 0115 20 2710 1202

1255b bt

w wR b hs см s см

Qγ sdot sdot sdot sdot sdot

= lt = = asymp

Выясним теперь на каком расстоянии от опор в соответствии с характером эпюры поперечных сил в ригеле шаг поперечной арматуры может быть увеличен Примем согласно п10313[2] шаг хомутов в средней части пролёта равным

2 0075 075 40 30 ws h см= = times = что не превышает 500 мм Погонное усилие в хо-мутах для этого участка составляет

22

280 101 0942 30

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

что не меньше минимальной интенсивности этого усилия при которой попереч-ная арматура учитывается в расчёте

min 1025 025 09 0115 20 052 sw b btq R b кН смγ= = times times times asymp Очевидно что условие 1 minsw swq q для опорных участков ригеля соблюдается с ещё большим запасом При действии на ригель равномерно распределённой нагрузкиq=g1+v1 длина участка с интенсивностью усилия в хомутах 1swq принимается не менее значения

1l определяемого по формуле min

1 1bQ Q

l cq

minus= minus и не менее

40l

где minbQ minus то же что в формуле (2) но при замене 01h на рабочую высоту сечения ригеля в пролёте 0 40h см= 1с minus наиболее опасная длина проекции наклонного сечения для участка где изменяется шаг хомутов определяется по формуле (стр 34) с заменой в ней 01h на 0h а также 1swq на 2swq но не более 02 h

Тогда имеем min 05 09 0115 20 40 414 bQ кН= times times times times =

2

115 09 0115 20 40 8385

075 0942с смtimes times times times= =

times

Поскольку 1 02 80 с h см= то принимаем 1 80 c см= q=g+V=438 кНм=

37

=0438 кНсм тогда

11255 414 80 11201

0 438l смminus= minus =

В ригелях с подрезками у концов последних устанавливаются дополнитель-ные хомуты и отгибы для предотвращения горизонтальных трещин отрыва у вхо-дящего угла подрезки (рис 8) Эти хомуты и отгибы должны удовлетворять условию прочности

011

0

sin (1 )sw sw sw s inchR A R A Qh

θ+ ge minus

здесь 01 0 h h minus рабочая высота сечения ригеля соответственно в короткой консоли подрезки и вне её

Для рассматриваемого примера со сравнительно небольшим значением попе-речной силы примем дополнительные хомуты у конца подрезки в коли-честве 2Oslash12 А500С с площадью сечения 2

1 226 swA см= отгибы использовать не будем Тогда проверка условия прочности даёт

2730 226 678 1255 (1 ) 44842

кН кНtimes = gt times minus =

те установленных дополнительных хомутов достаточно для предотвращения го-ризонтальных трещин отрыва у входящего угла подрезки

Расчёт по прочности наклонного сечения проходящего через входящий угол подрезки на действие изгибающего момента производится из условия

s sw s incM M M Mle + + где М minus момент в наклонном сечении с длиной проекции laquoсraquo на продольную ось элемента Мs МswMsinc minus моменты воспринимаемые соответственно про-дольной и поперечной арматуройа также отгибами пересекаемыми рассмат-риваемым наклонным сечением относительно противоположного конца наклон-ного сечения (в отсутствии отгибов 0s incM = )

В рамках курсового проекта этот расчет не выполняется

45 Построение эпюры материалов Продольная рабочая арматура в пролете 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Пло-

щадь этой арматуры Аs определена из расчета на действие максимального изги-бающего момента в середине пролета В целях экономии арматуры по мере уменьшения изгибающего момента к опорам два стержня обрываются в пролете а два других доводятся до опор Если продольная рабочая арматура разного диа-метра то до опор доводятся два стержня большего диаметра

Площадь рабочей арматуры Аsef = 1388см2 Определяем изгибающий мо-мент воспринимаемый сечением ригеля с полной запроектированной арматурой 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С(Аs = 1388см2)

Из условия равновесия RsmiddotAs = γb1sdotRbmiddotbmiddotx гдех = ξmiddoth0

01

hbRAR

bb

efss

sdotsdotsdot

sdot=γ

ξ

38

Rs = 435 МПа = 435 кНсм2 Rb = 170 МПа = 17 кНсм2

493040207190

8813543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х = ξmiddoth0 = 0493middot40 = 1972см Изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля определяется из

условия равновесия М = RsmiddotAs(h0 ndash05х) М(2Oslash20+2Oslash22)= 435middot1388middot(40 ndash 05middot1972) = 181979кНmiddotсм = 182кНmiddotм

182кНmiddotмgt 17081кНmiddotм то есть больше действующего изгибающего момента от полной нагрузки это значит что прочность сечения обеспечена

До опоры доводятся 2Oslash22 А500С h0 = 45 ndash 3 = 42 см (см рис 9) As=76 см2

257042207190

67543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х1 = ξmiddoth0 = 0257middot42 = 108см Определяем изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля с рабо-

чей арматурой в виде двух стержней доводимых до опоры М(2Oslash22) = RsmiddotAs(2Oslash22) (h0 ndash05х1) М(2Oslash22) = 435middot76middot(42 ndash 05middot108) = 1209996кНmiddotсм =121кНmiddotм

Откладываем в масштабе на эпюре моментов полученные значения изгибаю-щих моментов М(2Oslash20+2Oslash22) и М(2Oslash22) и определяем место теоретического обрыва ра-бочей арматуры ndash это точки пересечения эпюры моментов с горизонтальной ли-нией соответствующей изгибающему моменту воспринимаемому сечением ри-геля с рабочей арматурой в виде двух стержней М(2Oslash22) (рис 10)

Эпюра моментов для этого должна быть построена точно с определением значений изгибающих моментов в

81 в

82 и в

83 пролета

Изгибающий момент в любом сечении ригеля определяется по формуле ( )

2

2xvgxRM Axsdot+

minussdot= где RA ndash опорная реакция х ndash текущая координата

( ) 0 12552A

g v lR Q

+ sdot= = = кН

При 081 lx = = 0716 м

2

18

438 07161255 0716 7862

M кН мsdot= sdot minus = sdot

При 082 lx = = 1433 м

2

28

438 14331255 1433 13482

M кН мsdot= sdot minus = sdot

39

40

При 083 lx = = 2149 м

0

2

38

438 21491255 2149 16852l

M кН мsdot= sdot minus = sdot

Длина анкеровки обрываемых стержней определяется по следующей зависи-мости

ddqQw

sw

1552

ge+= где d ndash диаметр обрываемой арматуры

Поперечная сила Q определяется графически в месте теоретического обрыва в данном случае Q = 72кН

Поперечные стержни Oslash8 А400 Rsw = 285 МПа с Аsw = 101см2 в месте теоре-тического обрыва имеют шаг 10 см

88210

011528=

sdot=

sdot=

w

swswsw S

ARq кНсм

72 5 20 2252 288

W = + sdot =sdot

см что меньше15d=1520=30 см

Принимаем W = 30 см Место теоретического обрыва арматуры можно определить аналитически

Для этого общее выражение для изгибающего момента нужно приравнять момен-ту воспринимаемому сечением ригеля с арматурой 2Oslash22 А500

М(2Oslash22) = 121кНsdotм ( ) ( ) 2 2

0 438 573 4382 2 2 2

g V l g V x xМ x x+ sdot + sdot sdot sdot

= sdot minus = sdot minus

1255х ndash 219х2 = 121 х2 ndash 573х + 553 = 0

212 2865 2865 581 2865 16365х = plusmn minus = plusmn

х1 = 1228м х2 = 553м Это точки теоретического обрыва арматуры Длина обрываемого стержня будет равна 4502ndash 1228 + 2middot03 = 3874м При-

нимаем длину обрываемого стержня 4 м Определяем аналитически величину поперечной силы в месте теоретического

обрыва арматуры ( ) ( )0

2g V l

Q g V x+ sdot

= minus + sdot

438 573 438 1228 7172

Q кНsdot= minus sdot =

Графически поперечная сила была принята 72кН с достаточной степенью точности

41

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ Для проектируемого 8-этажного здания принята сборная железобетонная ко-

лонна сечением 40times40 см Для колонн применяется тяжелый бетон классов по прочности на сжатие не

ниже В15 а для сильно загруженных ndash не ниже В25 Армируются колонны про-дольными стержнями диаметром 16 hellip40 мм из горячекатаной стали А400 А500С и поперечными стержнями преимущественно из горячекатаной стали класса А240

51 Исходные данные Нагрузка на 1 м2 перекрытия принимается такой же как и в предыдущих рас-

четах (см табл 1) Нагрузка на 1 м2 покрытия

Таблица 3 Вид нагрузки Нормативная нагруз-

ка (γf= 1) кНм2

Коэффициент надежности

по нагрузке γf

Расчетная нагрузка

(γfgt 1) кНм2 1 2 3 4

Гидроизоляционный ковер (3 слоя) 0150 13 0195 Армированная цементно-песчаная стяжка δ = 40 мм ρ = 2200 кгм3

0880 13 1144

Керамзит по уклону δ = 100 мм ρ = 600 кгм3

0600 13 0780

Утеплитель ndash минераловатные пли-ты δ = 150 мм ρ = 150 кгм3

0225 12 0270

Пароизоляция 1 слой 0050 13 0065 Многопустотная плита перекрытия с омоноличиванием швов δ = 220 мм

3400 11 3740

Постоянная нагрузка (groof) 5305 6194 Временная нагрузка ndash снеговая S = Sg 1800middot07 = 1260 ndash 1800 в том числе длительная часть снего-вой нагрузки Sl

0630 ndash 0900

Полная нагрузка (groof+ S) 6565 7994 - полная кратковременная снеговая нагрузка и коэффициент μ принимаются по СП 20133302011 или по Приложению 16

42

Материалы для колонны Бетон ndash тяжелый класса по прочности на сжатие В25 расчетное сопротивле-

ние при сжатии Rb = 145 МПа (табл 68[2] Приложение 4) Арматура minus продольная рабочая класса А500С (диаметр 16 hellip40мм) расчётное сопро-

тивление Rs = Rsc = 435 МПа (табл 614[2] Приложение 7) minus поперечная ndash класса А240

52 Определение усилий в колонне

Рассчитывается средняя колонна подвального этажа высотой hfl = 28 м Вы-сота типового этажа hflтакже равна 28 м

Грузовая площадь колонныА = 6times63 = 378 м2 Продольная сила N действующая на колонну определяется по формуле

N = γn(g +Vp + φзV0) nmiddotA + gb(n + 1) + gcol(n + 1) + γn(groof + S)A где n ndash количество этажей В нашем случае n = 8А ndash грузовая площадь g VpV0 ndash соответственно постоянная и временная нагрузки на 1 м2 перекрытия по табл 1

Согласно табл 1 g = 47 кНм2 Vp = 06кНм2V0 = 195кНм2 groof ndash постоянная нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 (groof = 6194 кНм2) S ndash полная снеговая нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 gbndash собственный вес ригеля с учетом γf и γnдлиной (63 ndash 04) = 59 м gb= 385middot59 = 2272кН 385 кНм ndash погонная нагрузка от собственного веса ригеля (см расчет риге-

ля) gcol ndash собственный вес колонны gcol = γnmiddot γf middot ρmiddot Аcolmiddothfl = 10middot11middot2500(10-2) middot04middot04middot28 = 1232 кН φ3 ndash коэффициент сочетаний (коэффициент снижения временных нагрузок в

зависимости от количества этажей) определяемый по формуле (83[1]) 1

30 404n

ϕ minusϕ = +

где φ1= 069 (см расчет ригеля) 10693 0404 0504

8ϕ minus

= + =

N = 10middot(47 +06+ 0504middot195) middot8middot378 + 2272middot (8 + 1) + 1232middot (8 + 1) + + 10middot (6194 + 18) middot378 = 251745кН

53 Расчет колонны по прочности

Расчет по прочности колонны производится как внецентренно сжатого эле-мента со случайным эксцентриситетом еа

3313040

301

=== colа he см 470600280

600=== fl

а

he см еа = 1 см

Однако расчет сжатых элементов из бетона классов В15 hellipВ35 (в нашем слу-чае В25) на действие продольной силы приложенной с эксцентриситетом е0 =

33130

== colа

he см при гибкости l0hcollt 20 допускается производить из условия

N le Nult (816[2])

43

где Nult - предельное значение продольной силы которую может воспринять элемент определяемое по формуле

Nult le ϕ(γb1RbAb + RscAstot) (817[2]) где Ab ndash площадь сечения колонны Astot ndash площадь всей продольной арматуры в сечении колонны l0 ndash расчетная длина колонны подвала с шарнирным опиранием в уровне 1-го

этажа и с жесткой заделкой в уровне фундамента Rscndash расчетное сопротивление арматуры сжатию

l0 = 07(hfl + 15 см) = 07(280 + 15) = 2065 см l0hcol =206540=516lt20 Ab=4040=1600 см2

ϕ - коэффициент принимаемый при длительном действии нагрузки по табл 81[2] или по Приложению 18 в зависимости от гибкости колонны

При l0hcol =516 коэффициент ϕ = 092

1

251745 09 145 1600092 149

435

b b b

s totsc

N R AA

R

γφminus minus sdot sdot

= = = см2

Из условия ванной сварки выпусков продольной арматуры при стыке колонн минимальный ее диаметр должен быть не менее 20 мм

Принимаем 4Oslash22 А500С Asef = 152 см2 152 100 095 021600

micro = sdot = gt тк l0hcolasymp 5

Диаметр поперечной арматуры принимаем Oslash6 А240 (из условия сварки c продольной арматурой) Шаг поперечных стержней s = 300 мм что удовлетворяет конструктивным требованиям (п10314[2]) s le 15d = 15middot22 = 330 мми s le 500 мм

Если μgt3 то шаг поперечных стержней должен быть s le 10d иs le 300 мм Армирование колонны показано на рис11

44

45

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ

61 Исходные данные Грунты основания ndash пески средней плотности условное расчётное сопротив-

ление грунта R0 = 035 МПа = 0035 кНсм2 = 350 кНм2 Бетон тяжелый класса В25 Расчетное сопротивление растяжению

Rbt = 105 МПа γb1 = 09 Арматура класса А500С Rs = 435 МПа= 435кНсм2 Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах

γm = 20 кНм3 Высоту фундамента предварительно принимаем 90см C учётом пола подвала

глубина заложения фундамента Н1 = 105 см Расчетное усилие передающееся с колонны на фундамент N = 251745кН Нормативное усилие

Nn = Nγfm = 251745115 = 218735кН где γfm = 115 ndash усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке

62 Определение размера стороны подошвы фундамента Площадь подошвы центрально нагруженного фундамента определяется по

условному давлению на грунт R0 без учета поправок в зависимости от размеров подошвы фундамента и глубины его заложения

0 1

218735 665350 20 105

n

m

NAR Hγ

= = =minus minus sdot

м2

Размер стороны квадратной подошвы фундамента 665 258a A= = = м Принимаем а = 27 м (кратно 03 м) Давление на грунт от расчетной нагрузки

2

Npa

= =251745272 = 3453кНм2 lt R0

63 Определение высоты фундамента Рабочая высота фундамента из условия продавливания

504

2

10 pR

Nhh

btb

col

++minus=

γ

0 3

25174502 05 0 2 0698 0 49809 105 10 3453

h м= minus + = minus + =sdot sdot +

Полная высота фундамента устанавливается из условий 1) продавливания Hf =(h0+005)=0498 + 005 = 0548м 2) заделки колонны в фундаменте

Hf = 15hcol + 025(м) = 15middot04 + 025 = 085 м 3) анкеровки сжатой арматуры колонны Hf = han + 025(м) Базовая длина анкеровки необходимая для передачи усилия в арматуре с

полным расчетным сопротивлением Rs на бетон определяется по формуле [3]

sbond

ssan UR

ARh =0

где As и Us ndash соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения (в нашем случае для арматуры Oslash22

As = 3801см2 Us = πd = 314middot22 = 6908 см) Rbond ndash расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном принимае-

мое равномерно распределенным по длине анкеровки

46

Rbond = γb1middotη1middotη2middotRbt где η1 ndash коэффициент учитывающий влияние вида поверхности арматуры

Для горячекатаной арматуры периодического профиля η1 = 25 η2 - коэффициент учитывающий влияние размера диаметра арматуры при-

нимаемый равным 10 ndash при диаметре продольной арматуры dsle32 мм 09 ndash при ds = 36 мм и ds = 40 мм Rbond = 09middot25middot1middot105 = 236 МПа

0435 3801 10142 236 6908anh смsdot

= =sdot

Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле[3]

efs

calsanan A

Ahh

0α=

где Ascаlи Asef ndash площади поперечного сечения арматуры соответственно требуе-мая по расчету и фактически установленная (для нашего случая Ascаl= 149 см2 Asef = 152 см2) α ndash коэффициент учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного со-стояния бетона и арматуры Для сжатых стержней периодического профиля α = 075Тогда

149075 10142 745615 2anh = sdot sdot = см

Кроме того согласно требованиям [3] фактическую длину анкеровки необ-ходимо принимать han ge 03h0an = 03middot10142 = 3043 см

han ge 15ds = 15middot20 = 30 см han ge20 см Из четырех величин принимаем максимальную длину анкеровки те han = 7456см

Следовательно из условия анкеровки арматуры Hf = 7456 + 25 = 9952см

Принимаем трехступенчатый фундамент общей высотой 100 см и с высотой ступеней 30 см и 40 см При этом ширина первой ступени а1 = 11 м а второй а2 = 18 м

Проверяем отвечает ли рабочая высота нижней ступени h03 = 40 ndash 5 = 35см условию прочности при действии поперечной силы без поперечного армирования в наклонном сечении Для единицы ширины этого сечения (b = 100 см) должно выполняться условие

Q = pl le Qbmin = 05γb1Rbth03b Поперечная сила от давления грунта

Q = pl= 05(а - a2 - 2h03)р где а - размер подошвы фундамента

h03 = 40 ndash 5 = 35см р ndash давление на грунт от расчетной нагрузки (на единицу длины) Q = 05(27 ndash18 - 2middot035) middot34533 = 3453кН Q = 3453кНltQbmin = 05middot09middot105middot103middot035middot10 = 16538кН ndash прочность обеспе-

чена

47

64 Расчет на продавливание

Проверяем нижнюю ступень фундамента на прочность против продавлива-ния

Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производится из условия (887[2]) F le Fbult где Fbult - пре-дельное усилие воспринимаемое бетоном

Fbult = γb1RbtAb

где Fminusпродавливающая сила принимаемая равной продольной силе в колонне подвального этажа на уровне обреза фундамента за вычетом нагрузки создавае-мой реактивным отпором грунта приложенным к подошве фундамента в преде-лах площади с размерами превышающими размер площадки опирания (в дан-ном случае второй ступени фундамента 2 2 18 18 a a мtimes = times ) на величину 0h во всех направлениях Ab ndash площадь расчетного поперечного сечения расположен-ного на расстоянии 05h0от границы площади приложения силы Nс рабочей высо-той сечения h0 В нашем случае h0 = h03 = 025м

Площадь Ab определяется по формуле Ab = Umiddoth03

где U ndash периметр контура расчетного сечения (см рис12а) U = (а2 + 2middot05h03) middot4 = (18 + 2middot05middot035) middot4 = 86 м

Площадь расчётного поперечного сеченияAb = 86middot035 = 301м2 Продавливающая сила равна

F=N-pA1

здесь p=3453 кНм2 minus реактивный отпор грунта A1minusплощадь основания продавливаемого фрагмента нижней ступени фундамен-

та в пределах контура расчётного поперечного сечения равная A1=(a2+205h03)2=(18+205035)2=462 м2

Проверка условия (697) [3] показывает

F=92202 кН lt 09105103301 = 284445 кН

те прочность нижней ступени фундамента против продавливания обеспече-на

48

49

65 Определение площади арматуры подошвы фундамента Подбор арматуры производим в 3-х вертикальныхсечениях фундамента

что позволяет учесть изменение параметров его расчётной схемы в качестве ко-торой принимается консольная балка загруженная действующим снизу вверх равномерно распределенным реактивным отпором грунта Для рассматривае-мых сечений вылет и высота сечения консоли будут разными поэтому выявить наиболее опасное сечение можно только после определения требуемой площади арматуры в каждом из них (см рис13)

Сечение I-I МI-I = 0125р (а ndash hcol)2middot a = 0125middot34533(27 ndash 04)2middot27 = 61654кНmiddotм Площадь сечения арматуры определяем по формуле

2

01

61654 10 165709 09 95 435

I IsI

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение II-II МII-II= 0125р(аndash а1)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 11)2middot27 = 29836кНmiddotм

2

02

29836 10 117209 09 65 435

II IIsII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение III-III МIII-III= 0125р(аndash а2)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 18)2middot27 = 944кНmiddotм

2

03

944 10 68809 09 35 435

III IIIsIII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Из трёх найденных значений подбор арматуры производим по максимально-му значению теAsmax = 1657см2

Шаг стержней принимается от 150 ммдо 300 мм (кратно 50 мм) При ширине подошвы фундамента а le 3 мминимальный диаметр стержней dmin = 10 мм при аgt3 мdmin = 12 мм

Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлени-ях арматурой из стержней Oslash14 А500с шагом 250 мм

Имеем 11Oslash14 А500С с As = 16929см2gtAsI = maxsA = 1657см2 Процент армирования μ

- в сечении I-I 11 01

16929100 100 0156 01110 95

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении II-II 22 02

16929100 100 0145 01180 65

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении III-III 33 03

16929100 100 0179 01270 35

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

Так как во всех сечениях μigtμmin=01 количество принятой арматуры оставляем без изменений В случае μiltμmin=01 диаметр принятой арматуры следует увеличить или уменьшить ее шаг

Конструкция фундамента приведена на рис13

50

51

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 СП 20133302011 Нагрузки и воздействия Актуализированная редакция СНиП 20107-85 М ГУП ЦПП 2011

2 СП 63133302012 Бетонные и железобетонные конструкции Основные положения Актуализированная редакция СНиП 52-101-2003 М ФГУП ЦПП 2004

3 ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований 4 СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные кон-

струкции М ФГУП ЦПП 2005 5 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из

тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

6 Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетон-ных конструкций из тяжелого бетона (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

52

ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Минимальный класс бетона элементов с предварительно напряженной арматурой

Таблица 4

Характеристика напрягаемой Класс бетона арматуры не ниже

Арматура классов

А540-А800

В20 А1000 В30

Арматура классов

Вр1200 Вр1300

В30 Вр1400 Вр1600 Вр1600 В20

К1400 К1500 К1600 К1700 В30

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин ndash acrсult из условия обеспечения сохранности арматуры

Таблица 5

Для элементов к которым не предъявляются требования непрониwаемости значения acrсult принимают равными

При арматуре классов

При продолжительном рас-крытии трещин мм

При непродолжительном раскрытии трещин мм

А240-А600 В500 03 04

А800А1000 Вр1200-Вр1400 К1400К1500(К-19) К1500(К-7)К1600 диаметром 12 мм

02 03

Вр1500 К1500(К-7)К1600 диамет-ром 6 и 9 мм

01 02

53

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Нормативные сопротивления бетона Rbnи Rbtn

Таблица 6

Вид сопротивления

Нормативные сопротивления бетона RbnиRbtn и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй

группы RbserиRbtser МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осевое (призменная прочность)

Rbn и Rbser

75 110 150 185 220 255 290 320 360 395 430

Растяже-ние осевое

Rbtn Rbtser 085 110 135 155 175 195 210 225 245 260 275

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Расчетные сопротивления бетона Rbи Rbt Таблица 7

Видсопротивления

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbи Rbt МПа при классе бетона

по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осе-вое(призменная прочность)

Rb

60 85 115 145 170 195 220 250 275 300 330

Растяжение осевое Rbt

056 075 090 105 115 130 140 150 160 170 180

Полностью таблицы нормативных и расчетных сопротивлений бетона см [2]

54

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения начального модуля упругости бетона Еь Таблица 8

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еьmiddot10-3 МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

190 240 275 300 325 345 360 370 380 390 395

55

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rsn

Таблица 9

Арматура классов

Номинальный диаметр арматуры мм

Нормативные значения сопротивления растяжению Rsnи расчетные значения сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы Rsser МПа

А240 6-40 240

А400 6-40 400

А500 10-40 500

А540 20-40 540

А600 10-40 600

А800 10-32 800

А1000 10-32 1000

В500 3-12 500

Вр500 3-5 500

Вр1200 8 1200

Вр1300 7 1300

Вр1400 4 5 6 1400

Вр1500 3 1500

Вр1600 3-5 1600

К1400(К-7) 15 1400

К1500(К-7) 6 9 12 1500

К1500(К-19) 14 1500

К1600 6 9 12 15 1600

К1700 6-9 1700

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 11: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

11

Для арматуры с условным пределом текучести значение εsel определяется по формуле

400 s sps el

s

RE

σε

+ minus=

(арматура А600 имеет словный предел текучести) (п 916[2]) где σsp ndash предварительное напряжение в арматуре с учетом всех потерь и ко-

эффициентом γsp = 09 Предварительное напряжение арматуры σsp принимают не более 09Rsn для

горячекатаной и термомеханически упрочненной арматуры (А600) и не более 08Rsnдля холоднодеформированной арматуры и арматурных канатов (911[2])

Принимаем σsp = 08Rsn = 08middot600 = 480 МПа При проектировании конструкций полные суммарные потери следует прини-

мать не менее 100 МПа (п 2239 [4]) ∆σsp(2)j = 100 МПа При определении εsel

σsp = 09middot480 - 100 = 332 МПа

0029401002

3324005205 =

sdotminus+

=elsε 4350

003500029401

80=

+=Rξ ξ le ξR

Площадь сечения арматуры определяем по формуле 1 0

b b f

sp efs

R b hA

Rγ ξsdot sdot sdot sdot

=

Если соблюдается условие ξ le ξR расчетное сопротивление напрягаемой ар-матуры Rs допускается умножать на коэффициент условий работыγs3 учитываю-щий возможность деформирования высокопрочных арматурных сталей при напряжениях выше условного предела текучести и определяемый по формуле

112502513 leminus=R

s ξξγ (32 [5])

ЕслиRξξ lt06 что для плит практически всегда соблюдается можно принимать

максимальное значение этого коэффициента те γs3 = 11 2

2

09 115 146 00843 19 4 23 11 52

520 52

sp ef

s

A см

R МПа кН см

sdot sdot sdot sdot= =

sdot

= =

Принимаем 6Oslash10 А600 Аspef = 471 см2 Напрягаемые стержни должны располагаться симметрично и расстояние

между ними должно быть не более 400 мм и не более 15h при hgt 150 мм (п 1038[2])

Расчет по прочности при действии поперечной силы Поперечная сила от полной нагрузки Q = 3095 кН Расчет предварительно напряженных элементов по сжатой бетонной полосе

между наклонными сечениями производят из условия Q le φb1middotγb1middotRbmiddotbmiddoth0 (855 [2])

φb1 - коэффициент принимаемый равным 03 (п 8132 [2])

12

b - ширина ребра b = 377 см Qle 03middot09middot115middot377middot19 = 2224 3095 кН lt 2224 кН

Расчет предварительно напряженных изгибаемых лементов по наклонному сечению производят из условия

Q le Qb + Qsw (856[2]) Q - поперченная сила в наклонном сечение Qb - поперечная сила воспринимаемая бетоном в наклонном сечении Qsw - поперечная сила воспринимаемая поперечной арматурой в наклонном

сечении 2 1 0 b b bt

bR b hQc

γϕ sdot sdot sdot sdot= принимаем не более 025middotγb1middotRbtmiddotbmiddoth0 и не

менее 05middotγb1middotRbtmiddotbmiddoth0 φb2 - коэффициент принимаемый равным 03 (п 8133 [2]) Rbt = 09 МПа = 009 кНсм2 Qb = 05γb1middotRbtmiddotbmiddoth0 = 05middot09middot009middot377middot19 = 2901кН Действующая в сечении поперченная сила Q = 3095 кН gt 2901 кН следова-

тельно необходимо установка поперечной арматуры по расчету (Если поперечная сила действующая в сечение меньше чем Qbmin то поперечную арматуру можно не устанавливать

Допускается производить расчет прочности наклонного сечения из условия Q1geQb1+Qsw1 (860[2]) Qb1=05middotγb1middotRbmiddotbmiddoth0 (861[2]) Qsw1=qswmiddoth0 (862[2]) Qb1=Qbmin=2901кН Qsw1=Q1-Qb1=3095 - 2901=194кН qsw=Qsw1h0=19419=0102 кНсм поперченая арматура учиты-

вается в расчете если qsw ge qswmin qswmin=025middotγb1middotRbtmiddotb=025middot09middot009middot377=0763 кНсм

Принимаем qsw = qswmin=0763 кНсм sw sw

sww

R Aqs

= (859[2])

Назначаем шаг хомутов sw=10см le 05h0 (п 10313[2]) получаем 20763middot10 0254

30sw w

swsw

q SA смR

= = = Rsw = 300 МПа = 30 кНсм2

Принимаем на приопорных участках плиты по четыре каркаса длинной рав-ной 14 продольного размера плиты с поперечной рабочей арматурой располо-женной с шагом Sw = 10 см Для 4Oslash4B500C в одном сечение имеем

Aswef = 05см2 gt Asw проверяем прочность сечения 230middot05 1510

swq см= =

Qsw1=15middot19 = 285 Q1 lt Qb1 + Qsw1 3095кН lt 2901кН+285кН

3095кН lt 5751кН так как условие выполняется то прочность по наклонно-му сечению обеспечена

13

14

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы Геометрические характеристики приведенного сечения

Круглое очертание пустот заменим эквивалентным квадратным со стороной с = 09d = 09middot159 = 143 см

Размеры расчетного двутаврового сечения толщина полок fhprime = hf= (22 ndash 143)middot05 = 385 см ширина ребраb = 146 ndash 143middot7 = 459 см

ширина полок fbprime = 146 см bf= 149 см Определяем геометрические характеристики приведенного сечения

27710527

1023

5

=sdot

sdot==

b

s

EEα

Площадь приведенного сечения Ared = A + αAs = f fb hprime primesdot + bfmiddothf+ bmiddotс + αAsp = (146 + 149)middot385 + 459middot143 +

+727middot471 = 18264 см2 А = 179216 см2 ndash площадь сечения бетона Статический момент приведенного сечения относительно нижней грани Sred= f fb hprime primesdot ( hndash 05 fhprime ) + bfmiddot hfmiddot05hfmiddot + bmiddotсmiddot05h +αmiddotAspmiddotа = = 146middot385middot(22 ndash 05middot385) +149middot385middot05middot385 + 459middot143middot05middot22 +

+ 727middot471middot3 = 197112 см3 Удаление центра тяжести сечения от его нижней грани

смASу

red

red 810791041826219711

0 asymp===

Момент инерции приведенного сечения относительно его центра тяжести

( ) ( )

( ) ( ) ( )

( )

3 332 20 0

32 2 20 0

3 32

( )05 05

12 12 12146 38505 146 385 22 108 05 385

12459 143 149 385459 143 05 22 108 149 385 108 05

12 12

f f f fred f f f

f f f sp

b h b hbcI b h h y h b c h y

b h y h A y aα

prime prime sdotprime prime prime= + sdot sdot minus minus + + sdot sdot minus + +

sdot+ sdot sdot minus + sdot minus = + sdot sdot minus minus sdot +

sdot sdot+ + sdot sdot sdot minus + + sdot sdot minus sdot( )

( )

2

2 4

385

727 471 108 3 1082368 см

+

+ sdot sdot minus =

Момент сопротивления приведенного сечения по нижней грани 3

0

910021810

8108236 смy

IW redred ===

То же по верхней грани sup 3

0

9664redred

IW смh y

= =minus

Расчет предварительно напряженных изгибаемых элементов по раскрытию трещин производят в тех случаях когда соблюдается условие

М gt Mcrc (8116[2]) М ndash изгибающий момент от внешней нагрузки (нормативной)

15

Mcrc ndash изгибающий момент воспринимаемый нормальным сечением элемента при образовании трещин и равный

Mcrc = RbtsermiddotWpl + Pmiddoteяр (936[2]) Wplndash момент сопротивления приведенного сечения для крайнего растянутого

волокна eяр = еор + r ndash расстояние от точки приложения усилия предварительного об-

жатия до ядровой точки наиболее удаленной от растянутой зоны еор ndash то же до центра тяжести приведенного сечения r ndash расстояние от центра тяжести приведенного сечения до ядровой точки Wpl= 125Wred для двутаврового симметричного сечения (табл41[6]) Р ndash усилие предварительного обжатия с учетом потерь предварительного

напряжения в арматуре соответствующих рассматриваемой стадии работы эле-мента Определяем

смAWr

red

red 49541826910021===

еoр = у0 ndash а = 108 ndash 3 = 78 см eяр = 78 + 549 = 1329 см Wpl = 125middot100219 = 125274 см3

16

Потери предварительного напряжения арматуры Первые потери предварительного напряжения включают потери от релакса-

ции напряжений в арматуре потери от температурного перепада при термической обработке конструкций потери от деформации анкеров и деформации формы (упоров)

Вторые потери предварительного напряжения включают потери от усадки и ползучести бетона при натяжении арматуры на упоры (п 9112[2])

Потери от релаксации напряжений арматуры ∆σsp1 определяют для арматуры классов А600-А1000 при электротермическом способе натяжения в соответствии с п 91[2]

∆σsp1 = 003σsp = 003middot480 = 144 МПа Потери от температурного перепада при агрегатно-поточной технологии

принимаются равными 0 ∆σsp2 = 0 Потери от деформации формы при электротермическом способе натяжения

арматуры не учитывают ∆σsp3 = 0 Потери от деформации анкеров при электротермическом способе натяжения

арматуры не учитывают ∆σsp4 = 0 Первые потери

∆σsp(1) =∆σsp1 + ∆σsp2 + ∆σsp3 + ∆σsp4 = 144 МПа Потери от усадки бетона

∆σsp5 = εbshmiddotEs εbsh ndash деформации усадки бетона значения которых можно принимать в зави-

симости от класса бетона равными 000020 ndash для бетона классов В35 и ниже 000025 ndash для бетона класса В40 000030 ndash для бетона классов В45 и выше ∆σsp5 = 00002middot2middot105 = 40 МПа Потери от ползучести бетона ∆σsp6 определяются по формуле

( )crbred

redsjspj

bpjcrbsp

IAy

2

6

80111

80

ϕαmicro

σαϕσ

+sdot

sdot++

sdot=∆

где φbcr ndash коэффициент ползучести бетона определяемый согласно п 6116[2] или по Приложению 15 Принимаем φbcr = 28 σbpj ndash напряжение в бетоне на уровне центра тяжести рассматриваемой j ndash ой группы стержней напрягаемой арматуры

(1) (1) opbp

red red

P P e yA I

σ = +

Р(1) ndash усилие предварительного обжатия с учетом только первых потерь еор ndash эксцентриситет усилия Р(1) относительно центра тяжести приведенного сече-ния yndash расстояние от центра тяжести приведенного сечения до рассматриваемого во-локна y = еор + 3(см)

b

s

EE

17

μspj ndash коэффициент армирования равный AspjA гдеА ndash площадь поперечного сече-ния элемента Aspj ndash площадь рассматриваемой группы стержней напрягаемой ар-матуры

Р(1) = Asp(σsp ndash ∆σsp(1)) σsp = 480 МПа = 48 кНсм2 ∆σsp(1) = 144МПа = 144кНсм2 Р(1) = 471(48 ndash 144) = 2193 кН еор = 78 см y=108см

2193 2193 78 108 029118264 1082368bpσ sdot sdot

= + = кНсм2 = 29МПа

σbplt09Rbp Rbp =10 МПа А = 179216 см2 0026280

161792714

==micro

( )6 2

08 727 28 29 419778 182641 727 0002628 1 1 08 28

1082368

spσ sdot sdot sdot∆ = =

sdot+ sdot + sdot + sdot

МПа

Полное значение первых и вторых потерь

( ) sum=

=

∆=∆6

12

i

ispisp σσ

(912[2])

∆σsp(2) = 144 + 40 + 4197 = 9637МПа При проектировании конструкции полные суммарные потери для арматуры

расположенной в растянутой при эксплуатации зоне сечения элемента следует принимать не менее 100МПа (п 9110[2]) поэтому принимаем ∆σsp(2) = 100 МПа

После того как определены суммарные потери предварительного напряже-ния арматуры можно определить Мcrc

(2)P = (σsp ndash ∆σsp(2))middotAsp

(2)P ndash усилие предварительного обжатия с учетом полных потерь

(2)P = (480 ndash 100) middot471 = 17898 кН Мcrc = 0135middot125274 + 17898middot1329 = 40698кНmiddotсм = 4070кНmiddotм Так как изгибающий момент от полной нормативной нагрузки

Мn = 3727 кНmiddotм меньше чем Мcrc =4070кНmiddotм то трещины в растянутой зоне от эксплуатационных нагрузок не образуются

Расчет прогиба плиты

Расчет изгибаемых элементов по прогибам производят из условия f le fult (8139 [2])

где f ndash прогиб элемента от действия внешней нагрузки fult ndash значение предельно допустимого прогиба При действии постоянных длительный и кратковременных нагрузок прогиб

балок или плит во всех случаях не должен превышать 1200 пролета Для свободно опертой балки максимальный прогиб определяют по формуле

max

2 1

=

rSlf

18

где S ndash коэффициент зависящий от расчетной схемы и вида нагрузки при действии равномерно распределенной нагрузки S = 548 при двух равных момен-тах по концам балки от силы обжатия ndash S = 18

max

1

r ndash полная кривизна в сечении с наибольшим изгибающим моментом от

нагрузки при которой определяется прогиб Полную кривизну изгибаемых элементов определяют для участков без тре-

щин в растянутой зоне по формуле

321

1111

minus

+

=

rrrr

где1

1

rndash кривизна от непродолжительного действия кратковременных нагру-

зок

2

1

rndash кривизна от продолжительного действия постоянных и длительных

нагрузок

3

1

rndash кривизна от непродолжительного действия усилия предварительно-

го обжатия Р(1)вычисленного с учётом только первых потерь те при действии момента (1) 0 pM P e= sdot

Кривизну элемента на участке без трещин определяют по формуле

redb IEM

r sdot=

1

1

где М ndash изгибающий момент от внешней нагрузки или момент усилия пред-варительного обжатия относительно оси проходящей через центр тяжести приве-денного сечения

Ired ndash момент инерции приведенного сечения Eb1 ndash модуль деформации сжатого бетона определяемый по формуле

crb

bb

EE

1 1 ϕ+=

гдеφbcr ndash коэффициент ползучести бетона принимаемый minus 018b crϕ = minus при непродолжительном действии нагрузки minus по табл612[2] или по Приложению15 в зависимости от класса бетона на сжатие и относительной влажности воздуха окружающей среды minus при продолжительном действии нагрузки minus при непродолжительном действии нагрузки Eb1=085Eb (8146[2]) Прогиб определяется с учетом эстетико-психологических требований те от

действия только постоянных и временных длительных нагрузок [1]

2 1

1 nl

b red

Mr E I

= sdot

nlM ndash изгибающий момент от продолжительного действия постоянных и дли-тельных нагрузок равный Мnl = 299 кНmiddotм (см п22)

19

33

1 102478310527

821sdot=

sdot=

+= b

bEE МПа = 724middot102кНсм2

52

2

1 2999 13827 10724 10 1082368r см

minus = = sdot sdot sdot

В запас жёсткости плиты оценим её прогиб только от постоянной и длитель-

ной нагрузок (без учёта выгиба от усилия предварительного обжатия) 5 25( 3827 10 ) 569 129 2845

48f см смminus= sdot sdot sdot = lt

Допустимый прогиб f = (1200)l = 569200 = 2845 см Так как f lt f ult можно выгиб в стадии изготовления не учитывать

20

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО

НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2

31 Исходные данные

Постоянная нагрузка та же что при расчете плиты перекрытия на действие нагрузки V =15 кНм2 (см п 21)

Нагрузки на 1м2 перекрытия Таблица 2

Вид нагрузки Нормативная нагрузка кНм2

Коэф-т надежности по нагрузке

γf

Расчетная нагрузка

кНм2

1 2 3 4 Постоянная нагрузка g 414 47

Временная Перегородки δ = 120 мм (при-веденная нагрузка длитель-ная) V p

05 12 06

Полезная (из задания) 45 12 54 в том числе кратковременная Vsh

29

12

348

длительная V lon 16 12 192 Итого временная нагрузка V 50 60 Временная нагрузка без учета перегородок V 0

45 54

Полная нагрузка g + V 914 107

Нагрузка на 1 погонный метр длины плиты при номинальной ее ширине 15м - расчетная постоянная g = 47middot15middot10 = 705 кНм - расчетная полная (g + V) = 107middot15middot10 = 1605 кНм - нормативная постоянная gп = 414middot15middot10 = 621 кНм - нормативная полная (gп + Vп) = 914middot15middot10 = 1371 кНм - нормативная постоянная и длительная (gп + Vlonп) = (414 + 21)middot15middot10 =

936 кНм

32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы

Определение внутренних усилий Материалы для плиты расчетный пролет и поперечное сечение те же что в

пункте 21 Усилия от расчетной полной нагрузки

( ) 2 20V 1605 569 6496

8 8g l

M кН м+ sdot sdot

= = = sdot

21

( ) 0V 1605 569 45662 2

g lQ кН

+ sdot sdot= = =

Усилия от нормативной нагрузки - полной

( ) 2 20V 1371 569 5548

8 8n n

п

g lM кН м

+ sdot= = = sdot

- постоянной и длительной ( ) 2 2

0 936 569 37888 8

n lon nn

g V lM кН м

+ sdot= = = sdot

Расчет по прочности на действие изгибающего момента

2 21 0

6496 011909 115 146 19m

b b f

MR b h

αγ

= = =sdot sdot sdot sdot sdot sdot

1 1 2 1 1 2 0119 01280435( 22)

m

R см пξ αξ= minus minus = minus minus sdot =

=

012 0277 060435R

ξξ

= = lt γs3 = 11

3

01

ss

fbbsp R

hbRA

γξγ sdotsdotsdotsdot

=

2

2

09 115 146 0128 19 642 11 52

520 52

sp

s

A см

R МПа кН см

sdot sdot sdot sdot= =

sdot

= =

Принимаем 6Oslash12А600 Аspef = 679 см2

Расчет по прочности при действии поперечной силы

Условие прочности по бетонной полосе между наклонными сечениями удо-влетворяется

4566 кНlt 22240кН(см п 22) Условие прочности по наклонному сечению

Q le Qb + Qsw допускается производить расчет наклонного сечения из условия

Q1geQb1+Qsw1 (860[2]) Qb1=05middotγb1middotRbmiddotbmiddoth0 (861[2]) Qsw1=qswmiddoth0 (862[2]) Qb1=05middot09middot009middot377middot19=2901кН

То поперечная арматура (хомуты) необходима по расчету для восприятия усилия

Qsw1 = 4566 ndash 2907 = 1665 кН

22

23

Поперечная арматура учитывается в расчете если qswgeqswmin

qswmin=025γb1Rbtb (п 8133[2])

Усилие в поперечной арматуре на единицу длины равно 1

0sw

swQqh

=

1665 087619swq = = кНсмltqswmin = 025middot09middot009middot377 = 0763кНсм

w

swswsw S

ARq sdot= (859[2])

Назначая шаг хомутов Sw = 10см le 05middoth0 (8311[3]) получаем 0876 10 0292

30sw w

swsw

q SARsdot sdot

= = = см2

Rsw = 300 МПа = 30 кНсм2 Проверяем прочность сечения при действии поперечной силы Условие

прочности Q1 le Qb1 + Qsw1 Q1 = 4566 кН - поперечная сила действующая в сечение Qb1 = 2901 кН Qsw1 = qswmiddoth0

30 078 23410

sw swsw

w

R AqSsdot sdot

= = = кнсм

Qsw1 = 234middot19 = 4446кН 4566 кН lt (2901 + 4466)кН 4566 кН lt 7347 кН

Прочность обеспечена Окончательно принимаем на приопорных участках плиты по четыре каркаса

с поперечной рабочей арматурой (хомутами) расположенной с шагомSw = 10см Для 4Oslash5 В500С в одном сечении имеем Аswef = 078см2gtАsw

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы

Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)

Ared = 184148 см2 Sred = 1975656 см3 у0= 1073 см

( ) ( )

( ) ( )

3 32 2

32 2 4

146 385 459 14146 385 22 1073 05 385 459 143 05 22 107312 12

149 385 149 385 1073 05 385 727 679 1073 3 1084577312

redI

см

sdot sdot= + sdot sdot minus minus sdot + + sdot sdot sdot minus +

sdot+ + sdot sdot minus sdot + sdot sdot minus =

3

0

10845773 1010791073

redred

IW смy

= = = sup 310845773 9623581127redW см= =

24

W= 125Wred = 125middot101079 = 126349 см3 101079 549184148

red

red

Wr смA

= = =

е0 = 1073 ndash 3 = 773 см eяр = 773 + 549 = 1322 см

Потери предварительного напряжения арматуры ∆σsp1 =144 МПа ∆σsp2 = 0 ∆σsp3 = 0 ∆σsp4 = 0 Таким образом первые потери составляют ∆σsp(1) =144 МПа

∆σsp5 = 40 МПа

11 орbp

red red

Pe yPA I

σ = + (см п 23)

Р1 = 679middot (48 ndash 144) = 31614 кН еор = 773 см 231614 31614 773 0414

183643 1081529bpσ sdot= + = кНсм2 = 414 МПа

0033980161792

096==micro

( )6 2

08 727 28 414 5803775 1836431 727 0003398 1 1 08 28

1081529

spσ sdot sdot sdot∆ = =

sdot+ sdot + sdot + sdot

МПа

То полные потери равны ∆σsp(2) = 144 + 40 + 5803 = 11203МПа Если полные потери будут меньше 100МПа следует принять σsp(2)= 100МПа

Р(2) = (480 ndash 112) middot609 = 24987кН Мcrc = RbtsermiddotW+P(2)middoteяр=0135middot126349 + 2498middot1322 = 50089кНmiddotсм =

5009кНmiddotм Изгибающий момент от полной нормативной нагрузки равен

Мn = 5548 кНmiddotмgtМсrс = 5009кНsdotм Следовательно трещины в растянутой зоне от эксплуатационных нагрузок

образуются

Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси Расчет по раскрытию трещин производят из условия

acrc le acrcult (8118[2]) acrc ndash ширина раскрытия трещины от действия внешней нагрузки acrcult ndash предельно допустимая ширина раскрытия трещин (п 826[4] При-

ложение 2) Для арматуры классов А240-А600 В500C величина acrcultсоставляет

03 мм ndash при продолжительном раскрытии трещин 04 мм ndash при непродолжительном раскрытии трещин

Ширину раскрытия нормальных трещин определяют по формуле

ss

sscrc l

Ea sdotsdotsdotsdotsdot=

σψϕϕϕ 321 (8128[4])

25

где σs ndash напряжение в продольной растянутой арматуре в нормальном сечении с трещиной от соответствующей внешней нагрузки

ls ndash базовое расстояние между смежными нормальными трещинами ψs ndash коэффициент учитывающий неравномерное распределение относительных

деформаций растянутой арматуры между трещинами допускается принимать ψs =1 если при этом условие 8118[2] не удовлетворяется значение ψs следу-ет определять по формуле 8138[2]

ϕ1 ndash коэффициент учитывающий продолжительность действия нагрузки при-нимаемый равным 10 ndash при непродолжительном действии нагрузки 14 ndash при продолжительном действии нагрузки

ϕ2 ndash коэффициент учитывающий профиль продольной арматуры и равный ϕ2 = 05 ndash для арматуры периодического профиля и канатной

ϕ3 ndash коэффициент учитывающий вид напряженного состояния и для изгибаемых элементов принимаемый равнымϕ3 = 10

Для прямоугольных тавровых и двутавровых сечений значение σsдопускает-ся определять по формуле

(2)( )s

ssp

M z PA

σminus

= (412 [5])

где z ndash плечо внутренней пары сил равное z=ςh0 а коэффициент ς определя-ется по табл 42 [5] или по Приложению 18 в зависимости от следующих пара-метров

)(

0

11

)2(0 bhAa

aPM

ebh

hbb spss

ss

fff

sdot==

minus= microϕ

Ms= Mn =5548 кНм=5548 кНсм P(2)ndashусилие предварительного обжатия с учетом полных потерь равное P(2)=24987 кН Производя вычисления получаем

0

(1460 459) 385 5548 2220442 222 117459 190 24987 190

sf s

ee смh

φ minus sdot= = = = = =

sdot

Коэффициент αs1 для всех видов арматуры кроме канатной можно прини-мать равным αs1=300Rbser=30015=20

где Rbser=15 МПа Тогда

1200 679 0156459 190samicro sdot

sdot = =sdot

По табл 42 [6] или по Приложению 18 определяем ς=082 z=ςh0=082190=1558 см

2(5548 1588) 24987 1564 1564 679s кН см МПаσ minus

= = =

26

С целью недопущения чрезмерных пластических деформаций в продольной рабочей арматуре напряжения σsвней (а точнее их приращение под действием внешней нагрузки) не должны превышать (Rsserndash σsp(2)) где σsp(2)ndash величина пред-варительного напряжения арматуры с учетом полных потерь те

(2) (2) 480 112 368 sp sp sp МПаσ σ σ= minus∆ = minus =

(2)1562 ( ) 600 368 232 s s ser spМПа R МПаσ σ= lt minus = minus = Как видим полученное значение σs удовлетворяет установленному ограни-

чению В противном случае следует увеличить площадь продольной рабочей ар-матуры

Значение базового расстояния между трещинами определяют по формуле

ss

bts d

AAl 50= (8217[2]) и принимают не менее 10d и 10 см и не более 40d

и 40 см Abtndash площадь сечения растянутого бетона As ndash площадь сечения растянутой арматуры Ширину раскрытия трещин acrc принимают - при продолжительном раскрытии

acrc = acrc1(8119[2]) - при непродолжительном раскрытии

acrc = acrc1 + acrc2 ndashacrc3 (8120[2]) где acrc1 ndash ширина раскрытия трещин от продолжительного действия посто-

янных и временных длительных нагрузок acrc2 ndash ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоян-

ных и временных (длительных и кратковременных) нагрузок acrc3 - ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоян-

ных и временных длительных нагрузок Базовое расстояние между смежными нормальными трещинами определяется

по формуле

ss

bts d

AAl 50=

Здесь Abt ndash площадь сечения растянутого бетона равная Abt = byt+(bf - b)hf

гдеyt ndash высота растянутой зоны которую для прямоугольных тавровых и двутавровых сечений допускается принимать по формуле

yt = ky0 Поправочный коэффициент kучитывает неупругие деформации растянутого

бетона и для двутавровых сечений принимается равным 095 Значение y0 ndash есть высота растянутой зоны бетона определяемая как для упругого материала по приведенному сечению по формуле

)(

)2(0

serbtred

red

RP

A

Sy

+=

27

Определяем

0

2

1975656 535 095 535 508 249871841480135

459 508 (1490 459) 385 6301

t

bt

y см y см

A см

= = = sdot =+

= sdot + minus sdot =

Значение Abt принимается равным площади сечения при ее высоте в пределах не менее 2а и не более 05h(п4233 [4]) те не менее

1490385+(6-385)459=6729 см2 и не более 45911+(149-459)385=90184 см2

следовательно принимаем Abt =6729см2 Тогда 246621

096967250 =sdotsdot=sl смПринимается не более 40d и не более 40см Оконча-

тельно принимается 40 см Поскольку изгибающий момент от постоянной и временной длительной нор-

мативной нагрузок Mnl=3788кНм меньше момента образования трещин Mcrc=5009кНм то приращение напряжений в продольной рабочей арматуре от внешней нагрузки (см формулу (412[5]) будет меньше нуля В этом случае сле-дует считатьacrc1= acrc3= 0 и определять только ширину раскрытия трещин acrc2 от непродолжительного действия постоянных длительных и кратковременных нагрузок при φl=10

2 5

156410 05 10 10 40 001564 0156 2 10crca см мм= sdot sdot sdot sdot = =sdot

Это значение необходимо сопоставить с предельно допустимой шириной раскрытия трещин acrcult принимаемой из условия обеспечения сохранности ар-матуры при непродолжительном раскрытии

acrc2ltacrcult=04 мм ndash условие (826[2]) или см Приложение 2 удовлетворя-ется

Расчет прогиба плиты

Расчет изгибаемых элементов по прогибам производят из условия flefult (8139[2])

где fndash прогиб элемента от действия внешней нагрузки fult ndash значение предельно допустимого прогиба (см п 23) Полная кривизна для участков с трещинами определяется по формуле

(102)[4] без учета кривизны от непродолжительного действия усилия обжатия и кривизны вследствие усадки и ползучести бетона

321

1111

+

minus

=

rrrr

где 1

1

rndash кривизна от непродолжительного действия всей нагрузки

2

1

r ndash кривизна от непродолжительного действия постоянных и

временных длительных нагрузок

28

3

1

r ndash кривизна от продолжительного действия постоянных и вре-

менных длительных нагрузок Так как прогиб плиты ограничивается эстетико-психологическими требова-

ниями

1

1

rndash

2

1

r ndash кривизна вызванная непродолжительным действием кратко-

временной нагрузки не учитывается Таким образом кривизна в середине пролета определяется только от про-

должительного действия постоянных и длительных нагрузок те при действии изгибающего момента Мnl = 3788 кНmiddotм

Для элементов прямоугольного и таврового сечений при hfle 03h0 кривизну

допускается определять по формуле (440 [5])

redbc

nl

EhbM

r 30

1sdotsdotsdot

где ϕс ndash коэффициент определяемый по табл 45 [5] или по Приложению 15в за-висимости от параметров

( )0

bhhbb ff

f

sdotminus=ϕ μmiddotαs2 и esh0

0bhAs=micro

redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α

При определении αs2допускается принимать 1=sψ Если при этом условие flefult не удовлетворяется то расчет производят с учетом коэффициента ψs опреде-ляемого по формуле

s

crcss σ

σψ 801minus= (8138[2])

где σscrc ndash приращение напряжений в растянутой арматуре в сечении с трещиной сразу после образования нормальных трещин при М = Мcrc σs ndash то же при действии рассматриваемой нагрузки

sp

ss A

PzM )2()( minus=σ (412 [5])

sp

crccrcs A

PzM )2(

)( minus=σ

z ndash расстояние от центра тяжести арматуры расположенной в растянутой зоне сечения до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне эле-мента

Ebred ndash приведенный модуль деформации сжатого бетона принимаемый равным

redb

serbredb

RE

1

ε

=

где εb1red =28sdot10-4 при продолжительном действии нагрузки при относительной влажности воздуха окружающей среды 75 ge W ge 40(табл610[2])

)2(PM

e ss = Ms = Mnl= 3788 кНmiddotм

Р(2) ndash усилие предварительного обжатия с учетом всех потерь Р(2) = 24987 кН

Определяем величины необходимые для нахождения ϕс

29

( ) ( ) 442019945

853945146

0

=sdotsdotminus

=sdotminus

=bh

hbb fffϕ

0

679 000779459 19

sAbh

micro = = =sdot

Коэффициент приведения арматуры к бетону

redb

redss E

E

2 =α (117[4]) Еsred =

s

sEψ

(118[4]) redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α принимаем sψ = 1

Приведенный модуль деформаций сжатого бетона

53571028

0154

1

=

sdot== minus

redb

serbredb

RE

εМПа = 5357кНсм2

5

22 10 37335357sαsdot

= = μmiddotαs2= 000779∙3733 = 0291 (2)

nls

MeP

=3788 1516

24987se = = см

0

1516 079819

seh

= =

Теперь по табл 45[5] или по таблице Приложения 15 путем интерполяции находимϕс = 0603

Определяем кривизну имея все данные 5

3

1 3788 1372 10 0603 459 19 5357r см

minus= = sdotsdot sdot sdot

20

5 2

5 1 485 372 10 569 126 2845 48 ult

f lr

f см f cмminus

= sdot sdot

= sdot sdot sdot = lt =

Условие 8139[2] удовлетворяется те жесткость плиты достаточна

30

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ Для опирания пустотных панелей принимается сечение ригеля высотой hb =

45 см или hb = 60 см для опирания ребристых панелей принимается сечение риге-ля высотой hb = 60 см Ригели могут выполняться обычными или предварительно напряженными Высота сечения обычного ригеля bb lh

asymp

101

151

41 Исходные данные Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м2 перекрытия принимаются те же

что и при расчете панели перекрытия Ригель шарнирно оперт на консоли колон-ны hb = 45 см Расчетный пролет (рис 6)

l0 = lb ndash b ndash 2times20 ndash 130 = 6300 ndash 400 ndash 40 ndash 130 = 5730 мм = 573 м где lb ndash пролет ригеля в осях

b ndash размер колонны 20 ndash зазор между колонной и торцом ригеля 130 ndash размер площадки опирания Расчетная нагрузка на 1 м длины ригеля определяется с грузовой полосы

равной шагу рам в данном случае шаг рам 6 м(табл 1) Постоянная (g) - от перекрытия с учетом коэффициента надежности по ответственности зда-

нияγп = 10 gfl =gmiddotlnmiddotᵞn= 47middot60middot10 = 282 кНм

гдеln ndashшаг рам - от веса ригеля

gbn = (02middot045 + 02middot025) middot2500middot10-2 = 35 кНм где 2500 кгм3 ndash плотность железобетона С учетом коэффициента надежно-

сти по нагрузке γf = 11 и по ответственности здания γп = 10 gb = 35middot11middot10 = 385 кНм

Итого постоянная нагрузка погонная те с грузовой полосы равной шагу рамg1=gfl+ gb = 282 + 385 = 321 кНм

Временная нагрузка (V) с учетом коэффициента надежности по ответствен-ности здания γп = 10 и коэффициента сочетания (см табл1)

1

1

0604AA

ϕ = +

где А1 = 9 м2для помещений указанных в поз 1212[1] А ndash грузовая площадь ригеля А = 60times63 = 378 м2

10604 0693378

9

ϕ = + =

На коэффициент сочетания умножается нагрузка без учета перегородок V1=( Vp+ 1ϕ middot V0)middotᵞnmiddotln

V1= (06+0693middot195)middot10middot60 = 1171кНм Полная погонная нагрузка

g1 + V1 = 321 + 1171 = 438кНм

31

32

42 Определение усилий в ригеле Расчетная схема ригеля ndash однопролетная шарнирно опертая балка пролетом

l0 Вычисляем значение максимального изгибающего момента М и максимальной поперечной силы Q от полной расчетной нагрузки

( ) 2 21 1 0V 438 573 17976

8 8g l

M кН м+ sdot

= = = sdot

( )1 1 0V 438 573 12552 2

g lQ кН

+ sdot= = =

Характеристики прочности бетона и арматуры - бетон тяжелый класса В30 расчетное сопротивление при сжатии Rb = 170

МПа при растяжении Rbt= 115 МПа (табл 68[2] приложение 4) γb1 = 09 (6112[2])

- арматура продольная рабочая класса А500С диаметром 10-40 мм расчетное сопротивление Rs = 435 МПа=435Кнсм2 поперечная рабочая арматура класса А400 диаметром 6-8 мм Rsw = 280 МПа=280Кнсм2 (табл 615[2])

43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента

Определяем высоту сжатой зоны х = ξmiddoth0 где h0 ndash рабочая высота сечения ригеля ξ ndash относительная высота сжатой зоны определяемая в зависимости от αт

h0 = (hb ndash 5) = 40 см

201 hbR

M

bbm sdotsdotsdot=γ

α

М = 17081кНmiddotм = 17081кНmiddotсм Rb = 17 МПа = 17 кНсм2 b ndash ширина сечения ригеля b = 20 см

2 21 0

17980 036709 17 20 40m

b b

MR b h

αγ

= = =sdot sdot sdot sdot sdot sdot

1 1 2 1 1 2 0367 0485mξ α= minus minus = minus minus sdot = высота сжатой зоны х = ξmiddoth0 = 0485middot40 = 1938см Граница сжатой зоны проходит в узкой части сечения ригеля следовательно

расчет ведем как для прямоугольного сечения Расчет по прочности нормальных сечений производится в зависимости от со-

отношения относительной высоты сжатой зоны бетона и граничной относитель-ной высоты ξR при которой предельное состояние элемента наступает по сжатой зоне бетона одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения равного расчетному сопротивлению Rs

Значение ξR определяется по формуле

0

2

08

1

RR

s el

b

xh

ξ εε

= =+

(81[2])

где εsel ndash относительная деформация растянутой арматуры при напряжениях равных Rs

33

s

sels E

R=ε Rs = 435 МПа Еs = 2middot105МПа

εb2 ndash относительная деформация сжатого бетона при напряжениях равных Rb принимаемая равной 00035 (п 6120 [2])

00217501002

4355 =

sdot=elsε

4930

0035000217501

80=

+=Rξ

значение ξR можно определить по табл 32 [4] или по Приложению 11 тк ξltξR

площадь сечения растянутой арматуры определяется по формуле 1 0 09 17 20 0485 40 1365

435b b

ss

R b hAR

γ ξsdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot= = = см2

Если ξgtξR следует увеличить сечение ригеля или повысить класс бетона или запроектировать в сжатой зоне сжатую рабочую арматуру с площадью Аs

Если ξ = ξR = 0493 х = 0493middot40 = 1972 см те при ξ le ξR граница сжатой зо-

ны всегда проходит в узкой части сечения ригеля По найденной площади сечения растянутой арматуры по сортаменту (При-

ложение 12) подбираем 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Аsef = 1388см2 741

40201008813 =

sdotsdot

=micro

Площадь подобранной арматуры должна быть больше требуемой по расчету площади или равна ей

Можно подобрать стержни одинакового диаметра так чтобы площадь подо-бранной арматуры отличалась бы от площади требуемой арматуры незначитель-но

44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил

Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил производится на основе модели наклонных сечений [3] Ригель опирается на колонну с помощью консолей скрытых в его подрезке (рис 8) те имеет место резко изменяющаяся высота сечения ригеля на опоре При расчёте по модели наклонных сечений должны быть обеспечены проч-ность ригеля по бетонной полосе между наклонными сечениями по наклонному сечению на действие поперечной силы и изгибающего момента Для ригелей с подрезками на опорах производится расчёт по поперечной силе для наклонных сечений проходящих у опоры консоли образованной подрезкой При этом в расчётные формулы вводится рабочая высота h01короткой консоли ри-геля Таким образом в качестве расчётного принимаем прямоугольное сечение с размерами 1 20 30 b h смtimes = times в котором действует поперечная силаQ=1255 кН от полной расчётной нагрузки Рабочая высота сечения ригеля в подрезке составляет

01 27 h см= вне подрезки (у опор) 0 42 h см= в средней части пролёта 0 40 h см= При диаметре нижних стержней продольной рабочей арматуры ригеля ds=22мм с учётом требований п10312[2] назначаем поперечные стержни (хо-

34

муты) Oslash8 А400 Их шаг на приопорном участке предварительно принимаем по конструктивным соображениям 1 10 ws см= что в соответствии с п10313[2] не превышает 05h01=135см и 30 см Значения прочностных характеристик бетона класса В30 входящие в расчётные зависимости принимаем с учётом коэффици-ента условий работы 1 09bγ = Расчёт ригеля по бетонной полосе между наклонными трещинами произво-дится из условия

1 1 01b b bQ R bhϕ γle (855[2]) где 1bϕ minus коэффициент принимаемый равным 03 Проверка этого условия даёт

Q=1255 кН le 03times09times17times20times27=24786 кН те принятые размеры сечения ригеля в подрезке достаточны Проверяем требуется ли поперечная арматура по расчёту из условия

min 1 0105b b btQ Q R bhγle = (8133[2]) те Q=1255 кН gtQbmin=05times09times0115times20times27=2795 кН

поэтому расчёт поперечной арматуры необходим Находим погонное усилие в хомутах для принятых выше параметров попе-речного армирования 2101 swA см= (2Oslash8 А400) 285 swR МПа= 1 10 ws см=

11

280 101 283 10

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

Расчёт ригеля с рабочей поперечной арматурой по наклонному сечению про-изводится из условия

b swQ Q Qle + (856[2]) где b swQ Q minus поперечные силы воспринимаемые соответственно бетоном и попе-речной арматурой в наклонном сечении которые находятся по формулам

22 1 01 b b bt

bR bhQc

ϕ γ= 075sw swQ q c=

где с minus длина проекции наклонного сечения на продольную ось элемента 2bϕ minus коэффициент принимаемый равным 15 (п 8133[2])

Подставляя эти выражения в (856[2]) из условия минимума несущей спо-

собности ригеля по наклонному сечению в виде 0Qc

part=

part находим наиболее опас-

ную длину проекции наклонного сечения равную 2 2

2 1 01

1

15 09 0115 20 27 3266075 075 283

b b bt

sw

R bhc смq

ϕ γ times times times times= = =

times

35

36

которая должна быть не более 2h01 = 54 см С учётом этой величины условие (856[2]) преобразуем к виду

21 01

2

15 075

15 09 0115 20 27 075 283 3266 13863 3266

b btsw

R b hQ q сc

Q кН

γsdot sdot sdot sdotle + sdot sdot

sdot sdot sdot sdotle + sdot sdot =

1255 кН lt 13863 кН те условие прочности ригеля по наклонному сечению в подрезке при действии поперечной силы соблюдается

Необходимо также убедиться в том что принятый шаг хомутов смsw 101 = не превышает максимального шага хомутов maxws при котором ещё обеспечивается прочность ригеля по наклонному сечению между двумя соседними хомутами те

2 21 0

1 max09 0115 20 2710 1202

1255b bt

w wR b hs см s см

Qγ sdot sdot sdot sdot sdot

= lt = = asymp

Выясним теперь на каком расстоянии от опор в соответствии с характером эпюры поперечных сил в ригеле шаг поперечной арматуры может быть увеличен Примем согласно п10313[2] шаг хомутов в средней части пролёта равным

2 0075 075 40 30 ws h см= = times = что не превышает 500 мм Погонное усилие в хо-мутах для этого участка составляет

22

280 101 0942 30

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

что не меньше минимальной интенсивности этого усилия при которой попереч-ная арматура учитывается в расчёте

min 1025 025 09 0115 20 052 sw b btq R b кН смγ= = times times times asymp Очевидно что условие 1 minsw swq q для опорных участков ригеля соблюдается с ещё большим запасом При действии на ригель равномерно распределённой нагрузкиq=g1+v1 длина участка с интенсивностью усилия в хомутах 1swq принимается не менее значения

1l определяемого по формуле min

1 1bQ Q

l cq

minus= minus и не менее

40l

где minbQ minus то же что в формуле (2) но при замене 01h на рабочую высоту сечения ригеля в пролёте 0 40h см= 1с minus наиболее опасная длина проекции наклонного сечения для участка где изменяется шаг хомутов определяется по формуле (стр 34) с заменой в ней 01h на 0h а также 1swq на 2swq но не более 02 h

Тогда имеем min 05 09 0115 20 40 414 bQ кН= times times times times =

2

115 09 0115 20 40 8385

075 0942с смtimes times times times= =

times

Поскольку 1 02 80 с h см= то принимаем 1 80 c см= q=g+V=438 кНм=

37

=0438 кНсм тогда

11255 414 80 11201

0 438l смminus= minus =

В ригелях с подрезками у концов последних устанавливаются дополнитель-ные хомуты и отгибы для предотвращения горизонтальных трещин отрыва у вхо-дящего угла подрезки (рис 8) Эти хомуты и отгибы должны удовлетворять условию прочности

011

0

sin (1 )sw sw sw s inchR A R A Qh

θ+ ge minus

здесь 01 0 h h minus рабочая высота сечения ригеля соответственно в короткой консоли подрезки и вне её

Для рассматриваемого примера со сравнительно небольшим значением попе-речной силы примем дополнительные хомуты у конца подрезки в коли-честве 2Oslash12 А500С с площадью сечения 2

1 226 swA см= отгибы использовать не будем Тогда проверка условия прочности даёт

2730 226 678 1255 (1 ) 44842

кН кНtimes = gt times minus =

те установленных дополнительных хомутов достаточно для предотвращения го-ризонтальных трещин отрыва у входящего угла подрезки

Расчёт по прочности наклонного сечения проходящего через входящий угол подрезки на действие изгибающего момента производится из условия

s sw s incM M M Mle + + где М minus момент в наклонном сечении с длиной проекции laquoсraquo на продольную ось элемента Мs МswMsinc minus моменты воспринимаемые соответственно про-дольной и поперечной арматуройа также отгибами пересекаемыми рассмат-риваемым наклонным сечением относительно противоположного конца наклон-ного сечения (в отсутствии отгибов 0s incM = )

В рамках курсового проекта этот расчет не выполняется

45 Построение эпюры материалов Продольная рабочая арматура в пролете 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Пло-

щадь этой арматуры Аs определена из расчета на действие максимального изги-бающего момента в середине пролета В целях экономии арматуры по мере уменьшения изгибающего момента к опорам два стержня обрываются в пролете а два других доводятся до опор Если продольная рабочая арматура разного диа-метра то до опор доводятся два стержня большего диаметра

Площадь рабочей арматуры Аsef = 1388см2 Определяем изгибающий мо-мент воспринимаемый сечением ригеля с полной запроектированной арматурой 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С(Аs = 1388см2)

Из условия равновесия RsmiddotAs = γb1sdotRbmiddotbmiddotx гдех = ξmiddoth0

01

hbRAR

bb

efss

sdotsdotsdot

sdot=γ

ξ

38

Rs = 435 МПа = 435 кНсм2 Rb = 170 МПа = 17 кНсм2

493040207190

8813543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х = ξmiddoth0 = 0493middot40 = 1972см Изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля определяется из

условия равновесия М = RsmiddotAs(h0 ndash05х) М(2Oslash20+2Oslash22)= 435middot1388middot(40 ndash 05middot1972) = 181979кНmiddotсм = 182кНmiddotм

182кНmiddotмgt 17081кНmiddotм то есть больше действующего изгибающего момента от полной нагрузки это значит что прочность сечения обеспечена

До опоры доводятся 2Oslash22 А500С h0 = 45 ndash 3 = 42 см (см рис 9) As=76 см2

257042207190

67543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х1 = ξmiddoth0 = 0257middot42 = 108см Определяем изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля с рабо-

чей арматурой в виде двух стержней доводимых до опоры М(2Oslash22) = RsmiddotAs(2Oslash22) (h0 ndash05х1) М(2Oslash22) = 435middot76middot(42 ndash 05middot108) = 1209996кНmiddotсм =121кНmiddotм

Откладываем в масштабе на эпюре моментов полученные значения изгибаю-щих моментов М(2Oslash20+2Oslash22) и М(2Oslash22) и определяем место теоретического обрыва ра-бочей арматуры ndash это точки пересечения эпюры моментов с горизонтальной ли-нией соответствующей изгибающему моменту воспринимаемому сечением ри-геля с рабочей арматурой в виде двух стержней М(2Oslash22) (рис 10)

Эпюра моментов для этого должна быть построена точно с определением значений изгибающих моментов в

81 в

82 и в

83 пролета

Изгибающий момент в любом сечении ригеля определяется по формуле ( )

2

2xvgxRM Axsdot+

minussdot= где RA ndash опорная реакция х ndash текущая координата

( ) 0 12552A

g v lR Q

+ sdot= = = кН

При 081 lx = = 0716 м

2

18

438 07161255 0716 7862

M кН мsdot= sdot minus = sdot

При 082 lx = = 1433 м

2

28

438 14331255 1433 13482

M кН мsdot= sdot minus = sdot

39

40

При 083 lx = = 2149 м

0

2

38

438 21491255 2149 16852l

M кН мsdot= sdot minus = sdot

Длина анкеровки обрываемых стержней определяется по следующей зависи-мости

ddqQw

sw

1552

ge+= где d ndash диаметр обрываемой арматуры

Поперечная сила Q определяется графически в месте теоретического обрыва в данном случае Q = 72кН

Поперечные стержни Oslash8 А400 Rsw = 285 МПа с Аsw = 101см2 в месте теоре-тического обрыва имеют шаг 10 см

88210

011528=

sdot=

sdot=

w

swswsw S

ARq кНсм

72 5 20 2252 288

W = + sdot =sdot

см что меньше15d=1520=30 см

Принимаем W = 30 см Место теоретического обрыва арматуры можно определить аналитически

Для этого общее выражение для изгибающего момента нужно приравнять момен-ту воспринимаемому сечением ригеля с арматурой 2Oslash22 А500

М(2Oslash22) = 121кНsdotм ( ) ( ) 2 2

0 438 573 4382 2 2 2

g V l g V x xМ x x+ sdot + sdot sdot sdot

= sdot minus = sdot minus

1255х ndash 219х2 = 121 х2 ndash 573х + 553 = 0

212 2865 2865 581 2865 16365х = plusmn minus = plusmn

х1 = 1228м х2 = 553м Это точки теоретического обрыва арматуры Длина обрываемого стержня будет равна 4502ndash 1228 + 2middot03 = 3874м При-

нимаем длину обрываемого стержня 4 м Определяем аналитически величину поперечной силы в месте теоретического

обрыва арматуры ( ) ( )0

2g V l

Q g V x+ sdot

= minus + sdot

438 573 438 1228 7172

Q кНsdot= minus sdot =

Графически поперечная сила была принята 72кН с достаточной степенью точности

41

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ Для проектируемого 8-этажного здания принята сборная железобетонная ко-

лонна сечением 40times40 см Для колонн применяется тяжелый бетон классов по прочности на сжатие не

ниже В15 а для сильно загруженных ndash не ниже В25 Армируются колонны про-дольными стержнями диаметром 16 hellip40 мм из горячекатаной стали А400 А500С и поперечными стержнями преимущественно из горячекатаной стали класса А240

51 Исходные данные Нагрузка на 1 м2 перекрытия принимается такой же как и в предыдущих рас-

четах (см табл 1) Нагрузка на 1 м2 покрытия

Таблица 3 Вид нагрузки Нормативная нагруз-

ка (γf= 1) кНм2

Коэффициент надежности

по нагрузке γf

Расчетная нагрузка

(γfgt 1) кНм2 1 2 3 4

Гидроизоляционный ковер (3 слоя) 0150 13 0195 Армированная цементно-песчаная стяжка δ = 40 мм ρ = 2200 кгм3

0880 13 1144

Керамзит по уклону δ = 100 мм ρ = 600 кгм3

0600 13 0780

Утеплитель ndash минераловатные пли-ты δ = 150 мм ρ = 150 кгм3

0225 12 0270

Пароизоляция 1 слой 0050 13 0065 Многопустотная плита перекрытия с омоноличиванием швов δ = 220 мм

3400 11 3740

Постоянная нагрузка (groof) 5305 6194 Временная нагрузка ndash снеговая S = Sg 1800middot07 = 1260 ndash 1800 в том числе длительная часть снего-вой нагрузки Sl

0630 ndash 0900

Полная нагрузка (groof+ S) 6565 7994 - полная кратковременная снеговая нагрузка и коэффициент μ принимаются по СП 20133302011 или по Приложению 16

42

Материалы для колонны Бетон ndash тяжелый класса по прочности на сжатие В25 расчетное сопротивле-

ние при сжатии Rb = 145 МПа (табл 68[2] Приложение 4) Арматура minus продольная рабочая класса А500С (диаметр 16 hellip40мм) расчётное сопро-

тивление Rs = Rsc = 435 МПа (табл 614[2] Приложение 7) minus поперечная ndash класса А240

52 Определение усилий в колонне

Рассчитывается средняя колонна подвального этажа высотой hfl = 28 м Вы-сота типового этажа hflтакже равна 28 м

Грузовая площадь колонныА = 6times63 = 378 м2 Продольная сила N действующая на колонну определяется по формуле

N = γn(g +Vp + φзV0) nmiddotA + gb(n + 1) + gcol(n + 1) + γn(groof + S)A где n ndash количество этажей В нашем случае n = 8А ndash грузовая площадь g VpV0 ndash соответственно постоянная и временная нагрузки на 1 м2 перекрытия по табл 1

Согласно табл 1 g = 47 кНм2 Vp = 06кНм2V0 = 195кНм2 groof ndash постоянная нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 (groof = 6194 кНм2) S ndash полная снеговая нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 gbndash собственный вес ригеля с учетом γf и γnдлиной (63 ndash 04) = 59 м gb= 385middot59 = 2272кН 385 кНм ndash погонная нагрузка от собственного веса ригеля (см расчет риге-

ля) gcol ndash собственный вес колонны gcol = γnmiddot γf middot ρmiddot Аcolmiddothfl = 10middot11middot2500(10-2) middot04middot04middot28 = 1232 кН φ3 ndash коэффициент сочетаний (коэффициент снижения временных нагрузок в

зависимости от количества этажей) определяемый по формуле (83[1]) 1

30 404n

ϕ minusϕ = +

где φ1= 069 (см расчет ригеля) 10693 0404 0504

8ϕ minus

= + =

N = 10middot(47 +06+ 0504middot195) middot8middot378 + 2272middot (8 + 1) + 1232middot (8 + 1) + + 10middot (6194 + 18) middot378 = 251745кН

53 Расчет колонны по прочности

Расчет по прочности колонны производится как внецентренно сжатого эле-мента со случайным эксцентриситетом еа

3313040

301

=== colа he см 470600280

600=== fl

а

he см еа = 1 см

Однако расчет сжатых элементов из бетона классов В15 hellipВ35 (в нашем слу-чае В25) на действие продольной силы приложенной с эксцентриситетом е0 =

33130

== colа

he см при гибкости l0hcollt 20 допускается производить из условия

N le Nult (816[2])

43

где Nult - предельное значение продольной силы которую может воспринять элемент определяемое по формуле

Nult le ϕ(γb1RbAb + RscAstot) (817[2]) где Ab ndash площадь сечения колонны Astot ndash площадь всей продольной арматуры в сечении колонны l0 ndash расчетная длина колонны подвала с шарнирным опиранием в уровне 1-го

этажа и с жесткой заделкой в уровне фундамента Rscndash расчетное сопротивление арматуры сжатию

l0 = 07(hfl + 15 см) = 07(280 + 15) = 2065 см l0hcol =206540=516lt20 Ab=4040=1600 см2

ϕ - коэффициент принимаемый при длительном действии нагрузки по табл 81[2] или по Приложению 18 в зависимости от гибкости колонны

При l0hcol =516 коэффициент ϕ = 092

1

251745 09 145 1600092 149

435

b b b

s totsc

N R AA

R

γφminus minus sdot sdot

= = = см2

Из условия ванной сварки выпусков продольной арматуры при стыке колонн минимальный ее диаметр должен быть не менее 20 мм

Принимаем 4Oslash22 А500С Asef = 152 см2 152 100 095 021600

micro = sdot = gt тк l0hcolasymp 5

Диаметр поперечной арматуры принимаем Oslash6 А240 (из условия сварки c продольной арматурой) Шаг поперечных стержней s = 300 мм что удовлетворяет конструктивным требованиям (п10314[2]) s le 15d = 15middot22 = 330 мми s le 500 мм

Если μgt3 то шаг поперечных стержней должен быть s le 10d иs le 300 мм Армирование колонны показано на рис11

44

45

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ

61 Исходные данные Грунты основания ndash пески средней плотности условное расчётное сопротив-

ление грунта R0 = 035 МПа = 0035 кНсм2 = 350 кНм2 Бетон тяжелый класса В25 Расчетное сопротивление растяжению

Rbt = 105 МПа γb1 = 09 Арматура класса А500С Rs = 435 МПа= 435кНсм2 Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах

γm = 20 кНм3 Высоту фундамента предварительно принимаем 90см C учётом пола подвала

глубина заложения фундамента Н1 = 105 см Расчетное усилие передающееся с колонны на фундамент N = 251745кН Нормативное усилие

Nn = Nγfm = 251745115 = 218735кН где γfm = 115 ndash усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке

62 Определение размера стороны подошвы фундамента Площадь подошвы центрально нагруженного фундамента определяется по

условному давлению на грунт R0 без учета поправок в зависимости от размеров подошвы фундамента и глубины его заложения

0 1

218735 665350 20 105

n

m

NAR Hγ

= = =minus minus sdot

м2

Размер стороны квадратной подошвы фундамента 665 258a A= = = м Принимаем а = 27 м (кратно 03 м) Давление на грунт от расчетной нагрузки

2

Npa

= =251745272 = 3453кНм2 lt R0

63 Определение высоты фундамента Рабочая высота фундамента из условия продавливания

504

2

10 pR

Nhh

btb

col

++minus=

γ

0 3

25174502 05 0 2 0698 0 49809 105 10 3453

h м= minus + = minus + =sdot sdot +

Полная высота фундамента устанавливается из условий 1) продавливания Hf =(h0+005)=0498 + 005 = 0548м 2) заделки колонны в фундаменте

Hf = 15hcol + 025(м) = 15middot04 + 025 = 085 м 3) анкеровки сжатой арматуры колонны Hf = han + 025(м) Базовая длина анкеровки необходимая для передачи усилия в арматуре с

полным расчетным сопротивлением Rs на бетон определяется по формуле [3]

sbond

ssan UR

ARh =0

где As и Us ndash соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения (в нашем случае для арматуры Oslash22

As = 3801см2 Us = πd = 314middot22 = 6908 см) Rbond ndash расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном принимае-

мое равномерно распределенным по длине анкеровки

46

Rbond = γb1middotη1middotη2middotRbt где η1 ndash коэффициент учитывающий влияние вида поверхности арматуры

Для горячекатаной арматуры периодического профиля η1 = 25 η2 - коэффициент учитывающий влияние размера диаметра арматуры при-

нимаемый равным 10 ndash при диаметре продольной арматуры dsle32 мм 09 ndash при ds = 36 мм и ds = 40 мм Rbond = 09middot25middot1middot105 = 236 МПа

0435 3801 10142 236 6908anh смsdot

= =sdot

Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле[3]

efs

calsanan A

Ahh

0α=

где Ascаlи Asef ndash площади поперечного сечения арматуры соответственно требуе-мая по расчету и фактически установленная (для нашего случая Ascаl= 149 см2 Asef = 152 см2) α ndash коэффициент учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного со-стояния бетона и арматуры Для сжатых стержней периодического профиля α = 075Тогда

149075 10142 745615 2anh = sdot sdot = см

Кроме того согласно требованиям [3] фактическую длину анкеровки необ-ходимо принимать han ge 03h0an = 03middot10142 = 3043 см

han ge 15ds = 15middot20 = 30 см han ge20 см Из четырех величин принимаем максимальную длину анкеровки те han = 7456см

Следовательно из условия анкеровки арматуры Hf = 7456 + 25 = 9952см

Принимаем трехступенчатый фундамент общей высотой 100 см и с высотой ступеней 30 см и 40 см При этом ширина первой ступени а1 = 11 м а второй а2 = 18 м

Проверяем отвечает ли рабочая высота нижней ступени h03 = 40 ndash 5 = 35см условию прочности при действии поперечной силы без поперечного армирования в наклонном сечении Для единицы ширины этого сечения (b = 100 см) должно выполняться условие

Q = pl le Qbmin = 05γb1Rbth03b Поперечная сила от давления грунта

Q = pl= 05(а - a2 - 2h03)р где а - размер подошвы фундамента

h03 = 40 ndash 5 = 35см р ndash давление на грунт от расчетной нагрузки (на единицу длины) Q = 05(27 ndash18 - 2middot035) middot34533 = 3453кН Q = 3453кНltQbmin = 05middot09middot105middot103middot035middot10 = 16538кН ndash прочность обеспе-

чена

47

64 Расчет на продавливание

Проверяем нижнюю ступень фундамента на прочность против продавлива-ния

Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производится из условия (887[2]) F le Fbult где Fbult - пре-дельное усилие воспринимаемое бетоном

Fbult = γb1RbtAb

где Fminusпродавливающая сила принимаемая равной продольной силе в колонне подвального этажа на уровне обреза фундамента за вычетом нагрузки создавае-мой реактивным отпором грунта приложенным к подошве фундамента в преде-лах площади с размерами превышающими размер площадки опирания (в дан-ном случае второй ступени фундамента 2 2 18 18 a a мtimes = times ) на величину 0h во всех направлениях Ab ndash площадь расчетного поперечного сечения расположен-ного на расстоянии 05h0от границы площади приложения силы Nс рабочей высо-той сечения h0 В нашем случае h0 = h03 = 025м

Площадь Ab определяется по формуле Ab = Umiddoth03

где U ndash периметр контура расчетного сечения (см рис12а) U = (а2 + 2middot05h03) middot4 = (18 + 2middot05middot035) middot4 = 86 м

Площадь расчётного поперечного сеченияAb = 86middot035 = 301м2 Продавливающая сила равна

F=N-pA1

здесь p=3453 кНм2 minus реактивный отпор грунта A1minusплощадь основания продавливаемого фрагмента нижней ступени фундамен-

та в пределах контура расчётного поперечного сечения равная A1=(a2+205h03)2=(18+205035)2=462 м2

Проверка условия (697) [3] показывает

F=92202 кН lt 09105103301 = 284445 кН

те прочность нижней ступени фундамента против продавливания обеспече-на

48

49

65 Определение площади арматуры подошвы фундамента Подбор арматуры производим в 3-х вертикальныхсечениях фундамента

что позволяет учесть изменение параметров его расчётной схемы в качестве ко-торой принимается консольная балка загруженная действующим снизу вверх равномерно распределенным реактивным отпором грунта Для рассматривае-мых сечений вылет и высота сечения консоли будут разными поэтому выявить наиболее опасное сечение можно только после определения требуемой площади арматуры в каждом из них (см рис13)

Сечение I-I МI-I = 0125р (а ndash hcol)2middot a = 0125middot34533(27 ndash 04)2middot27 = 61654кНmiddotм Площадь сечения арматуры определяем по формуле

2

01

61654 10 165709 09 95 435

I IsI

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение II-II МII-II= 0125р(аndash а1)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 11)2middot27 = 29836кНmiddotм

2

02

29836 10 117209 09 65 435

II IIsII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение III-III МIII-III= 0125р(аndash а2)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 18)2middot27 = 944кНmiddotм

2

03

944 10 68809 09 35 435

III IIIsIII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Из трёх найденных значений подбор арматуры производим по максимально-му значению теAsmax = 1657см2

Шаг стержней принимается от 150 ммдо 300 мм (кратно 50 мм) При ширине подошвы фундамента а le 3 мминимальный диаметр стержней dmin = 10 мм при аgt3 мdmin = 12 мм

Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлени-ях арматурой из стержней Oslash14 А500с шагом 250 мм

Имеем 11Oslash14 А500С с As = 16929см2gtAsI = maxsA = 1657см2 Процент армирования μ

- в сечении I-I 11 01

16929100 100 0156 01110 95

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении II-II 22 02

16929100 100 0145 01180 65

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении III-III 33 03

16929100 100 0179 01270 35

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

Так как во всех сечениях μigtμmin=01 количество принятой арматуры оставляем без изменений В случае μiltμmin=01 диаметр принятой арматуры следует увеличить или уменьшить ее шаг

Конструкция фундамента приведена на рис13

50

51

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 СП 20133302011 Нагрузки и воздействия Актуализированная редакция СНиП 20107-85 М ГУП ЦПП 2011

2 СП 63133302012 Бетонные и железобетонные конструкции Основные положения Актуализированная редакция СНиП 52-101-2003 М ФГУП ЦПП 2004

3 ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований 4 СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные кон-

струкции М ФГУП ЦПП 2005 5 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из

тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

6 Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетон-ных конструкций из тяжелого бетона (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

52

ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Минимальный класс бетона элементов с предварительно напряженной арматурой

Таблица 4

Характеристика напрягаемой Класс бетона арматуры не ниже

Арматура классов

А540-А800

В20 А1000 В30

Арматура классов

Вр1200 Вр1300

В30 Вр1400 Вр1600 Вр1600 В20

К1400 К1500 К1600 К1700 В30

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин ndash acrсult из условия обеспечения сохранности арматуры

Таблица 5

Для элементов к которым не предъявляются требования непрониwаемости значения acrсult принимают равными

При арматуре классов

При продолжительном рас-крытии трещин мм

При непродолжительном раскрытии трещин мм

А240-А600 В500 03 04

А800А1000 Вр1200-Вр1400 К1400К1500(К-19) К1500(К-7)К1600 диаметром 12 мм

02 03

Вр1500 К1500(К-7)К1600 диамет-ром 6 и 9 мм

01 02

53

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Нормативные сопротивления бетона Rbnи Rbtn

Таблица 6

Вид сопротивления

Нормативные сопротивления бетона RbnиRbtn и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй

группы RbserиRbtser МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осевое (призменная прочность)

Rbn и Rbser

75 110 150 185 220 255 290 320 360 395 430

Растяже-ние осевое

Rbtn Rbtser 085 110 135 155 175 195 210 225 245 260 275

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Расчетные сопротивления бетона Rbи Rbt Таблица 7

Видсопротивления

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbи Rbt МПа при классе бетона

по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осе-вое(призменная прочность)

Rb

60 85 115 145 170 195 220 250 275 300 330

Растяжение осевое Rbt

056 075 090 105 115 130 140 150 160 170 180

Полностью таблицы нормативных и расчетных сопротивлений бетона см [2]

54

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения начального модуля упругости бетона Еь Таблица 8

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еьmiddot10-3 МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

190 240 275 300 325 345 360 370 380 390 395

55

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rsn

Таблица 9

Арматура классов

Номинальный диаметр арматуры мм

Нормативные значения сопротивления растяжению Rsnи расчетные значения сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы Rsser МПа

А240 6-40 240

А400 6-40 400

А500 10-40 500

А540 20-40 540

А600 10-40 600

А800 10-32 800

А1000 10-32 1000

В500 3-12 500

Вр500 3-5 500

Вр1200 8 1200

Вр1300 7 1300

Вр1400 4 5 6 1400

Вр1500 3 1500

Вр1600 3-5 1600

К1400(К-7) 15 1400

К1500(К-7) 6 9 12 1500

К1500(К-19) 14 1500

К1600 6 9 12 15 1600

К1700 6-9 1700

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 12: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

12

b - ширина ребра b = 377 см Qle 03middot09middot115middot377middot19 = 2224 3095 кН lt 2224 кН

Расчет предварительно напряженных изгибаемых лементов по наклонному сечению производят из условия

Q le Qb + Qsw (856[2]) Q - поперченная сила в наклонном сечение Qb - поперечная сила воспринимаемая бетоном в наклонном сечении Qsw - поперечная сила воспринимаемая поперечной арматурой в наклонном

сечении 2 1 0 b b bt

bR b hQc

γϕ sdot sdot sdot sdot= принимаем не более 025middotγb1middotRbtmiddotbmiddoth0 и не

менее 05middotγb1middotRbtmiddotbmiddoth0 φb2 - коэффициент принимаемый равным 03 (п 8133 [2]) Rbt = 09 МПа = 009 кНсм2 Qb = 05γb1middotRbtmiddotbmiddoth0 = 05middot09middot009middot377middot19 = 2901кН Действующая в сечении поперченная сила Q = 3095 кН gt 2901 кН следова-

тельно необходимо установка поперечной арматуры по расчету (Если поперечная сила действующая в сечение меньше чем Qbmin то поперечную арматуру можно не устанавливать

Допускается производить расчет прочности наклонного сечения из условия Q1geQb1+Qsw1 (860[2]) Qb1=05middotγb1middotRbmiddotbmiddoth0 (861[2]) Qsw1=qswmiddoth0 (862[2]) Qb1=Qbmin=2901кН Qsw1=Q1-Qb1=3095 - 2901=194кН qsw=Qsw1h0=19419=0102 кНсм поперченая арматура учиты-

вается в расчете если qsw ge qswmin qswmin=025middotγb1middotRbtmiddotb=025middot09middot009middot377=0763 кНсм

Принимаем qsw = qswmin=0763 кНсм sw sw

sww

R Aqs

= (859[2])

Назначаем шаг хомутов sw=10см le 05h0 (п 10313[2]) получаем 20763middot10 0254

30sw w

swsw

q SA смR

= = = Rsw = 300 МПа = 30 кНсм2

Принимаем на приопорных участках плиты по четыре каркаса длинной рав-ной 14 продольного размера плиты с поперечной рабочей арматурой располо-женной с шагом Sw = 10 см Для 4Oslash4B500C в одном сечение имеем

Aswef = 05см2 gt Asw проверяем прочность сечения 230middot05 1510

swq см= =

Qsw1=15middot19 = 285 Q1 lt Qb1 + Qsw1 3095кН lt 2901кН+285кН

3095кН lt 5751кН так как условие выполняется то прочность по наклонно-му сечению обеспечена

13

14

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы Геометрические характеристики приведенного сечения

Круглое очертание пустот заменим эквивалентным квадратным со стороной с = 09d = 09middot159 = 143 см

Размеры расчетного двутаврового сечения толщина полок fhprime = hf= (22 ndash 143)middot05 = 385 см ширина ребраb = 146 ndash 143middot7 = 459 см

ширина полок fbprime = 146 см bf= 149 см Определяем геометрические характеристики приведенного сечения

27710527

1023

5

=sdot

sdot==

b

s

EEα

Площадь приведенного сечения Ared = A + αAs = f fb hprime primesdot + bfmiddothf+ bmiddotс + αAsp = (146 + 149)middot385 + 459middot143 +

+727middot471 = 18264 см2 А = 179216 см2 ndash площадь сечения бетона Статический момент приведенного сечения относительно нижней грани Sred= f fb hprime primesdot ( hndash 05 fhprime ) + bfmiddot hfmiddot05hfmiddot + bmiddotсmiddot05h +αmiddotAspmiddotа = = 146middot385middot(22 ndash 05middot385) +149middot385middot05middot385 + 459middot143middot05middot22 +

+ 727middot471middot3 = 197112 см3 Удаление центра тяжести сечения от его нижней грани

смASу

red

red 810791041826219711

0 asymp===

Момент инерции приведенного сечения относительно его центра тяжести

( ) ( )

( ) ( ) ( )

( )

3 332 20 0

32 2 20 0

3 32

( )05 05

12 12 12146 38505 146 385 22 108 05 385

12459 143 149 385459 143 05 22 108 149 385 108 05

12 12

f f f fred f f f

f f f sp

b h b hbcI b h h y h b c h y

b h y h A y aα

prime prime sdotprime prime prime= + sdot sdot minus minus + + sdot sdot minus + +

sdot+ sdot sdot minus + sdot minus = + sdot sdot minus minus sdot +

sdot sdot+ + sdot sdot sdot minus + + sdot sdot minus sdot( )

( )

2

2 4

385

727 471 108 3 1082368 см

+

+ sdot sdot minus =

Момент сопротивления приведенного сечения по нижней грани 3

0

910021810

8108236 смy

IW redred ===

То же по верхней грани sup 3

0

9664redred

IW смh y

= =minus

Расчет предварительно напряженных изгибаемых элементов по раскрытию трещин производят в тех случаях когда соблюдается условие

М gt Mcrc (8116[2]) М ndash изгибающий момент от внешней нагрузки (нормативной)

15

Mcrc ndash изгибающий момент воспринимаемый нормальным сечением элемента при образовании трещин и равный

Mcrc = RbtsermiddotWpl + Pmiddoteяр (936[2]) Wplndash момент сопротивления приведенного сечения для крайнего растянутого

волокна eяр = еор + r ndash расстояние от точки приложения усилия предварительного об-

жатия до ядровой точки наиболее удаленной от растянутой зоны еор ndash то же до центра тяжести приведенного сечения r ndash расстояние от центра тяжести приведенного сечения до ядровой точки Wpl= 125Wred для двутаврового симметричного сечения (табл41[6]) Р ndash усилие предварительного обжатия с учетом потерь предварительного

напряжения в арматуре соответствующих рассматриваемой стадии работы эле-мента Определяем

смAWr

red

red 49541826910021===

еoр = у0 ndash а = 108 ndash 3 = 78 см eяр = 78 + 549 = 1329 см Wpl = 125middot100219 = 125274 см3

16

Потери предварительного напряжения арматуры Первые потери предварительного напряжения включают потери от релакса-

ции напряжений в арматуре потери от температурного перепада при термической обработке конструкций потери от деформации анкеров и деформации формы (упоров)

Вторые потери предварительного напряжения включают потери от усадки и ползучести бетона при натяжении арматуры на упоры (п 9112[2])

Потери от релаксации напряжений арматуры ∆σsp1 определяют для арматуры классов А600-А1000 при электротермическом способе натяжения в соответствии с п 91[2]

∆σsp1 = 003σsp = 003middot480 = 144 МПа Потери от температурного перепада при агрегатно-поточной технологии

принимаются равными 0 ∆σsp2 = 0 Потери от деформации формы при электротермическом способе натяжения

арматуры не учитывают ∆σsp3 = 0 Потери от деформации анкеров при электротермическом способе натяжения

арматуры не учитывают ∆σsp4 = 0 Первые потери

∆σsp(1) =∆σsp1 + ∆σsp2 + ∆σsp3 + ∆σsp4 = 144 МПа Потери от усадки бетона

∆σsp5 = εbshmiddotEs εbsh ndash деформации усадки бетона значения которых можно принимать в зави-

симости от класса бетона равными 000020 ndash для бетона классов В35 и ниже 000025 ndash для бетона класса В40 000030 ndash для бетона классов В45 и выше ∆σsp5 = 00002middot2middot105 = 40 МПа Потери от ползучести бетона ∆σsp6 определяются по формуле

( )crbred

redsjspj

bpjcrbsp

IAy

2

6

80111

80

ϕαmicro

σαϕσ

+sdot

sdot++

sdot=∆

где φbcr ndash коэффициент ползучести бетона определяемый согласно п 6116[2] или по Приложению 15 Принимаем φbcr = 28 σbpj ndash напряжение в бетоне на уровне центра тяжести рассматриваемой j ndash ой группы стержней напрягаемой арматуры

(1) (1) opbp

red red

P P e yA I

σ = +

Р(1) ndash усилие предварительного обжатия с учетом только первых потерь еор ndash эксцентриситет усилия Р(1) относительно центра тяжести приведенного сече-ния yndash расстояние от центра тяжести приведенного сечения до рассматриваемого во-локна y = еор + 3(см)

b

s

EE

17

μspj ndash коэффициент армирования равный AspjA гдеА ndash площадь поперечного сече-ния элемента Aspj ndash площадь рассматриваемой группы стержней напрягаемой ар-матуры

Р(1) = Asp(σsp ndash ∆σsp(1)) σsp = 480 МПа = 48 кНсм2 ∆σsp(1) = 144МПа = 144кНсм2 Р(1) = 471(48 ndash 144) = 2193 кН еор = 78 см y=108см

2193 2193 78 108 029118264 1082368bpσ sdot sdot

= + = кНсм2 = 29МПа

σbplt09Rbp Rbp =10 МПа А = 179216 см2 0026280

161792714

==micro

( )6 2

08 727 28 29 419778 182641 727 0002628 1 1 08 28

1082368

spσ sdot sdot sdot∆ = =

sdot+ sdot + sdot + sdot

МПа

Полное значение первых и вторых потерь

( ) sum=

=

∆=∆6

12

i

ispisp σσ

(912[2])

∆σsp(2) = 144 + 40 + 4197 = 9637МПа При проектировании конструкции полные суммарные потери для арматуры

расположенной в растянутой при эксплуатации зоне сечения элемента следует принимать не менее 100МПа (п 9110[2]) поэтому принимаем ∆σsp(2) = 100 МПа

После того как определены суммарные потери предварительного напряже-ния арматуры можно определить Мcrc

(2)P = (σsp ndash ∆σsp(2))middotAsp

(2)P ndash усилие предварительного обжатия с учетом полных потерь

(2)P = (480 ndash 100) middot471 = 17898 кН Мcrc = 0135middot125274 + 17898middot1329 = 40698кНmiddotсм = 4070кНmiddotм Так как изгибающий момент от полной нормативной нагрузки

Мn = 3727 кНmiddotм меньше чем Мcrc =4070кНmiddotм то трещины в растянутой зоне от эксплуатационных нагрузок не образуются

Расчет прогиба плиты

Расчет изгибаемых элементов по прогибам производят из условия f le fult (8139 [2])

где f ndash прогиб элемента от действия внешней нагрузки fult ndash значение предельно допустимого прогиба При действии постоянных длительный и кратковременных нагрузок прогиб

балок или плит во всех случаях не должен превышать 1200 пролета Для свободно опертой балки максимальный прогиб определяют по формуле

max

2 1

=

rSlf

18

где S ndash коэффициент зависящий от расчетной схемы и вида нагрузки при действии равномерно распределенной нагрузки S = 548 при двух равных момен-тах по концам балки от силы обжатия ndash S = 18

max

1

r ndash полная кривизна в сечении с наибольшим изгибающим моментом от

нагрузки при которой определяется прогиб Полную кривизну изгибаемых элементов определяют для участков без тре-

щин в растянутой зоне по формуле

321

1111

minus

+

=

rrrr

где1

1

rndash кривизна от непродолжительного действия кратковременных нагру-

зок

2

1

rndash кривизна от продолжительного действия постоянных и длительных

нагрузок

3

1

rndash кривизна от непродолжительного действия усилия предварительно-

го обжатия Р(1)вычисленного с учётом только первых потерь те при действии момента (1) 0 pM P e= sdot

Кривизну элемента на участке без трещин определяют по формуле

redb IEM

r sdot=

1

1

где М ndash изгибающий момент от внешней нагрузки или момент усилия пред-варительного обжатия относительно оси проходящей через центр тяжести приве-денного сечения

Ired ndash момент инерции приведенного сечения Eb1 ndash модуль деформации сжатого бетона определяемый по формуле

crb

bb

EE

1 1 ϕ+=

гдеφbcr ndash коэффициент ползучести бетона принимаемый minus 018b crϕ = minus при непродолжительном действии нагрузки minus по табл612[2] или по Приложению15 в зависимости от класса бетона на сжатие и относительной влажности воздуха окружающей среды minus при продолжительном действии нагрузки minus при непродолжительном действии нагрузки Eb1=085Eb (8146[2]) Прогиб определяется с учетом эстетико-психологических требований те от

действия только постоянных и временных длительных нагрузок [1]

2 1

1 nl

b red

Mr E I

= sdot

nlM ndash изгибающий момент от продолжительного действия постоянных и дли-тельных нагрузок равный Мnl = 299 кНmiddotм (см п22)

19

33

1 102478310527

821sdot=

sdot=

+= b

bEE МПа = 724middot102кНсм2

52

2

1 2999 13827 10724 10 1082368r см

minus = = sdot sdot sdot

В запас жёсткости плиты оценим её прогиб только от постоянной и длитель-

ной нагрузок (без учёта выгиба от усилия предварительного обжатия) 5 25( 3827 10 ) 569 129 2845

48f см смminus= sdot sdot sdot = lt

Допустимый прогиб f = (1200)l = 569200 = 2845 см Так как f lt f ult можно выгиб в стадии изготовления не учитывать

20

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО

НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2

31 Исходные данные

Постоянная нагрузка та же что при расчете плиты перекрытия на действие нагрузки V =15 кНм2 (см п 21)

Нагрузки на 1м2 перекрытия Таблица 2

Вид нагрузки Нормативная нагрузка кНм2

Коэф-т надежности по нагрузке

γf

Расчетная нагрузка

кНм2

1 2 3 4 Постоянная нагрузка g 414 47

Временная Перегородки δ = 120 мм (при-веденная нагрузка длитель-ная) V p

05 12 06

Полезная (из задания) 45 12 54 в том числе кратковременная Vsh

29

12

348

длительная V lon 16 12 192 Итого временная нагрузка V 50 60 Временная нагрузка без учета перегородок V 0

45 54

Полная нагрузка g + V 914 107

Нагрузка на 1 погонный метр длины плиты при номинальной ее ширине 15м - расчетная постоянная g = 47middot15middot10 = 705 кНм - расчетная полная (g + V) = 107middot15middot10 = 1605 кНм - нормативная постоянная gп = 414middot15middot10 = 621 кНм - нормативная полная (gп + Vп) = 914middot15middot10 = 1371 кНм - нормативная постоянная и длительная (gп + Vlonп) = (414 + 21)middot15middot10 =

936 кНм

32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы

Определение внутренних усилий Материалы для плиты расчетный пролет и поперечное сечение те же что в

пункте 21 Усилия от расчетной полной нагрузки

( ) 2 20V 1605 569 6496

8 8g l

M кН м+ sdot sdot

= = = sdot

21

( ) 0V 1605 569 45662 2

g lQ кН

+ sdot sdot= = =

Усилия от нормативной нагрузки - полной

( ) 2 20V 1371 569 5548

8 8n n

п

g lM кН м

+ sdot= = = sdot

- постоянной и длительной ( ) 2 2

0 936 569 37888 8

n lon nn

g V lM кН м

+ sdot= = = sdot

Расчет по прочности на действие изгибающего момента

2 21 0

6496 011909 115 146 19m

b b f

MR b h

αγ

= = =sdot sdot sdot sdot sdot sdot

1 1 2 1 1 2 0119 01280435( 22)

m

R см пξ αξ= minus minus = minus minus sdot =

=

012 0277 060435R

ξξ

= = lt γs3 = 11

3

01

ss

fbbsp R

hbRA

γξγ sdotsdotsdotsdot

=

2

2

09 115 146 0128 19 642 11 52

520 52

sp

s

A см

R МПа кН см

sdot sdot sdot sdot= =

sdot

= =

Принимаем 6Oslash12А600 Аspef = 679 см2

Расчет по прочности при действии поперечной силы

Условие прочности по бетонной полосе между наклонными сечениями удо-влетворяется

4566 кНlt 22240кН(см п 22) Условие прочности по наклонному сечению

Q le Qb + Qsw допускается производить расчет наклонного сечения из условия

Q1geQb1+Qsw1 (860[2]) Qb1=05middotγb1middotRbmiddotbmiddoth0 (861[2]) Qsw1=qswmiddoth0 (862[2]) Qb1=05middot09middot009middot377middot19=2901кН

То поперечная арматура (хомуты) необходима по расчету для восприятия усилия

Qsw1 = 4566 ndash 2907 = 1665 кН

22

23

Поперечная арматура учитывается в расчете если qswgeqswmin

qswmin=025γb1Rbtb (п 8133[2])

Усилие в поперечной арматуре на единицу длины равно 1

0sw

swQqh

=

1665 087619swq = = кНсмltqswmin = 025middot09middot009middot377 = 0763кНсм

w

swswsw S

ARq sdot= (859[2])

Назначая шаг хомутов Sw = 10см le 05middoth0 (8311[3]) получаем 0876 10 0292

30sw w

swsw

q SARsdot sdot

= = = см2

Rsw = 300 МПа = 30 кНсм2 Проверяем прочность сечения при действии поперечной силы Условие

прочности Q1 le Qb1 + Qsw1 Q1 = 4566 кН - поперечная сила действующая в сечение Qb1 = 2901 кН Qsw1 = qswmiddoth0

30 078 23410

sw swsw

w

R AqSsdot sdot

= = = кнсм

Qsw1 = 234middot19 = 4446кН 4566 кН lt (2901 + 4466)кН 4566 кН lt 7347 кН

Прочность обеспечена Окончательно принимаем на приопорных участках плиты по четыре каркаса

с поперечной рабочей арматурой (хомутами) расположенной с шагомSw = 10см Для 4Oslash5 В500С в одном сечении имеем Аswef = 078см2gtАsw

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы

Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)

Ared = 184148 см2 Sred = 1975656 см3 у0= 1073 см

( ) ( )

( ) ( )

3 32 2

32 2 4

146 385 459 14146 385 22 1073 05 385 459 143 05 22 107312 12

149 385 149 385 1073 05 385 727 679 1073 3 1084577312

redI

см

sdot sdot= + sdot sdot minus minus sdot + + sdot sdot sdot minus +

sdot+ + sdot sdot minus sdot + sdot sdot minus =

3

0

10845773 1010791073

redred

IW смy

= = = sup 310845773 9623581127redW см= =

24

W= 125Wred = 125middot101079 = 126349 см3 101079 549184148

red

red

Wr смA

= = =

е0 = 1073 ndash 3 = 773 см eяр = 773 + 549 = 1322 см

Потери предварительного напряжения арматуры ∆σsp1 =144 МПа ∆σsp2 = 0 ∆σsp3 = 0 ∆σsp4 = 0 Таким образом первые потери составляют ∆σsp(1) =144 МПа

∆σsp5 = 40 МПа

11 орbp

red red

Pe yPA I

σ = + (см п 23)

Р1 = 679middot (48 ndash 144) = 31614 кН еор = 773 см 231614 31614 773 0414

183643 1081529bpσ sdot= + = кНсм2 = 414 МПа

0033980161792

096==micro

( )6 2

08 727 28 414 5803775 1836431 727 0003398 1 1 08 28

1081529

spσ sdot sdot sdot∆ = =

sdot+ sdot + sdot + sdot

МПа

То полные потери равны ∆σsp(2) = 144 + 40 + 5803 = 11203МПа Если полные потери будут меньше 100МПа следует принять σsp(2)= 100МПа

Р(2) = (480 ndash 112) middot609 = 24987кН Мcrc = RbtsermiddotW+P(2)middoteяр=0135middot126349 + 2498middot1322 = 50089кНmiddotсм =

5009кНmiddotм Изгибающий момент от полной нормативной нагрузки равен

Мn = 5548 кНmiddotмgtМсrс = 5009кНsdotм Следовательно трещины в растянутой зоне от эксплуатационных нагрузок

образуются

Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси Расчет по раскрытию трещин производят из условия

acrc le acrcult (8118[2]) acrc ndash ширина раскрытия трещины от действия внешней нагрузки acrcult ndash предельно допустимая ширина раскрытия трещин (п 826[4] При-

ложение 2) Для арматуры классов А240-А600 В500C величина acrcultсоставляет

03 мм ndash при продолжительном раскрытии трещин 04 мм ndash при непродолжительном раскрытии трещин

Ширину раскрытия нормальных трещин определяют по формуле

ss

sscrc l

Ea sdotsdotsdotsdotsdot=

σψϕϕϕ 321 (8128[4])

25

где σs ndash напряжение в продольной растянутой арматуре в нормальном сечении с трещиной от соответствующей внешней нагрузки

ls ndash базовое расстояние между смежными нормальными трещинами ψs ndash коэффициент учитывающий неравномерное распределение относительных

деформаций растянутой арматуры между трещинами допускается принимать ψs =1 если при этом условие 8118[2] не удовлетворяется значение ψs следу-ет определять по формуле 8138[2]

ϕ1 ndash коэффициент учитывающий продолжительность действия нагрузки при-нимаемый равным 10 ndash при непродолжительном действии нагрузки 14 ndash при продолжительном действии нагрузки

ϕ2 ndash коэффициент учитывающий профиль продольной арматуры и равный ϕ2 = 05 ndash для арматуры периодического профиля и канатной

ϕ3 ndash коэффициент учитывающий вид напряженного состояния и для изгибаемых элементов принимаемый равнымϕ3 = 10

Для прямоугольных тавровых и двутавровых сечений значение σsдопускает-ся определять по формуле

(2)( )s

ssp

M z PA

σminus

= (412 [5])

где z ndash плечо внутренней пары сил равное z=ςh0 а коэффициент ς определя-ется по табл 42 [5] или по Приложению 18 в зависимости от следующих пара-метров

)(

0

11

)2(0 bhAa

aPM

ebh

hbb spss

ss

fff

sdot==

minus= microϕ

Ms= Mn =5548 кНм=5548 кНсм P(2)ndashусилие предварительного обжатия с учетом полных потерь равное P(2)=24987 кН Производя вычисления получаем

0

(1460 459) 385 5548 2220442 222 117459 190 24987 190

sf s

ee смh

φ minus sdot= = = = = =

sdot

Коэффициент αs1 для всех видов арматуры кроме канатной можно прини-мать равным αs1=300Rbser=30015=20

где Rbser=15 МПа Тогда

1200 679 0156459 190samicro sdot

sdot = =sdot

По табл 42 [6] или по Приложению 18 определяем ς=082 z=ςh0=082190=1558 см

2(5548 1588) 24987 1564 1564 679s кН см МПаσ minus

= = =

26

С целью недопущения чрезмерных пластических деформаций в продольной рабочей арматуре напряжения σsвней (а точнее их приращение под действием внешней нагрузки) не должны превышать (Rsserndash σsp(2)) где σsp(2)ndash величина пред-варительного напряжения арматуры с учетом полных потерь те

(2) (2) 480 112 368 sp sp sp МПаσ σ σ= minus∆ = minus =

(2)1562 ( ) 600 368 232 s s ser spМПа R МПаσ σ= lt minus = minus = Как видим полученное значение σs удовлетворяет установленному ограни-

чению В противном случае следует увеличить площадь продольной рабочей ар-матуры

Значение базового расстояния между трещинами определяют по формуле

ss

bts d

AAl 50= (8217[2]) и принимают не менее 10d и 10 см и не более 40d

и 40 см Abtndash площадь сечения растянутого бетона As ndash площадь сечения растянутой арматуры Ширину раскрытия трещин acrc принимают - при продолжительном раскрытии

acrc = acrc1(8119[2]) - при непродолжительном раскрытии

acrc = acrc1 + acrc2 ndashacrc3 (8120[2]) где acrc1 ndash ширина раскрытия трещин от продолжительного действия посто-

янных и временных длительных нагрузок acrc2 ndash ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоян-

ных и временных (длительных и кратковременных) нагрузок acrc3 - ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоян-

ных и временных длительных нагрузок Базовое расстояние между смежными нормальными трещинами определяется

по формуле

ss

bts d

AAl 50=

Здесь Abt ndash площадь сечения растянутого бетона равная Abt = byt+(bf - b)hf

гдеyt ndash высота растянутой зоны которую для прямоугольных тавровых и двутавровых сечений допускается принимать по формуле

yt = ky0 Поправочный коэффициент kучитывает неупругие деформации растянутого

бетона и для двутавровых сечений принимается равным 095 Значение y0 ndash есть высота растянутой зоны бетона определяемая как для упругого материала по приведенному сечению по формуле

)(

)2(0

serbtred

red

RP

A

Sy

+=

27

Определяем

0

2

1975656 535 095 535 508 249871841480135

459 508 (1490 459) 385 6301

t

bt

y см y см

A см

= = = sdot =+

= sdot + minus sdot =

Значение Abt принимается равным площади сечения при ее высоте в пределах не менее 2а и не более 05h(п4233 [4]) те не менее

1490385+(6-385)459=6729 см2 и не более 45911+(149-459)385=90184 см2

следовательно принимаем Abt =6729см2 Тогда 246621

096967250 =sdotsdot=sl смПринимается не более 40d и не более 40см Оконча-

тельно принимается 40 см Поскольку изгибающий момент от постоянной и временной длительной нор-

мативной нагрузок Mnl=3788кНм меньше момента образования трещин Mcrc=5009кНм то приращение напряжений в продольной рабочей арматуре от внешней нагрузки (см формулу (412[5]) будет меньше нуля В этом случае сле-дует считатьacrc1= acrc3= 0 и определять только ширину раскрытия трещин acrc2 от непродолжительного действия постоянных длительных и кратковременных нагрузок при φl=10

2 5

156410 05 10 10 40 001564 0156 2 10crca см мм= sdot sdot sdot sdot = =sdot

Это значение необходимо сопоставить с предельно допустимой шириной раскрытия трещин acrcult принимаемой из условия обеспечения сохранности ар-матуры при непродолжительном раскрытии

acrc2ltacrcult=04 мм ndash условие (826[2]) или см Приложение 2 удовлетворя-ется

Расчет прогиба плиты

Расчет изгибаемых элементов по прогибам производят из условия flefult (8139[2])

где fndash прогиб элемента от действия внешней нагрузки fult ndash значение предельно допустимого прогиба (см п 23) Полная кривизна для участков с трещинами определяется по формуле

(102)[4] без учета кривизны от непродолжительного действия усилия обжатия и кривизны вследствие усадки и ползучести бетона

321

1111

+

minus

=

rrrr

где 1

1

rndash кривизна от непродолжительного действия всей нагрузки

2

1

r ndash кривизна от непродолжительного действия постоянных и

временных длительных нагрузок

28

3

1

r ndash кривизна от продолжительного действия постоянных и вре-

менных длительных нагрузок Так как прогиб плиты ограничивается эстетико-психологическими требова-

ниями

1

1

rndash

2

1

r ndash кривизна вызванная непродолжительным действием кратко-

временной нагрузки не учитывается Таким образом кривизна в середине пролета определяется только от про-

должительного действия постоянных и длительных нагрузок те при действии изгибающего момента Мnl = 3788 кНmiddotм

Для элементов прямоугольного и таврового сечений при hfle 03h0 кривизну

допускается определять по формуле (440 [5])

redbc

nl

EhbM

r 30

1sdotsdotsdot

где ϕс ndash коэффициент определяемый по табл 45 [5] или по Приложению 15в за-висимости от параметров

( )0

bhhbb ff

f

sdotminus=ϕ μmiddotαs2 и esh0

0bhAs=micro

redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α

При определении αs2допускается принимать 1=sψ Если при этом условие flefult не удовлетворяется то расчет производят с учетом коэффициента ψs опреде-ляемого по формуле

s

crcss σ

σψ 801minus= (8138[2])

где σscrc ndash приращение напряжений в растянутой арматуре в сечении с трещиной сразу после образования нормальных трещин при М = Мcrc σs ndash то же при действии рассматриваемой нагрузки

sp

ss A

PzM )2()( minus=σ (412 [5])

sp

crccrcs A

PzM )2(

)( minus=σ

z ndash расстояние от центра тяжести арматуры расположенной в растянутой зоне сечения до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне эле-мента

Ebred ndash приведенный модуль деформации сжатого бетона принимаемый равным

redb

serbredb

RE

1

ε

=

где εb1red =28sdot10-4 при продолжительном действии нагрузки при относительной влажности воздуха окружающей среды 75 ge W ge 40(табл610[2])

)2(PM

e ss = Ms = Mnl= 3788 кНmiddotм

Р(2) ndash усилие предварительного обжатия с учетом всех потерь Р(2) = 24987 кН

Определяем величины необходимые для нахождения ϕс

29

( ) ( ) 442019945

853945146

0

=sdotsdotminus

=sdotminus

=bh

hbb fffϕ

0

679 000779459 19

sAbh

micro = = =sdot

Коэффициент приведения арматуры к бетону

redb

redss E

E

2 =α (117[4]) Еsred =

s

sEψ

(118[4]) redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α принимаем sψ = 1

Приведенный модуль деформаций сжатого бетона

53571028

0154

1

=

sdot== minus

redb

serbredb

RE

εМПа = 5357кНсм2

5

22 10 37335357sαsdot

= = μmiddotαs2= 000779∙3733 = 0291 (2)

nls

MeP

=3788 1516

24987se = = см

0

1516 079819

seh

= =

Теперь по табл 45[5] или по таблице Приложения 15 путем интерполяции находимϕс = 0603

Определяем кривизну имея все данные 5

3

1 3788 1372 10 0603 459 19 5357r см

minus= = sdotsdot sdot sdot

20

5 2

5 1 485 372 10 569 126 2845 48 ult

f lr

f см f cмminus

= sdot sdot

= sdot sdot sdot = lt =

Условие 8139[2] удовлетворяется те жесткость плиты достаточна

30

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ Для опирания пустотных панелей принимается сечение ригеля высотой hb =

45 см или hb = 60 см для опирания ребристых панелей принимается сечение риге-ля высотой hb = 60 см Ригели могут выполняться обычными или предварительно напряженными Высота сечения обычного ригеля bb lh

asymp

101

151

41 Исходные данные Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м2 перекрытия принимаются те же

что и при расчете панели перекрытия Ригель шарнирно оперт на консоли колон-ны hb = 45 см Расчетный пролет (рис 6)

l0 = lb ndash b ndash 2times20 ndash 130 = 6300 ndash 400 ndash 40 ndash 130 = 5730 мм = 573 м где lb ndash пролет ригеля в осях

b ndash размер колонны 20 ndash зазор между колонной и торцом ригеля 130 ndash размер площадки опирания Расчетная нагрузка на 1 м длины ригеля определяется с грузовой полосы

равной шагу рам в данном случае шаг рам 6 м(табл 1) Постоянная (g) - от перекрытия с учетом коэффициента надежности по ответственности зда-

нияγп = 10 gfl =gmiddotlnmiddotᵞn= 47middot60middot10 = 282 кНм

гдеln ndashшаг рам - от веса ригеля

gbn = (02middot045 + 02middot025) middot2500middot10-2 = 35 кНм где 2500 кгм3 ndash плотность железобетона С учетом коэффициента надежно-

сти по нагрузке γf = 11 и по ответственности здания γп = 10 gb = 35middot11middot10 = 385 кНм

Итого постоянная нагрузка погонная те с грузовой полосы равной шагу рамg1=gfl+ gb = 282 + 385 = 321 кНм

Временная нагрузка (V) с учетом коэффициента надежности по ответствен-ности здания γп = 10 и коэффициента сочетания (см табл1)

1

1

0604AA

ϕ = +

где А1 = 9 м2для помещений указанных в поз 1212[1] А ndash грузовая площадь ригеля А = 60times63 = 378 м2

10604 0693378

9

ϕ = + =

На коэффициент сочетания умножается нагрузка без учета перегородок V1=( Vp+ 1ϕ middot V0)middotᵞnmiddotln

V1= (06+0693middot195)middot10middot60 = 1171кНм Полная погонная нагрузка

g1 + V1 = 321 + 1171 = 438кНм

31

32

42 Определение усилий в ригеле Расчетная схема ригеля ndash однопролетная шарнирно опертая балка пролетом

l0 Вычисляем значение максимального изгибающего момента М и максимальной поперечной силы Q от полной расчетной нагрузки

( ) 2 21 1 0V 438 573 17976

8 8g l

M кН м+ sdot

= = = sdot

( )1 1 0V 438 573 12552 2

g lQ кН

+ sdot= = =

Характеристики прочности бетона и арматуры - бетон тяжелый класса В30 расчетное сопротивление при сжатии Rb = 170

МПа при растяжении Rbt= 115 МПа (табл 68[2] приложение 4) γb1 = 09 (6112[2])

- арматура продольная рабочая класса А500С диаметром 10-40 мм расчетное сопротивление Rs = 435 МПа=435Кнсм2 поперечная рабочая арматура класса А400 диаметром 6-8 мм Rsw = 280 МПа=280Кнсм2 (табл 615[2])

43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента

Определяем высоту сжатой зоны х = ξmiddoth0 где h0 ndash рабочая высота сечения ригеля ξ ndash относительная высота сжатой зоны определяемая в зависимости от αт

h0 = (hb ndash 5) = 40 см

201 hbR

M

bbm sdotsdotsdot=γ

α

М = 17081кНmiddotм = 17081кНmiddotсм Rb = 17 МПа = 17 кНсм2 b ndash ширина сечения ригеля b = 20 см

2 21 0

17980 036709 17 20 40m

b b

MR b h

αγ

= = =sdot sdot sdot sdot sdot sdot

1 1 2 1 1 2 0367 0485mξ α= minus minus = minus minus sdot = высота сжатой зоны х = ξmiddoth0 = 0485middot40 = 1938см Граница сжатой зоны проходит в узкой части сечения ригеля следовательно

расчет ведем как для прямоугольного сечения Расчет по прочности нормальных сечений производится в зависимости от со-

отношения относительной высоты сжатой зоны бетона и граничной относитель-ной высоты ξR при которой предельное состояние элемента наступает по сжатой зоне бетона одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения равного расчетному сопротивлению Rs

Значение ξR определяется по формуле

0

2

08

1

RR

s el

b

xh

ξ εε

= =+

(81[2])

где εsel ndash относительная деформация растянутой арматуры при напряжениях равных Rs

33

s

sels E

R=ε Rs = 435 МПа Еs = 2middot105МПа

εb2 ndash относительная деформация сжатого бетона при напряжениях равных Rb принимаемая равной 00035 (п 6120 [2])

00217501002

4355 =

sdot=elsε

4930

0035000217501

80=

+=Rξ

значение ξR можно определить по табл 32 [4] или по Приложению 11 тк ξltξR

площадь сечения растянутой арматуры определяется по формуле 1 0 09 17 20 0485 40 1365

435b b

ss

R b hAR

γ ξsdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot= = = см2

Если ξgtξR следует увеличить сечение ригеля или повысить класс бетона или запроектировать в сжатой зоне сжатую рабочую арматуру с площадью Аs

Если ξ = ξR = 0493 х = 0493middot40 = 1972 см те при ξ le ξR граница сжатой зо-

ны всегда проходит в узкой части сечения ригеля По найденной площади сечения растянутой арматуры по сортаменту (При-

ложение 12) подбираем 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Аsef = 1388см2 741

40201008813 =

sdotsdot

=micro

Площадь подобранной арматуры должна быть больше требуемой по расчету площади или равна ей

Можно подобрать стержни одинакового диаметра так чтобы площадь подо-бранной арматуры отличалась бы от площади требуемой арматуры незначитель-но

44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил

Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил производится на основе модели наклонных сечений [3] Ригель опирается на колонну с помощью консолей скрытых в его подрезке (рис 8) те имеет место резко изменяющаяся высота сечения ригеля на опоре При расчёте по модели наклонных сечений должны быть обеспечены проч-ность ригеля по бетонной полосе между наклонными сечениями по наклонному сечению на действие поперечной силы и изгибающего момента Для ригелей с подрезками на опорах производится расчёт по поперечной силе для наклонных сечений проходящих у опоры консоли образованной подрезкой При этом в расчётные формулы вводится рабочая высота h01короткой консоли ри-геля Таким образом в качестве расчётного принимаем прямоугольное сечение с размерами 1 20 30 b h смtimes = times в котором действует поперечная силаQ=1255 кН от полной расчётной нагрузки Рабочая высота сечения ригеля в подрезке составляет

01 27 h см= вне подрезки (у опор) 0 42 h см= в средней части пролёта 0 40 h см= При диаметре нижних стержней продольной рабочей арматуры ригеля ds=22мм с учётом требований п10312[2] назначаем поперечные стержни (хо-

34

муты) Oslash8 А400 Их шаг на приопорном участке предварительно принимаем по конструктивным соображениям 1 10 ws см= что в соответствии с п10313[2] не превышает 05h01=135см и 30 см Значения прочностных характеристик бетона класса В30 входящие в расчётные зависимости принимаем с учётом коэффици-ента условий работы 1 09bγ = Расчёт ригеля по бетонной полосе между наклонными трещинами произво-дится из условия

1 1 01b b bQ R bhϕ γle (855[2]) где 1bϕ minus коэффициент принимаемый равным 03 Проверка этого условия даёт

Q=1255 кН le 03times09times17times20times27=24786 кН те принятые размеры сечения ригеля в подрезке достаточны Проверяем требуется ли поперечная арматура по расчёту из условия

min 1 0105b b btQ Q R bhγle = (8133[2]) те Q=1255 кН gtQbmin=05times09times0115times20times27=2795 кН

поэтому расчёт поперечной арматуры необходим Находим погонное усилие в хомутах для принятых выше параметров попе-речного армирования 2101 swA см= (2Oslash8 А400) 285 swR МПа= 1 10 ws см=

11

280 101 283 10

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

Расчёт ригеля с рабочей поперечной арматурой по наклонному сечению про-изводится из условия

b swQ Q Qle + (856[2]) где b swQ Q minus поперечные силы воспринимаемые соответственно бетоном и попе-речной арматурой в наклонном сечении которые находятся по формулам

22 1 01 b b bt

bR bhQc

ϕ γ= 075sw swQ q c=

где с minus длина проекции наклонного сечения на продольную ось элемента 2bϕ minus коэффициент принимаемый равным 15 (п 8133[2])

Подставляя эти выражения в (856[2]) из условия минимума несущей спо-

собности ригеля по наклонному сечению в виде 0Qc

part=

part находим наиболее опас-

ную длину проекции наклонного сечения равную 2 2

2 1 01

1

15 09 0115 20 27 3266075 075 283

b b bt

sw

R bhc смq

ϕ γ times times times times= = =

times

35

36

которая должна быть не более 2h01 = 54 см С учётом этой величины условие (856[2]) преобразуем к виду

21 01

2

15 075

15 09 0115 20 27 075 283 3266 13863 3266

b btsw

R b hQ q сc

Q кН

γsdot sdot sdot sdotle + sdot sdot

sdot sdot sdot sdotle + sdot sdot =

1255 кН lt 13863 кН те условие прочности ригеля по наклонному сечению в подрезке при действии поперечной силы соблюдается

Необходимо также убедиться в том что принятый шаг хомутов смsw 101 = не превышает максимального шага хомутов maxws при котором ещё обеспечивается прочность ригеля по наклонному сечению между двумя соседними хомутами те

2 21 0

1 max09 0115 20 2710 1202

1255b bt

w wR b hs см s см

Qγ sdot sdot sdot sdot sdot

= lt = = asymp

Выясним теперь на каком расстоянии от опор в соответствии с характером эпюры поперечных сил в ригеле шаг поперечной арматуры может быть увеличен Примем согласно п10313[2] шаг хомутов в средней части пролёта равным

2 0075 075 40 30 ws h см= = times = что не превышает 500 мм Погонное усилие в хо-мутах для этого участка составляет

22

280 101 0942 30

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

что не меньше минимальной интенсивности этого усилия при которой попереч-ная арматура учитывается в расчёте

min 1025 025 09 0115 20 052 sw b btq R b кН смγ= = times times times asymp Очевидно что условие 1 minsw swq q для опорных участков ригеля соблюдается с ещё большим запасом При действии на ригель равномерно распределённой нагрузкиq=g1+v1 длина участка с интенсивностью усилия в хомутах 1swq принимается не менее значения

1l определяемого по формуле min

1 1bQ Q

l cq

minus= minus и не менее

40l

где minbQ minus то же что в формуле (2) но при замене 01h на рабочую высоту сечения ригеля в пролёте 0 40h см= 1с minus наиболее опасная длина проекции наклонного сечения для участка где изменяется шаг хомутов определяется по формуле (стр 34) с заменой в ней 01h на 0h а также 1swq на 2swq но не более 02 h

Тогда имеем min 05 09 0115 20 40 414 bQ кН= times times times times =

2

115 09 0115 20 40 8385

075 0942с смtimes times times times= =

times

Поскольку 1 02 80 с h см= то принимаем 1 80 c см= q=g+V=438 кНм=

37

=0438 кНсм тогда

11255 414 80 11201

0 438l смminus= minus =

В ригелях с подрезками у концов последних устанавливаются дополнитель-ные хомуты и отгибы для предотвращения горизонтальных трещин отрыва у вхо-дящего угла подрезки (рис 8) Эти хомуты и отгибы должны удовлетворять условию прочности

011

0

sin (1 )sw sw sw s inchR A R A Qh

θ+ ge minus

здесь 01 0 h h minus рабочая высота сечения ригеля соответственно в короткой консоли подрезки и вне её

Для рассматриваемого примера со сравнительно небольшим значением попе-речной силы примем дополнительные хомуты у конца подрезки в коли-честве 2Oslash12 А500С с площадью сечения 2

1 226 swA см= отгибы использовать не будем Тогда проверка условия прочности даёт

2730 226 678 1255 (1 ) 44842

кН кНtimes = gt times minus =

те установленных дополнительных хомутов достаточно для предотвращения го-ризонтальных трещин отрыва у входящего угла подрезки

Расчёт по прочности наклонного сечения проходящего через входящий угол подрезки на действие изгибающего момента производится из условия

s sw s incM M M Mle + + где М minus момент в наклонном сечении с длиной проекции laquoсraquo на продольную ось элемента Мs МswMsinc minus моменты воспринимаемые соответственно про-дольной и поперечной арматуройа также отгибами пересекаемыми рассмат-риваемым наклонным сечением относительно противоположного конца наклон-ного сечения (в отсутствии отгибов 0s incM = )

В рамках курсового проекта этот расчет не выполняется

45 Построение эпюры материалов Продольная рабочая арматура в пролете 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Пло-

щадь этой арматуры Аs определена из расчета на действие максимального изги-бающего момента в середине пролета В целях экономии арматуры по мере уменьшения изгибающего момента к опорам два стержня обрываются в пролете а два других доводятся до опор Если продольная рабочая арматура разного диа-метра то до опор доводятся два стержня большего диаметра

Площадь рабочей арматуры Аsef = 1388см2 Определяем изгибающий мо-мент воспринимаемый сечением ригеля с полной запроектированной арматурой 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С(Аs = 1388см2)

Из условия равновесия RsmiddotAs = γb1sdotRbmiddotbmiddotx гдех = ξmiddoth0

01

hbRAR

bb

efss

sdotsdotsdot

sdot=γ

ξ

38

Rs = 435 МПа = 435 кНсм2 Rb = 170 МПа = 17 кНсм2

493040207190

8813543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х = ξmiddoth0 = 0493middot40 = 1972см Изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля определяется из

условия равновесия М = RsmiddotAs(h0 ndash05х) М(2Oslash20+2Oslash22)= 435middot1388middot(40 ndash 05middot1972) = 181979кНmiddotсм = 182кНmiddotм

182кНmiddotмgt 17081кНmiddotм то есть больше действующего изгибающего момента от полной нагрузки это значит что прочность сечения обеспечена

До опоры доводятся 2Oslash22 А500С h0 = 45 ndash 3 = 42 см (см рис 9) As=76 см2

257042207190

67543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х1 = ξmiddoth0 = 0257middot42 = 108см Определяем изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля с рабо-

чей арматурой в виде двух стержней доводимых до опоры М(2Oslash22) = RsmiddotAs(2Oslash22) (h0 ndash05х1) М(2Oslash22) = 435middot76middot(42 ndash 05middot108) = 1209996кНmiddotсм =121кНmiddotм

Откладываем в масштабе на эпюре моментов полученные значения изгибаю-щих моментов М(2Oslash20+2Oslash22) и М(2Oslash22) и определяем место теоретического обрыва ра-бочей арматуры ndash это точки пересечения эпюры моментов с горизонтальной ли-нией соответствующей изгибающему моменту воспринимаемому сечением ри-геля с рабочей арматурой в виде двух стержней М(2Oslash22) (рис 10)

Эпюра моментов для этого должна быть построена точно с определением значений изгибающих моментов в

81 в

82 и в

83 пролета

Изгибающий момент в любом сечении ригеля определяется по формуле ( )

2

2xvgxRM Axsdot+

minussdot= где RA ndash опорная реакция х ndash текущая координата

( ) 0 12552A

g v lR Q

+ sdot= = = кН

При 081 lx = = 0716 м

2

18

438 07161255 0716 7862

M кН мsdot= sdot minus = sdot

При 082 lx = = 1433 м

2

28

438 14331255 1433 13482

M кН мsdot= sdot minus = sdot

39

40

При 083 lx = = 2149 м

0

2

38

438 21491255 2149 16852l

M кН мsdot= sdot minus = sdot

Длина анкеровки обрываемых стержней определяется по следующей зависи-мости

ddqQw

sw

1552

ge+= где d ndash диаметр обрываемой арматуры

Поперечная сила Q определяется графически в месте теоретического обрыва в данном случае Q = 72кН

Поперечные стержни Oslash8 А400 Rsw = 285 МПа с Аsw = 101см2 в месте теоре-тического обрыва имеют шаг 10 см

88210

011528=

sdot=

sdot=

w

swswsw S

ARq кНсм

72 5 20 2252 288

W = + sdot =sdot

см что меньше15d=1520=30 см

Принимаем W = 30 см Место теоретического обрыва арматуры можно определить аналитически

Для этого общее выражение для изгибающего момента нужно приравнять момен-ту воспринимаемому сечением ригеля с арматурой 2Oslash22 А500

М(2Oslash22) = 121кНsdotм ( ) ( ) 2 2

0 438 573 4382 2 2 2

g V l g V x xМ x x+ sdot + sdot sdot sdot

= sdot minus = sdot minus

1255х ndash 219х2 = 121 х2 ndash 573х + 553 = 0

212 2865 2865 581 2865 16365х = plusmn minus = plusmn

х1 = 1228м х2 = 553м Это точки теоретического обрыва арматуры Длина обрываемого стержня будет равна 4502ndash 1228 + 2middot03 = 3874м При-

нимаем длину обрываемого стержня 4 м Определяем аналитически величину поперечной силы в месте теоретического

обрыва арматуры ( ) ( )0

2g V l

Q g V x+ sdot

= minus + sdot

438 573 438 1228 7172

Q кНsdot= minus sdot =

Графически поперечная сила была принята 72кН с достаточной степенью точности

41

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ Для проектируемого 8-этажного здания принята сборная железобетонная ко-

лонна сечением 40times40 см Для колонн применяется тяжелый бетон классов по прочности на сжатие не

ниже В15 а для сильно загруженных ndash не ниже В25 Армируются колонны про-дольными стержнями диаметром 16 hellip40 мм из горячекатаной стали А400 А500С и поперечными стержнями преимущественно из горячекатаной стали класса А240

51 Исходные данные Нагрузка на 1 м2 перекрытия принимается такой же как и в предыдущих рас-

четах (см табл 1) Нагрузка на 1 м2 покрытия

Таблица 3 Вид нагрузки Нормативная нагруз-

ка (γf= 1) кНм2

Коэффициент надежности

по нагрузке γf

Расчетная нагрузка

(γfgt 1) кНм2 1 2 3 4

Гидроизоляционный ковер (3 слоя) 0150 13 0195 Армированная цементно-песчаная стяжка δ = 40 мм ρ = 2200 кгм3

0880 13 1144

Керамзит по уклону δ = 100 мм ρ = 600 кгм3

0600 13 0780

Утеплитель ndash минераловатные пли-ты δ = 150 мм ρ = 150 кгм3

0225 12 0270

Пароизоляция 1 слой 0050 13 0065 Многопустотная плита перекрытия с омоноличиванием швов δ = 220 мм

3400 11 3740

Постоянная нагрузка (groof) 5305 6194 Временная нагрузка ndash снеговая S = Sg 1800middot07 = 1260 ndash 1800 в том числе длительная часть снего-вой нагрузки Sl

0630 ndash 0900

Полная нагрузка (groof+ S) 6565 7994 - полная кратковременная снеговая нагрузка и коэффициент μ принимаются по СП 20133302011 или по Приложению 16

42

Материалы для колонны Бетон ndash тяжелый класса по прочности на сжатие В25 расчетное сопротивле-

ние при сжатии Rb = 145 МПа (табл 68[2] Приложение 4) Арматура minus продольная рабочая класса А500С (диаметр 16 hellip40мм) расчётное сопро-

тивление Rs = Rsc = 435 МПа (табл 614[2] Приложение 7) minus поперечная ndash класса А240

52 Определение усилий в колонне

Рассчитывается средняя колонна подвального этажа высотой hfl = 28 м Вы-сота типового этажа hflтакже равна 28 м

Грузовая площадь колонныА = 6times63 = 378 м2 Продольная сила N действующая на колонну определяется по формуле

N = γn(g +Vp + φзV0) nmiddotA + gb(n + 1) + gcol(n + 1) + γn(groof + S)A где n ndash количество этажей В нашем случае n = 8А ndash грузовая площадь g VpV0 ndash соответственно постоянная и временная нагрузки на 1 м2 перекрытия по табл 1

Согласно табл 1 g = 47 кНм2 Vp = 06кНм2V0 = 195кНм2 groof ndash постоянная нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 (groof = 6194 кНм2) S ndash полная снеговая нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 gbndash собственный вес ригеля с учетом γf и γnдлиной (63 ndash 04) = 59 м gb= 385middot59 = 2272кН 385 кНм ndash погонная нагрузка от собственного веса ригеля (см расчет риге-

ля) gcol ndash собственный вес колонны gcol = γnmiddot γf middot ρmiddot Аcolmiddothfl = 10middot11middot2500(10-2) middot04middot04middot28 = 1232 кН φ3 ndash коэффициент сочетаний (коэффициент снижения временных нагрузок в

зависимости от количества этажей) определяемый по формуле (83[1]) 1

30 404n

ϕ minusϕ = +

где φ1= 069 (см расчет ригеля) 10693 0404 0504

8ϕ minus

= + =

N = 10middot(47 +06+ 0504middot195) middot8middot378 + 2272middot (8 + 1) + 1232middot (8 + 1) + + 10middot (6194 + 18) middot378 = 251745кН

53 Расчет колонны по прочности

Расчет по прочности колонны производится как внецентренно сжатого эле-мента со случайным эксцентриситетом еа

3313040

301

=== colа he см 470600280

600=== fl

а

he см еа = 1 см

Однако расчет сжатых элементов из бетона классов В15 hellipВ35 (в нашем слу-чае В25) на действие продольной силы приложенной с эксцентриситетом е0 =

33130

== colа

he см при гибкости l0hcollt 20 допускается производить из условия

N le Nult (816[2])

43

где Nult - предельное значение продольной силы которую может воспринять элемент определяемое по формуле

Nult le ϕ(γb1RbAb + RscAstot) (817[2]) где Ab ndash площадь сечения колонны Astot ndash площадь всей продольной арматуры в сечении колонны l0 ndash расчетная длина колонны подвала с шарнирным опиранием в уровне 1-го

этажа и с жесткой заделкой в уровне фундамента Rscndash расчетное сопротивление арматуры сжатию

l0 = 07(hfl + 15 см) = 07(280 + 15) = 2065 см l0hcol =206540=516lt20 Ab=4040=1600 см2

ϕ - коэффициент принимаемый при длительном действии нагрузки по табл 81[2] или по Приложению 18 в зависимости от гибкости колонны

При l0hcol =516 коэффициент ϕ = 092

1

251745 09 145 1600092 149

435

b b b

s totsc

N R AA

R

γφminus minus sdot sdot

= = = см2

Из условия ванной сварки выпусков продольной арматуры при стыке колонн минимальный ее диаметр должен быть не менее 20 мм

Принимаем 4Oslash22 А500С Asef = 152 см2 152 100 095 021600

micro = sdot = gt тк l0hcolasymp 5

Диаметр поперечной арматуры принимаем Oslash6 А240 (из условия сварки c продольной арматурой) Шаг поперечных стержней s = 300 мм что удовлетворяет конструктивным требованиям (п10314[2]) s le 15d = 15middot22 = 330 мми s le 500 мм

Если μgt3 то шаг поперечных стержней должен быть s le 10d иs le 300 мм Армирование колонны показано на рис11

44

45

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ

61 Исходные данные Грунты основания ndash пески средней плотности условное расчётное сопротив-

ление грунта R0 = 035 МПа = 0035 кНсм2 = 350 кНм2 Бетон тяжелый класса В25 Расчетное сопротивление растяжению

Rbt = 105 МПа γb1 = 09 Арматура класса А500С Rs = 435 МПа= 435кНсм2 Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах

γm = 20 кНм3 Высоту фундамента предварительно принимаем 90см C учётом пола подвала

глубина заложения фундамента Н1 = 105 см Расчетное усилие передающееся с колонны на фундамент N = 251745кН Нормативное усилие

Nn = Nγfm = 251745115 = 218735кН где γfm = 115 ndash усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке

62 Определение размера стороны подошвы фундамента Площадь подошвы центрально нагруженного фундамента определяется по

условному давлению на грунт R0 без учета поправок в зависимости от размеров подошвы фундамента и глубины его заложения

0 1

218735 665350 20 105

n

m

NAR Hγ

= = =minus minus sdot

м2

Размер стороны квадратной подошвы фундамента 665 258a A= = = м Принимаем а = 27 м (кратно 03 м) Давление на грунт от расчетной нагрузки

2

Npa

= =251745272 = 3453кНм2 lt R0

63 Определение высоты фундамента Рабочая высота фундамента из условия продавливания

504

2

10 pR

Nhh

btb

col

++minus=

γ

0 3

25174502 05 0 2 0698 0 49809 105 10 3453

h м= minus + = minus + =sdot sdot +

Полная высота фундамента устанавливается из условий 1) продавливания Hf =(h0+005)=0498 + 005 = 0548м 2) заделки колонны в фундаменте

Hf = 15hcol + 025(м) = 15middot04 + 025 = 085 м 3) анкеровки сжатой арматуры колонны Hf = han + 025(м) Базовая длина анкеровки необходимая для передачи усилия в арматуре с

полным расчетным сопротивлением Rs на бетон определяется по формуле [3]

sbond

ssan UR

ARh =0

где As и Us ndash соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения (в нашем случае для арматуры Oslash22

As = 3801см2 Us = πd = 314middot22 = 6908 см) Rbond ndash расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном принимае-

мое равномерно распределенным по длине анкеровки

46

Rbond = γb1middotη1middotη2middotRbt где η1 ndash коэффициент учитывающий влияние вида поверхности арматуры

Для горячекатаной арматуры периодического профиля η1 = 25 η2 - коэффициент учитывающий влияние размера диаметра арматуры при-

нимаемый равным 10 ndash при диаметре продольной арматуры dsle32 мм 09 ndash при ds = 36 мм и ds = 40 мм Rbond = 09middot25middot1middot105 = 236 МПа

0435 3801 10142 236 6908anh смsdot

= =sdot

Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле[3]

efs

calsanan A

Ahh

0α=

где Ascаlи Asef ndash площади поперечного сечения арматуры соответственно требуе-мая по расчету и фактически установленная (для нашего случая Ascаl= 149 см2 Asef = 152 см2) α ndash коэффициент учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного со-стояния бетона и арматуры Для сжатых стержней периодического профиля α = 075Тогда

149075 10142 745615 2anh = sdot sdot = см

Кроме того согласно требованиям [3] фактическую длину анкеровки необ-ходимо принимать han ge 03h0an = 03middot10142 = 3043 см

han ge 15ds = 15middot20 = 30 см han ge20 см Из четырех величин принимаем максимальную длину анкеровки те han = 7456см

Следовательно из условия анкеровки арматуры Hf = 7456 + 25 = 9952см

Принимаем трехступенчатый фундамент общей высотой 100 см и с высотой ступеней 30 см и 40 см При этом ширина первой ступени а1 = 11 м а второй а2 = 18 м

Проверяем отвечает ли рабочая высота нижней ступени h03 = 40 ndash 5 = 35см условию прочности при действии поперечной силы без поперечного армирования в наклонном сечении Для единицы ширины этого сечения (b = 100 см) должно выполняться условие

Q = pl le Qbmin = 05γb1Rbth03b Поперечная сила от давления грунта

Q = pl= 05(а - a2 - 2h03)р где а - размер подошвы фундамента

h03 = 40 ndash 5 = 35см р ndash давление на грунт от расчетной нагрузки (на единицу длины) Q = 05(27 ndash18 - 2middot035) middot34533 = 3453кН Q = 3453кНltQbmin = 05middot09middot105middot103middot035middot10 = 16538кН ndash прочность обеспе-

чена

47

64 Расчет на продавливание

Проверяем нижнюю ступень фундамента на прочность против продавлива-ния

Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производится из условия (887[2]) F le Fbult где Fbult - пре-дельное усилие воспринимаемое бетоном

Fbult = γb1RbtAb

где Fminusпродавливающая сила принимаемая равной продольной силе в колонне подвального этажа на уровне обреза фундамента за вычетом нагрузки создавае-мой реактивным отпором грунта приложенным к подошве фундамента в преде-лах площади с размерами превышающими размер площадки опирания (в дан-ном случае второй ступени фундамента 2 2 18 18 a a мtimes = times ) на величину 0h во всех направлениях Ab ndash площадь расчетного поперечного сечения расположен-ного на расстоянии 05h0от границы площади приложения силы Nс рабочей высо-той сечения h0 В нашем случае h0 = h03 = 025м

Площадь Ab определяется по формуле Ab = Umiddoth03

где U ndash периметр контура расчетного сечения (см рис12а) U = (а2 + 2middot05h03) middot4 = (18 + 2middot05middot035) middot4 = 86 м

Площадь расчётного поперечного сеченияAb = 86middot035 = 301м2 Продавливающая сила равна

F=N-pA1

здесь p=3453 кНм2 minus реактивный отпор грунта A1minusплощадь основания продавливаемого фрагмента нижней ступени фундамен-

та в пределах контура расчётного поперечного сечения равная A1=(a2+205h03)2=(18+205035)2=462 м2

Проверка условия (697) [3] показывает

F=92202 кН lt 09105103301 = 284445 кН

те прочность нижней ступени фундамента против продавливания обеспече-на

48

49

65 Определение площади арматуры подошвы фундамента Подбор арматуры производим в 3-х вертикальныхсечениях фундамента

что позволяет учесть изменение параметров его расчётной схемы в качестве ко-торой принимается консольная балка загруженная действующим снизу вверх равномерно распределенным реактивным отпором грунта Для рассматривае-мых сечений вылет и высота сечения консоли будут разными поэтому выявить наиболее опасное сечение можно только после определения требуемой площади арматуры в каждом из них (см рис13)

Сечение I-I МI-I = 0125р (а ndash hcol)2middot a = 0125middot34533(27 ndash 04)2middot27 = 61654кНmiddotм Площадь сечения арматуры определяем по формуле

2

01

61654 10 165709 09 95 435

I IsI

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение II-II МII-II= 0125р(аndash а1)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 11)2middot27 = 29836кНmiddotм

2

02

29836 10 117209 09 65 435

II IIsII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение III-III МIII-III= 0125р(аndash а2)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 18)2middot27 = 944кНmiddotм

2

03

944 10 68809 09 35 435

III IIIsIII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Из трёх найденных значений подбор арматуры производим по максимально-му значению теAsmax = 1657см2

Шаг стержней принимается от 150 ммдо 300 мм (кратно 50 мм) При ширине подошвы фундамента а le 3 мминимальный диаметр стержней dmin = 10 мм при аgt3 мdmin = 12 мм

Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлени-ях арматурой из стержней Oslash14 А500с шагом 250 мм

Имеем 11Oslash14 А500С с As = 16929см2gtAsI = maxsA = 1657см2 Процент армирования μ

- в сечении I-I 11 01

16929100 100 0156 01110 95

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении II-II 22 02

16929100 100 0145 01180 65

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении III-III 33 03

16929100 100 0179 01270 35

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

Так как во всех сечениях μigtμmin=01 количество принятой арматуры оставляем без изменений В случае μiltμmin=01 диаметр принятой арматуры следует увеличить или уменьшить ее шаг

Конструкция фундамента приведена на рис13

50

51

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 СП 20133302011 Нагрузки и воздействия Актуализированная редакция СНиП 20107-85 М ГУП ЦПП 2011

2 СП 63133302012 Бетонные и железобетонные конструкции Основные положения Актуализированная редакция СНиП 52-101-2003 М ФГУП ЦПП 2004

3 ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований 4 СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные кон-

струкции М ФГУП ЦПП 2005 5 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из

тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

6 Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетон-ных конструкций из тяжелого бетона (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

52

ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Минимальный класс бетона элементов с предварительно напряженной арматурой

Таблица 4

Характеристика напрягаемой Класс бетона арматуры не ниже

Арматура классов

А540-А800

В20 А1000 В30

Арматура классов

Вр1200 Вр1300

В30 Вр1400 Вр1600 Вр1600 В20

К1400 К1500 К1600 К1700 В30

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин ndash acrсult из условия обеспечения сохранности арматуры

Таблица 5

Для элементов к которым не предъявляются требования непрониwаемости значения acrсult принимают равными

При арматуре классов

При продолжительном рас-крытии трещин мм

При непродолжительном раскрытии трещин мм

А240-А600 В500 03 04

А800А1000 Вр1200-Вр1400 К1400К1500(К-19) К1500(К-7)К1600 диаметром 12 мм

02 03

Вр1500 К1500(К-7)К1600 диамет-ром 6 и 9 мм

01 02

53

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Нормативные сопротивления бетона Rbnи Rbtn

Таблица 6

Вид сопротивления

Нормативные сопротивления бетона RbnиRbtn и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй

группы RbserиRbtser МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осевое (призменная прочность)

Rbn и Rbser

75 110 150 185 220 255 290 320 360 395 430

Растяже-ние осевое

Rbtn Rbtser 085 110 135 155 175 195 210 225 245 260 275

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Расчетные сопротивления бетона Rbи Rbt Таблица 7

Видсопротивления

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbи Rbt МПа при классе бетона

по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осе-вое(призменная прочность)

Rb

60 85 115 145 170 195 220 250 275 300 330

Растяжение осевое Rbt

056 075 090 105 115 130 140 150 160 170 180

Полностью таблицы нормативных и расчетных сопротивлений бетона см [2]

54

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения начального модуля упругости бетона Еь Таблица 8

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еьmiddot10-3 МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

190 240 275 300 325 345 360 370 380 390 395

55

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rsn

Таблица 9

Арматура классов

Номинальный диаметр арматуры мм

Нормативные значения сопротивления растяжению Rsnи расчетные значения сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы Rsser МПа

А240 6-40 240

А400 6-40 400

А500 10-40 500

А540 20-40 540

А600 10-40 600

А800 10-32 800

А1000 10-32 1000

В500 3-12 500

Вр500 3-5 500

Вр1200 8 1200

Вр1300 7 1300

Вр1400 4 5 6 1400

Вр1500 3 1500

Вр1600 3-5 1600

К1400(К-7) 15 1400

К1500(К-7) 6 9 12 1500

К1500(К-19) 14 1500

К1600 6 9 12 15 1600

К1700 6-9 1700

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 13: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

13

14

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы Геометрические характеристики приведенного сечения

Круглое очертание пустот заменим эквивалентным квадратным со стороной с = 09d = 09middot159 = 143 см

Размеры расчетного двутаврового сечения толщина полок fhprime = hf= (22 ndash 143)middot05 = 385 см ширина ребраb = 146 ndash 143middot7 = 459 см

ширина полок fbprime = 146 см bf= 149 см Определяем геометрические характеристики приведенного сечения

27710527

1023

5

=sdot

sdot==

b

s

EEα

Площадь приведенного сечения Ared = A + αAs = f fb hprime primesdot + bfmiddothf+ bmiddotс + αAsp = (146 + 149)middot385 + 459middot143 +

+727middot471 = 18264 см2 А = 179216 см2 ndash площадь сечения бетона Статический момент приведенного сечения относительно нижней грани Sred= f fb hprime primesdot ( hndash 05 fhprime ) + bfmiddot hfmiddot05hfmiddot + bmiddotсmiddot05h +αmiddotAspmiddotа = = 146middot385middot(22 ndash 05middot385) +149middot385middot05middot385 + 459middot143middot05middot22 +

+ 727middot471middot3 = 197112 см3 Удаление центра тяжести сечения от его нижней грани

смASу

red

red 810791041826219711

0 asymp===

Момент инерции приведенного сечения относительно его центра тяжести

( ) ( )

( ) ( ) ( )

( )

3 332 20 0

32 2 20 0

3 32

( )05 05

12 12 12146 38505 146 385 22 108 05 385

12459 143 149 385459 143 05 22 108 149 385 108 05

12 12

f f f fred f f f

f f f sp

b h b hbcI b h h y h b c h y

b h y h A y aα

prime prime sdotprime prime prime= + sdot sdot minus minus + + sdot sdot minus + +

sdot+ sdot sdot minus + sdot minus = + sdot sdot minus minus sdot +

sdot sdot+ + sdot sdot sdot minus + + sdot sdot minus sdot( )

( )

2

2 4

385

727 471 108 3 1082368 см

+

+ sdot sdot minus =

Момент сопротивления приведенного сечения по нижней грани 3

0

910021810

8108236 смy

IW redred ===

То же по верхней грани sup 3

0

9664redred

IW смh y

= =minus

Расчет предварительно напряженных изгибаемых элементов по раскрытию трещин производят в тех случаях когда соблюдается условие

М gt Mcrc (8116[2]) М ndash изгибающий момент от внешней нагрузки (нормативной)

15

Mcrc ndash изгибающий момент воспринимаемый нормальным сечением элемента при образовании трещин и равный

Mcrc = RbtsermiddotWpl + Pmiddoteяр (936[2]) Wplndash момент сопротивления приведенного сечения для крайнего растянутого

волокна eяр = еор + r ndash расстояние от точки приложения усилия предварительного об-

жатия до ядровой точки наиболее удаленной от растянутой зоны еор ndash то же до центра тяжести приведенного сечения r ndash расстояние от центра тяжести приведенного сечения до ядровой точки Wpl= 125Wred для двутаврового симметричного сечения (табл41[6]) Р ndash усилие предварительного обжатия с учетом потерь предварительного

напряжения в арматуре соответствующих рассматриваемой стадии работы эле-мента Определяем

смAWr

red

red 49541826910021===

еoр = у0 ndash а = 108 ndash 3 = 78 см eяр = 78 + 549 = 1329 см Wpl = 125middot100219 = 125274 см3

16

Потери предварительного напряжения арматуры Первые потери предварительного напряжения включают потери от релакса-

ции напряжений в арматуре потери от температурного перепада при термической обработке конструкций потери от деформации анкеров и деформации формы (упоров)

Вторые потери предварительного напряжения включают потери от усадки и ползучести бетона при натяжении арматуры на упоры (п 9112[2])

Потери от релаксации напряжений арматуры ∆σsp1 определяют для арматуры классов А600-А1000 при электротермическом способе натяжения в соответствии с п 91[2]

∆σsp1 = 003σsp = 003middot480 = 144 МПа Потери от температурного перепада при агрегатно-поточной технологии

принимаются равными 0 ∆σsp2 = 0 Потери от деформации формы при электротермическом способе натяжения

арматуры не учитывают ∆σsp3 = 0 Потери от деформации анкеров при электротермическом способе натяжения

арматуры не учитывают ∆σsp4 = 0 Первые потери

∆σsp(1) =∆σsp1 + ∆σsp2 + ∆σsp3 + ∆σsp4 = 144 МПа Потери от усадки бетона

∆σsp5 = εbshmiddotEs εbsh ndash деформации усадки бетона значения которых можно принимать в зави-

симости от класса бетона равными 000020 ndash для бетона классов В35 и ниже 000025 ndash для бетона класса В40 000030 ndash для бетона классов В45 и выше ∆σsp5 = 00002middot2middot105 = 40 МПа Потери от ползучести бетона ∆σsp6 определяются по формуле

( )crbred

redsjspj

bpjcrbsp

IAy

2

6

80111

80

ϕαmicro

σαϕσ

+sdot

sdot++

sdot=∆

где φbcr ndash коэффициент ползучести бетона определяемый согласно п 6116[2] или по Приложению 15 Принимаем φbcr = 28 σbpj ndash напряжение в бетоне на уровне центра тяжести рассматриваемой j ndash ой группы стержней напрягаемой арматуры

(1) (1) opbp

red red

P P e yA I

σ = +

Р(1) ndash усилие предварительного обжатия с учетом только первых потерь еор ndash эксцентриситет усилия Р(1) относительно центра тяжести приведенного сече-ния yndash расстояние от центра тяжести приведенного сечения до рассматриваемого во-локна y = еор + 3(см)

b

s

EE

17

μspj ndash коэффициент армирования равный AspjA гдеА ndash площадь поперечного сече-ния элемента Aspj ndash площадь рассматриваемой группы стержней напрягаемой ар-матуры

Р(1) = Asp(σsp ndash ∆σsp(1)) σsp = 480 МПа = 48 кНсм2 ∆σsp(1) = 144МПа = 144кНсм2 Р(1) = 471(48 ndash 144) = 2193 кН еор = 78 см y=108см

2193 2193 78 108 029118264 1082368bpσ sdot sdot

= + = кНсм2 = 29МПа

σbplt09Rbp Rbp =10 МПа А = 179216 см2 0026280

161792714

==micro

( )6 2

08 727 28 29 419778 182641 727 0002628 1 1 08 28

1082368

spσ sdot sdot sdot∆ = =

sdot+ sdot + sdot + sdot

МПа

Полное значение первых и вторых потерь

( ) sum=

=

∆=∆6

12

i

ispisp σσ

(912[2])

∆σsp(2) = 144 + 40 + 4197 = 9637МПа При проектировании конструкции полные суммарные потери для арматуры

расположенной в растянутой при эксплуатации зоне сечения элемента следует принимать не менее 100МПа (п 9110[2]) поэтому принимаем ∆σsp(2) = 100 МПа

После того как определены суммарные потери предварительного напряже-ния арматуры можно определить Мcrc

(2)P = (σsp ndash ∆σsp(2))middotAsp

(2)P ndash усилие предварительного обжатия с учетом полных потерь

(2)P = (480 ndash 100) middot471 = 17898 кН Мcrc = 0135middot125274 + 17898middot1329 = 40698кНmiddotсм = 4070кНmiddotм Так как изгибающий момент от полной нормативной нагрузки

Мn = 3727 кНmiddotм меньше чем Мcrc =4070кНmiddotм то трещины в растянутой зоне от эксплуатационных нагрузок не образуются

Расчет прогиба плиты

Расчет изгибаемых элементов по прогибам производят из условия f le fult (8139 [2])

где f ndash прогиб элемента от действия внешней нагрузки fult ndash значение предельно допустимого прогиба При действии постоянных длительный и кратковременных нагрузок прогиб

балок или плит во всех случаях не должен превышать 1200 пролета Для свободно опертой балки максимальный прогиб определяют по формуле

max

2 1

=

rSlf

18

где S ndash коэффициент зависящий от расчетной схемы и вида нагрузки при действии равномерно распределенной нагрузки S = 548 при двух равных момен-тах по концам балки от силы обжатия ndash S = 18

max

1

r ndash полная кривизна в сечении с наибольшим изгибающим моментом от

нагрузки при которой определяется прогиб Полную кривизну изгибаемых элементов определяют для участков без тре-

щин в растянутой зоне по формуле

321

1111

minus

+

=

rrrr

где1

1

rndash кривизна от непродолжительного действия кратковременных нагру-

зок

2

1

rndash кривизна от продолжительного действия постоянных и длительных

нагрузок

3

1

rndash кривизна от непродолжительного действия усилия предварительно-

го обжатия Р(1)вычисленного с учётом только первых потерь те при действии момента (1) 0 pM P e= sdot

Кривизну элемента на участке без трещин определяют по формуле

redb IEM

r sdot=

1

1

где М ndash изгибающий момент от внешней нагрузки или момент усилия пред-варительного обжатия относительно оси проходящей через центр тяжести приве-денного сечения

Ired ndash момент инерции приведенного сечения Eb1 ndash модуль деформации сжатого бетона определяемый по формуле

crb

bb

EE

1 1 ϕ+=

гдеφbcr ndash коэффициент ползучести бетона принимаемый minus 018b crϕ = minus при непродолжительном действии нагрузки minus по табл612[2] или по Приложению15 в зависимости от класса бетона на сжатие и относительной влажности воздуха окружающей среды minus при продолжительном действии нагрузки minus при непродолжительном действии нагрузки Eb1=085Eb (8146[2]) Прогиб определяется с учетом эстетико-психологических требований те от

действия только постоянных и временных длительных нагрузок [1]

2 1

1 nl

b red

Mr E I

= sdot

nlM ndash изгибающий момент от продолжительного действия постоянных и дли-тельных нагрузок равный Мnl = 299 кНmiddotм (см п22)

19

33

1 102478310527

821sdot=

sdot=

+= b

bEE МПа = 724middot102кНсм2

52

2

1 2999 13827 10724 10 1082368r см

minus = = sdot sdot sdot

В запас жёсткости плиты оценим её прогиб только от постоянной и длитель-

ной нагрузок (без учёта выгиба от усилия предварительного обжатия) 5 25( 3827 10 ) 569 129 2845

48f см смminus= sdot sdot sdot = lt

Допустимый прогиб f = (1200)l = 569200 = 2845 см Так как f lt f ult можно выгиб в стадии изготовления не учитывать

20

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО

НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2

31 Исходные данные

Постоянная нагрузка та же что при расчете плиты перекрытия на действие нагрузки V =15 кНм2 (см п 21)

Нагрузки на 1м2 перекрытия Таблица 2

Вид нагрузки Нормативная нагрузка кНм2

Коэф-т надежности по нагрузке

γf

Расчетная нагрузка

кНм2

1 2 3 4 Постоянная нагрузка g 414 47

Временная Перегородки δ = 120 мм (при-веденная нагрузка длитель-ная) V p

05 12 06

Полезная (из задания) 45 12 54 в том числе кратковременная Vsh

29

12

348

длительная V lon 16 12 192 Итого временная нагрузка V 50 60 Временная нагрузка без учета перегородок V 0

45 54

Полная нагрузка g + V 914 107

Нагрузка на 1 погонный метр длины плиты при номинальной ее ширине 15м - расчетная постоянная g = 47middot15middot10 = 705 кНм - расчетная полная (g + V) = 107middot15middot10 = 1605 кНм - нормативная постоянная gп = 414middot15middot10 = 621 кНм - нормативная полная (gп + Vп) = 914middot15middot10 = 1371 кНм - нормативная постоянная и длительная (gп + Vlonп) = (414 + 21)middot15middot10 =

936 кНм

32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы

Определение внутренних усилий Материалы для плиты расчетный пролет и поперечное сечение те же что в

пункте 21 Усилия от расчетной полной нагрузки

( ) 2 20V 1605 569 6496

8 8g l

M кН м+ sdot sdot

= = = sdot

21

( ) 0V 1605 569 45662 2

g lQ кН

+ sdot sdot= = =

Усилия от нормативной нагрузки - полной

( ) 2 20V 1371 569 5548

8 8n n

п

g lM кН м

+ sdot= = = sdot

- постоянной и длительной ( ) 2 2

0 936 569 37888 8

n lon nn

g V lM кН м

+ sdot= = = sdot

Расчет по прочности на действие изгибающего момента

2 21 0

6496 011909 115 146 19m

b b f

MR b h

αγ

= = =sdot sdot sdot sdot sdot sdot

1 1 2 1 1 2 0119 01280435( 22)

m

R см пξ αξ= minus minus = minus minus sdot =

=

012 0277 060435R

ξξ

= = lt γs3 = 11

3

01

ss

fbbsp R

hbRA

γξγ sdotsdotsdotsdot

=

2

2

09 115 146 0128 19 642 11 52

520 52

sp

s

A см

R МПа кН см

sdot sdot sdot sdot= =

sdot

= =

Принимаем 6Oslash12А600 Аspef = 679 см2

Расчет по прочности при действии поперечной силы

Условие прочности по бетонной полосе между наклонными сечениями удо-влетворяется

4566 кНlt 22240кН(см п 22) Условие прочности по наклонному сечению

Q le Qb + Qsw допускается производить расчет наклонного сечения из условия

Q1geQb1+Qsw1 (860[2]) Qb1=05middotγb1middotRbmiddotbmiddoth0 (861[2]) Qsw1=qswmiddoth0 (862[2]) Qb1=05middot09middot009middot377middot19=2901кН

То поперечная арматура (хомуты) необходима по расчету для восприятия усилия

Qsw1 = 4566 ndash 2907 = 1665 кН

22

23

Поперечная арматура учитывается в расчете если qswgeqswmin

qswmin=025γb1Rbtb (п 8133[2])

Усилие в поперечной арматуре на единицу длины равно 1

0sw

swQqh

=

1665 087619swq = = кНсмltqswmin = 025middot09middot009middot377 = 0763кНсм

w

swswsw S

ARq sdot= (859[2])

Назначая шаг хомутов Sw = 10см le 05middoth0 (8311[3]) получаем 0876 10 0292

30sw w

swsw

q SARsdot sdot

= = = см2

Rsw = 300 МПа = 30 кНсм2 Проверяем прочность сечения при действии поперечной силы Условие

прочности Q1 le Qb1 + Qsw1 Q1 = 4566 кН - поперечная сила действующая в сечение Qb1 = 2901 кН Qsw1 = qswmiddoth0

30 078 23410

sw swsw

w

R AqSsdot sdot

= = = кнсм

Qsw1 = 234middot19 = 4446кН 4566 кН lt (2901 + 4466)кН 4566 кН lt 7347 кН

Прочность обеспечена Окончательно принимаем на приопорных участках плиты по четыре каркаса

с поперечной рабочей арматурой (хомутами) расположенной с шагомSw = 10см Для 4Oslash5 В500С в одном сечении имеем Аswef = 078см2gtАsw

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы

Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)

Ared = 184148 см2 Sred = 1975656 см3 у0= 1073 см

( ) ( )

( ) ( )

3 32 2

32 2 4

146 385 459 14146 385 22 1073 05 385 459 143 05 22 107312 12

149 385 149 385 1073 05 385 727 679 1073 3 1084577312

redI

см

sdot sdot= + sdot sdot minus minus sdot + + sdot sdot sdot minus +

sdot+ + sdot sdot minus sdot + sdot sdot minus =

3

0

10845773 1010791073

redred

IW смy

= = = sup 310845773 9623581127redW см= =

24

W= 125Wred = 125middot101079 = 126349 см3 101079 549184148

red

red

Wr смA

= = =

е0 = 1073 ndash 3 = 773 см eяр = 773 + 549 = 1322 см

Потери предварительного напряжения арматуры ∆σsp1 =144 МПа ∆σsp2 = 0 ∆σsp3 = 0 ∆σsp4 = 0 Таким образом первые потери составляют ∆σsp(1) =144 МПа

∆σsp5 = 40 МПа

11 орbp

red red

Pe yPA I

σ = + (см п 23)

Р1 = 679middot (48 ndash 144) = 31614 кН еор = 773 см 231614 31614 773 0414

183643 1081529bpσ sdot= + = кНсм2 = 414 МПа

0033980161792

096==micro

( )6 2

08 727 28 414 5803775 1836431 727 0003398 1 1 08 28

1081529

spσ sdot sdot sdot∆ = =

sdot+ sdot + sdot + sdot

МПа

То полные потери равны ∆σsp(2) = 144 + 40 + 5803 = 11203МПа Если полные потери будут меньше 100МПа следует принять σsp(2)= 100МПа

Р(2) = (480 ndash 112) middot609 = 24987кН Мcrc = RbtsermiddotW+P(2)middoteяр=0135middot126349 + 2498middot1322 = 50089кНmiddotсм =

5009кНmiddotм Изгибающий момент от полной нормативной нагрузки равен

Мn = 5548 кНmiddotмgtМсrс = 5009кНsdotм Следовательно трещины в растянутой зоне от эксплуатационных нагрузок

образуются

Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси Расчет по раскрытию трещин производят из условия

acrc le acrcult (8118[2]) acrc ndash ширина раскрытия трещины от действия внешней нагрузки acrcult ndash предельно допустимая ширина раскрытия трещин (п 826[4] При-

ложение 2) Для арматуры классов А240-А600 В500C величина acrcultсоставляет

03 мм ndash при продолжительном раскрытии трещин 04 мм ndash при непродолжительном раскрытии трещин

Ширину раскрытия нормальных трещин определяют по формуле

ss

sscrc l

Ea sdotsdotsdotsdotsdot=

σψϕϕϕ 321 (8128[4])

25

где σs ndash напряжение в продольной растянутой арматуре в нормальном сечении с трещиной от соответствующей внешней нагрузки

ls ndash базовое расстояние между смежными нормальными трещинами ψs ndash коэффициент учитывающий неравномерное распределение относительных

деформаций растянутой арматуры между трещинами допускается принимать ψs =1 если при этом условие 8118[2] не удовлетворяется значение ψs следу-ет определять по формуле 8138[2]

ϕ1 ndash коэффициент учитывающий продолжительность действия нагрузки при-нимаемый равным 10 ndash при непродолжительном действии нагрузки 14 ndash при продолжительном действии нагрузки

ϕ2 ndash коэффициент учитывающий профиль продольной арматуры и равный ϕ2 = 05 ndash для арматуры периодического профиля и канатной

ϕ3 ndash коэффициент учитывающий вид напряженного состояния и для изгибаемых элементов принимаемый равнымϕ3 = 10

Для прямоугольных тавровых и двутавровых сечений значение σsдопускает-ся определять по формуле

(2)( )s

ssp

M z PA

σminus

= (412 [5])

где z ndash плечо внутренней пары сил равное z=ςh0 а коэффициент ς определя-ется по табл 42 [5] или по Приложению 18 в зависимости от следующих пара-метров

)(

0

11

)2(0 bhAa

aPM

ebh

hbb spss

ss

fff

sdot==

minus= microϕ

Ms= Mn =5548 кНм=5548 кНсм P(2)ndashусилие предварительного обжатия с учетом полных потерь равное P(2)=24987 кН Производя вычисления получаем

0

(1460 459) 385 5548 2220442 222 117459 190 24987 190

sf s

ee смh

φ minus sdot= = = = = =

sdot

Коэффициент αs1 для всех видов арматуры кроме канатной можно прини-мать равным αs1=300Rbser=30015=20

где Rbser=15 МПа Тогда

1200 679 0156459 190samicro sdot

sdot = =sdot

По табл 42 [6] или по Приложению 18 определяем ς=082 z=ςh0=082190=1558 см

2(5548 1588) 24987 1564 1564 679s кН см МПаσ minus

= = =

26

С целью недопущения чрезмерных пластических деформаций в продольной рабочей арматуре напряжения σsвней (а точнее их приращение под действием внешней нагрузки) не должны превышать (Rsserndash σsp(2)) где σsp(2)ndash величина пред-варительного напряжения арматуры с учетом полных потерь те

(2) (2) 480 112 368 sp sp sp МПаσ σ σ= minus∆ = minus =

(2)1562 ( ) 600 368 232 s s ser spМПа R МПаσ σ= lt minus = minus = Как видим полученное значение σs удовлетворяет установленному ограни-

чению В противном случае следует увеличить площадь продольной рабочей ар-матуры

Значение базового расстояния между трещинами определяют по формуле

ss

bts d

AAl 50= (8217[2]) и принимают не менее 10d и 10 см и не более 40d

и 40 см Abtndash площадь сечения растянутого бетона As ndash площадь сечения растянутой арматуры Ширину раскрытия трещин acrc принимают - при продолжительном раскрытии

acrc = acrc1(8119[2]) - при непродолжительном раскрытии

acrc = acrc1 + acrc2 ndashacrc3 (8120[2]) где acrc1 ndash ширина раскрытия трещин от продолжительного действия посто-

янных и временных длительных нагрузок acrc2 ndash ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоян-

ных и временных (длительных и кратковременных) нагрузок acrc3 - ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоян-

ных и временных длительных нагрузок Базовое расстояние между смежными нормальными трещинами определяется

по формуле

ss

bts d

AAl 50=

Здесь Abt ndash площадь сечения растянутого бетона равная Abt = byt+(bf - b)hf

гдеyt ndash высота растянутой зоны которую для прямоугольных тавровых и двутавровых сечений допускается принимать по формуле

yt = ky0 Поправочный коэффициент kучитывает неупругие деформации растянутого

бетона и для двутавровых сечений принимается равным 095 Значение y0 ndash есть высота растянутой зоны бетона определяемая как для упругого материала по приведенному сечению по формуле

)(

)2(0

serbtred

red

RP

A

Sy

+=

27

Определяем

0

2

1975656 535 095 535 508 249871841480135

459 508 (1490 459) 385 6301

t

bt

y см y см

A см

= = = sdot =+

= sdot + minus sdot =

Значение Abt принимается равным площади сечения при ее высоте в пределах не менее 2а и не более 05h(п4233 [4]) те не менее

1490385+(6-385)459=6729 см2 и не более 45911+(149-459)385=90184 см2

следовательно принимаем Abt =6729см2 Тогда 246621

096967250 =sdotsdot=sl смПринимается не более 40d и не более 40см Оконча-

тельно принимается 40 см Поскольку изгибающий момент от постоянной и временной длительной нор-

мативной нагрузок Mnl=3788кНм меньше момента образования трещин Mcrc=5009кНм то приращение напряжений в продольной рабочей арматуре от внешней нагрузки (см формулу (412[5]) будет меньше нуля В этом случае сле-дует считатьacrc1= acrc3= 0 и определять только ширину раскрытия трещин acrc2 от непродолжительного действия постоянных длительных и кратковременных нагрузок при φl=10

2 5

156410 05 10 10 40 001564 0156 2 10crca см мм= sdot sdot sdot sdot = =sdot

Это значение необходимо сопоставить с предельно допустимой шириной раскрытия трещин acrcult принимаемой из условия обеспечения сохранности ар-матуры при непродолжительном раскрытии

acrc2ltacrcult=04 мм ndash условие (826[2]) или см Приложение 2 удовлетворя-ется

Расчет прогиба плиты

Расчет изгибаемых элементов по прогибам производят из условия flefult (8139[2])

где fndash прогиб элемента от действия внешней нагрузки fult ndash значение предельно допустимого прогиба (см п 23) Полная кривизна для участков с трещинами определяется по формуле

(102)[4] без учета кривизны от непродолжительного действия усилия обжатия и кривизны вследствие усадки и ползучести бетона

321

1111

+

minus

=

rrrr

где 1

1

rndash кривизна от непродолжительного действия всей нагрузки

2

1

r ndash кривизна от непродолжительного действия постоянных и

временных длительных нагрузок

28

3

1

r ndash кривизна от продолжительного действия постоянных и вре-

менных длительных нагрузок Так как прогиб плиты ограничивается эстетико-психологическими требова-

ниями

1

1

rndash

2

1

r ndash кривизна вызванная непродолжительным действием кратко-

временной нагрузки не учитывается Таким образом кривизна в середине пролета определяется только от про-

должительного действия постоянных и длительных нагрузок те при действии изгибающего момента Мnl = 3788 кНmiddotм

Для элементов прямоугольного и таврового сечений при hfle 03h0 кривизну

допускается определять по формуле (440 [5])

redbc

nl

EhbM

r 30

1sdotsdotsdot

где ϕс ndash коэффициент определяемый по табл 45 [5] или по Приложению 15в за-висимости от параметров

( )0

bhhbb ff

f

sdotminus=ϕ μmiddotαs2 и esh0

0bhAs=micro

redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α

При определении αs2допускается принимать 1=sψ Если при этом условие flefult не удовлетворяется то расчет производят с учетом коэффициента ψs опреде-ляемого по формуле

s

crcss σ

σψ 801minus= (8138[2])

где σscrc ndash приращение напряжений в растянутой арматуре в сечении с трещиной сразу после образования нормальных трещин при М = Мcrc σs ndash то же при действии рассматриваемой нагрузки

sp

ss A

PzM )2()( minus=σ (412 [5])

sp

crccrcs A

PzM )2(

)( minus=σ

z ndash расстояние от центра тяжести арматуры расположенной в растянутой зоне сечения до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне эле-мента

Ebred ndash приведенный модуль деформации сжатого бетона принимаемый равным

redb

serbredb

RE

1

ε

=

где εb1red =28sdot10-4 при продолжительном действии нагрузки при относительной влажности воздуха окружающей среды 75 ge W ge 40(табл610[2])

)2(PM

e ss = Ms = Mnl= 3788 кНmiddotм

Р(2) ndash усилие предварительного обжатия с учетом всех потерь Р(2) = 24987 кН

Определяем величины необходимые для нахождения ϕс

29

( ) ( ) 442019945

853945146

0

=sdotsdotminus

=sdotminus

=bh

hbb fffϕ

0

679 000779459 19

sAbh

micro = = =sdot

Коэффициент приведения арматуры к бетону

redb

redss E

E

2 =α (117[4]) Еsred =

s

sEψ

(118[4]) redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α принимаем sψ = 1

Приведенный модуль деформаций сжатого бетона

53571028

0154

1

=

sdot== minus

redb

serbredb

RE

εМПа = 5357кНсм2

5

22 10 37335357sαsdot

= = μmiddotαs2= 000779∙3733 = 0291 (2)

nls

MeP

=3788 1516

24987se = = см

0

1516 079819

seh

= =

Теперь по табл 45[5] или по таблице Приложения 15 путем интерполяции находимϕс = 0603

Определяем кривизну имея все данные 5

3

1 3788 1372 10 0603 459 19 5357r см

minus= = sdotsdot sdot sdot

20

5 2

5 1 485 372 10 569 126 2845 48 ult

f lr

f см f cмminus

= sdot sdot

= sdot sdot sdot = lt =

Условие 8139[2] удовлетворяется те жесткость плиты достаточна

30

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ Для опирания пустотных панелей принимается сечение ригеля высотой hb =

45 см или hb = 60 см для опирания ребристых панелей принимается сечение риге-ля высотой hb = 60 см Ригели могут выполняться обычными или предварительно напряженными Высота сечения обычного ригеля bb lh

asymp

101

151

41 Исходные данные Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м2 перекрытия принимаются те же

что и при расчете панели перекрытия Ригель шарнирно оперт на консоли колон-ны hb = 45 см Расчетный пролет (рис 6)

l0 = lb ndash b ndash 2times20 ndash 130 = 6300 ndash 400 ndash 40 ndash 130 = 5730 мм = 573 м где lb ndash пролет ригеля в осях

b ndash размер колонны 20 ndash зазор между колонной и торцом ригеля 130 ndash размер площадки опирания Расчетная нагрузка на 1 м длины ригеля определяется с грузовой полосы

равной шагу рам в данном случае шаг рам 6 м(табл 1) Постоянная (g) - от перекрытия с учетом коэффициента надежности по ответственности зда-

нияγп = 10 gfl =gmiddotlnmiddotᵞn= 47middot60middot10 = 282 кНм

гдеln ndashшаг рам - от веса ригеля

gbn = (02middot045 + 02middot025) middot2500middot10-2 = 35 кНм где 2500 кгм3 ndash плотность железобетона С учетом коэффициента надежно-

сти по нагрузке γf = 11 и по ответственности здания γп = 10 gb = 35middot11middot10 = 385 кНм

Итого постоянная нагрузка погонная те с грузовой полосы равной шагу рамg1=gfl+ gb = 282 + 385 = 321 кНм

Временная нагрузка (V) с учетом коэффициента надежности по ответствен-ности здания γп = 10 и коэффициента сочетания (см табл1)

1

1

0604AA

ϕ = +

где А1 = 9 м2для помещений указанных в поз 1212[1] А ndash грузовая площадь ригеля А = 60times63 = 378 м2

10604 0693378

9

ϕ = + =

На коэффициент сочетания умножается нагрузка без учета перегородок V1=( Vp+ 1ϕ middot V0)middotᵞnmiddotln

V1= (06+0693middot195)middot10middot60 = 1171кНм Полная погонная нагрузка

g1 + V1 = 321 + 1171 = 438кНм

31

32

42 Определение усилий в ригеле Расчетная схема ригеля ndash однопролетная шарнирно опертая балка пролетом

l0 Вычисляем значение максимального изгибающего момента М и максимальной поперечной силы Q от полной расчетной нагрузки

( ) 2 21 1 0V 438 573 17976

8 8g l

M кН м+ sdot

= = = sdot

( )1 1 0V 438 573 12552 2

g lQ кН

+ sdot= = =

Характеристики прочности бетона и арматуры - бетон тяжелый класса В30 расчетное сопротивление при сжатии Rb = 170

МПа при растяжении Rbt= 115 МПа (табл 68[2] приложение 4) γb1 = 09 (6112[2])

- арматура продольная рабочая класса А500С диаметром 10-40 мм расчетное сопротивление Rs = 435 МПа=435Кнсм2 поперечная рабочая арматура класса А400 диаметром 6-8 мм Rsw = 280 МПа=280Кнсм2 (табл 615[2])

43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента

Определяем высоту сжатой зоны х = ξmiddoth0 где h0 ndash рабочая высота сечения ригеля ξ ndash относительная высота сжатой зоны определяемая в зависимости от αт

h0 = (hb ndash 5) = 40 см

201 hbR

M

bbm sdotsdotsdot=γ

α

М = 17081кНmiddotм = 17081кНmiddotсм Rb = 17 МПа = 17 кНсм2 b ndash ширина сечения ригеля b = 20 см

2 21 0

17980 036709 17 20 40m

b b

MR b h

αγ

= = =sdot sdot sdot sdot sdot sdot

1 1 2 1 1 2 0367 0485mξ α= minus minus = minus minus sdot = высота сжатой зоны х = ξmiddoth0 = 0485middot40 = 1938см Граница сжатой зоны проходит в узкой части сечения ригеля следовательно

расчет ведем как для прямоугольного сечения Расчет по прочности нормальных сечений производится в зависимости от со-

отношения относительной высоты сжатой зоны бетона и граничной относитель-ной высоты ξR при которой предельное состояние элемента наступает по сжатой зоне бетона одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения равного расчетному сопротивлению Rs

Значение ξR определяется по формуле

0

2

08

1

RR

s el

b

xh

ξ εε

= =+

(81[2])

где εsel ndash относительная деформация растянутой арматуры при напряжениях равных Rs

33

s

sels E

R=ε Rs = 435 МПа Еs = 2middot105МПа

εb2 ndash относительная деформация сжатого бетона при напряжениях равных Rb принимаемая равной 00035 (п 6120 [2])

00217501002

4355 =

sdot=elsε

4930

0035000217501

80=

+=Rξ

значение ξR можно определить по табл 32 [4] или по Приложению 11 тк ξltξR

площадь сечения растянутой арматуры определяется по формуле 1 0 09 17 20 0485 40 1365

435b b

ss

R b hAR

γ ξsdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot= = = см2

Если ξgtξR следует увеличить сечение ригеля или повысить класс бетона или запроектировать в сжатой зоне сжатую рабочую арматуру с площадью Аs

Если ξ = ξR = 0493 х = 0493middot40 = 1972 см те при ξ le ξR граница сжатой зо-

ны всегда проходит в узкой части сечения ригеля По найденной площади сечения растянутой арматуры по сортаменту (При-

ложение 12) подбираем 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Аsef = 1388см2 741

40201008813 =

sdotsdot

=micro

Площадь подобранной арматуры должна быть больше требуемой по расчету площади или равна ей

Можно подобрать стержни одинакового диаметра так чтобы площадь подо-бранной арматуры отличалась бы от площади требуемой арматуры незначитель-но

44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил

Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил производится на основе модели наклонных сечений [3] Ригель опирается на колонну с помощью консолей скрытых в его подрезке (рис 8) те имеет место резко изменяющаяся высота сечения ригеля на опоре При расчёте по модели наклонных сечений должны быть обеспечены проч-ность ригеля по бетонной полосе между наклонными сечениями по наклонному сечению на действие поперечной силы и изгибающего момента Для ригелей с подрезками на опорах производится расчёт по поперечной силе для наклонных сечений проходящих у опоры консоли образованной подрезкой При этом в расчётные формулы вводится рабочая высота h01короткой консоли ри-геля Таким образом в качестве расчётного принимаем прямоугольное сечение с размерами 1 20 30 b h смtimes = times в котором действует поперечная силаQ=1255 кН от полной расчётной нагрузки Рабочая высота сечения ригеля в подрезке составляет

01 27 h см= вне подрезки (у опор) 0 42 h см= в средней части пролёта 0 40 h см= При диаметре нижних стержней продольной рабочей арматуры ригеля ds=22мм с учётом требований п10312[2] назначаем поперечные стержни (хо-

34

муты) Oslash8 А400 Их шаг на приопорном участке предварительно принимаем по конструктивным соображениям 1 10 ws см= что в соответствии с п10313[2] не превышает 05h01=135см и 30 см Значения прочностных характеристик бетона класса В30 входящие в расчётные зависимости принимаем с учётом коэффици-ента условий работы 1 09bγ = Расчёт ригеля по бетонной полосе между наклонными трещинами произво-дится из условия

1 1 01b b bQ R bhϕ γle (855[2]) где 1bϕ minus коэффициент принимаемый равным 03 Проверка этого условия даёт

Q=1255 кН le 03times09times17times20times27=24786 кН те принятые размеры сечения ригеля в подрезке достаточны Проверяем требуется ли поперечная арматура по расчёту из условия

min 1 0105b b btQ Q R bhγle = (8133[2]) те Q=1255 кН gtQbmin=05times09times0115times20times27=2795 кН

поэтому расчёт поперечной арматуры необходим Находим погонное усилие в хомутах для принятых выше параметров попе-речного армирования 2101 swA см= (2Oslash8 А400) 285 swR МПа= 1 10 ws см=

11

280 101 283 10

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

Расчёт ригеля с рабочей поперечной арматурой по наклонному сечению про-изводится из условия

b swQ Q Qle + (856[2]) где b swQ Q minus поперечные силы воспринимаемые соответственно бетоном и попе-речной арматурой в наклонном сечении которые находятся по формулам

22 1 01 b b bt

bR bhQc

ϕ γ= 075sw swQ q c=

где с minus длина проекции наклонного сечения на продольную ось элемента 2bϕ minus коэффициент принимаемый равным 15 (п 8133[2])

Подставляя эти выражения в (856[2]) из условия минимума несущей спо-

собности ригеля по наклонному сечению в виде 0Qc

part=

part находим наиболее опас-

ную длину проекции наклонного сечения равную 2 2

2 1 01

1

15 09 0115 20 27 3266075 075 283

b b bt

sw

R bhc смq

ϕ γ times times times times= = =

times

35

36

которая должна быть не более 2h01 = 54 см С учётом этой величины условие (856[2]) преобразуем к виду

21 01

2

15 075

15 09 0115 20 27 075 283 3266 13863 3266

b btsw

R b hQ q сc

Q кН

γsdot sdot sdot sdotle + sdot sdot

sdot sdot sdot sdotle + sdot sdot =

1255 кН lt 13863 кН те условие прочности ригеля по наклонному сечению в подрезке при действии поперечной силы соблюдается

Необходимо также убедиться в том что принятый шаг хомутов смsw 101 = не превышает максимального шага хомутов maxws при котором ещё обеспечивается прочность ригеля по наклонному сечению между двумя соседними хомутами те

2 21 0

1 max09 0115 20 2710 1202

1255b bt

w wR b hs см s см

Qγ sdot sdot sdot sdot sdot

= lt = = asymp

Выясним теперь на каком расстоянии от опор в соответствии с характером эпюры поперечных сил в ригеле шаг поперечной арматуры может быть увеличен Примем согласно п10313[2] шаг хомутов в средней части пролёта равным

2 0075 075 40 30 ws h см= = times = что не превышает 500 мм Погонное усилие в хо-мутах для этого участка составляет

22

280 101 0942 30

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

что не меньше минимальной интенсивности этого усилия при которой попереч-ная арматура учитывается в расчёте

min 1025 025 09 0115 20 052 sw b btq R b кН смγ= = times times times asymp Очевидно что условие 1 minsw swq q для опорных участков ригеля соблюдается с ещё большим запасом При действии на ригель равномерно распределённой нагрузкиq=g1+v1 длина участка с интенсивностью усилия в хомутах 1swq принимается не менее значения

1l определяемого по формуле min

1 1bQ Q

l cq

minus= minus и не менее

40l

где minbQ minus то же что в формуле (2) но при замене 01h на рабочую высоту сечения ригеля в пролёте 0 40h см= 1с minus наиболее опасная длина проекции наклонного сечения для участка где изменяется шаг хомутов определяется по формуле (стр 34) с заменой в ней 01h на 0h а также 1swq на 2swq но не более 02 h

Тогда имеем min 05 09 0115 20 40 414 bQ кН= times times times times =

2

115 09 0115 20 40 8385

075 0942с смtimes times times times= =

times

Поскольку 1 02 80 с h см= то принимаем 1 80 c см= q=g+V=438 кНм=

37

=0438 кНсм тогда

11255 414 80 11201

0 438l смminus= minus =

В ригелях с подрезками у концов последних устанавливаются дополнитель-ные хомуты и отгибы для предотвращения горизонтальных трещин отрыва у вхо-дящего угла подрезки (рис 8) Эти хомуты и отгибы должны удовлетворять условию прочности

011

0

sin (1 )sw sw sw s inchR A R A Qh

θ+ ge minus

здесь 01 0 h h minus рабочая высота сечения ригеля соответственно в короткой консоли подрезки и вне её

Для рассматриваемого примера со сравнительно небольшим значением попе-речной силы примем дополнительные хомуты у конца подрезки в коли-честве 2Oslash12 А500С с площадью сечения 2

1 226 swA см= отгибы использовать не будем Тогда проверка условия прочности даёт

2730 226 678 1255 (1 ) 44842

кН кНtimes = gt times minus =

те установленных дополнительных хомутов достаточно для предотвращения го-ризонтальных трещин отрыва у входящего угла подрезки

Расчёт по прочности наклонного сечения проходящего через входящий угол подрезки на действие изгибающего момента производится из условия

s sw s incM M M Mle + + где М minus момент в наклонном сечении с длиной проекции laquoсraquo на продольную ось элемента Мs МswMsinc minus моменты воспринимаемые соответственно про-дольной и поперечной арматуройа также отгибами пересекаемыми рассмат-риваемым наклонным сечением относительно противоположного конца наклон-ного сечения (в отсутствии отгибов 0s incM = )

В рамках курсового проекта этот расчет не выполняется

45 Построение эпюры материалов Продольная рабочая арматура в пролете 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Пло-

щадь этой арматуры Аs определена из расчета на действие максимального изги-бающего момента в середине пролета В целях экономии арматуры по мере уменьшения изгибающего момента к опорам два стержня обрываются в пролете а два других доводятся до опор Если продольная рабочая арматура разного диа-метра то до опор доводятся два стержня большего диаметра

Площадь рабочей арматуры Аsef = 1388см2 Определяем изгибающий мо-мент воспринимаемый сечением ригеля с полной запроектированной арматурой 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С(Аs = 1388см2)

Из условия равновесия RsmiddotAs = γb1sdotRbmiddotbmiddotx гдех = ξmiddoth0

01

hbRAR

bb

efss

sdotsdotsdot

sdot=γ

ξ

38

Rs = 435 МПа = 435 кНсм2 Rb = 170 МПа = 17 кНсм2

493040207190

8813543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х = ξmiddoth0 = 0493middot40 = 1972см Изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля определяется из

условия равновесия М = RsmiddotAs(h0 ndash05х) М(2Oslash20+2Oslash22)= 435middot1388middot(40 ndash 05middot1972) = 181979кНmiddotсм = 182кНmiddotм

182кНmiddotмgt 17081кНmiddotм то есть больше действующего изгибающего момента от полной нагрузки это значит что прочность сечения обеспечена

До опоры доводятся 2Oslash22 А500С h0 = 45 ndash 3 = 42 см (см рис 9) As=76 см2

257042207190

67543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х1 = ξmiddoth0 = 0257middot42 = 108см Определяем изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля с рабо-

чей арматурой в виде двух стержней доводимых до опоры М(2Oslash22) = RsmiddotAs(2Oslash22) (h0 ndash05х1) М(2Oslash22) = 435middot76middot(42 ndash 05middot108) = 1209996кНmiddotсм =121кНmiddotм

Откладываем в масштабе на эпюре моментов полученные значения изгибаю-щих моментов М(2Oslash20+2Oslash22) и М(2Oslash22) и определяем место теоретического обрыва ра-бочей арматуры ndash это точки пересечения эпюры моментов с горизонтальной ли-нией соответствующей изгибающему моменту воспринимаемому сечением ри-геля с рабочей арматурой в виде двух стержней М(2Oslash22) (рис 10)

Эпюра моментов для этого должна быть построена точно с определением значений изгибающих моментов в

81 в

82 и в

83 пролета

Изгибающий момент в любом сечении ригеля определяется по формуле ( )

2

2xvgxRM Axsdot+

minussdot= где RA ndash опорная реакция х ndash текущая координата

( ) 0 12552A

g v lR Q

+ sdot= = = кН

При 081 lx = = 0716 м

2

18

438 07161255 0716 7862

M кН мsdot= sdot minus = sdot

При 082 lx = = 1433 м

2

28

438 14331255 1433 13482

M кН мsdot= sdot minus = sdot

39

40

При 083 lx = = 2149 м

0

2

38

438 21491255 2149 16852l

M кН мsdot= sdot minus = sdot

Длина анкеровки обрываемых стержней определяется по следующей зависи-мости

ddqQw

sw

1552

ge+= где d ndash диаметр обрываемой арматуры

Поперечная сила Q определяется графически в месте теоретического обрыва в данном случае Q = 72кН

Поперечные стержни Oslash8 А400 Rsw = 285 МПа с Аsw = 101см2 в месте теоре-тического обрыва имеют шаг 10 см

88210

011528=

sdot=

sdot=

w

swswsw S

ARq кНсм

72 5 20 2252 288

W = + sdot =sdot

см что меньше15d=1520=30 см

Принимаем W = 30 см Место теоретического обрыва арматуры можно определить аналитически

Для этого общее выражение для изгибающего момента нужно приравнять момен-ту воспринимаемому сечением ригеля с арматурой 2Oslash22 А500

М(2Oslash22) = 121кНsdotм ( ) ( ) 2 2

0 438 573 4382 2 2 2

g V l g V x xМ x x+ sdot + sdot sdot sdot

= sdot minus = sdot minus

1255х ndash 219х2 = 121 х2 ndash 573х + 553 = 0

212 2865 2865 581 2865 16365х = plusmn minus = plusmn

х1 = 1228м х2 = 553м Это точки теоретического обрыва арматуры Длина обрываемого стержня будет равна 4502ndash 1228 + 2middot03 = 3874м При-

нимаем длину обрываемого стержня 4 м Определяем аналитически величину поперечной силы в месте теоретического

обрыва арматуры ( ) ( )0

2g V l

Q g V x+ sdot

= minus + sdot

438 573 438 1228 7172

Q кНsdot= minus sdot =

Графически поперечная сила была принята 72кН с достаточной степенью точности

41

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ Для проектируемого 8-этажного здания принята сборная железобетонная ко-

лонна сечением 40times40 см Для колонн применяется тяжелый бетон классов по прочности на сжатие не

ниже В15 а для сильно загруженных ndash не ниже В25 Армируются колонны про-дольными стержнями диаметром 16 hellip40 мм из горячекатаной стали А400 А500С и поперечными стержнями преимущественно из горячекатаной стали класса А240

51 Исходные данные Нагрузка на 1 м2 перекрытия принимается такой же как и в предыдущих рас-

четах (см табл 1) Нагрузка на 1 м2 покрытия

Таблица 3 Вид нагрузки Нормативная нагруз-

ка (γf= 1) кНм2

Коэффициент надежности

по нагрузке γf

Расчетная нагрузка

(γfgt 1) кНм2 1 2 3 4

Гидроизоляционный ковер (3 слоя) 0150 13 0195 Армированная цементно-песчаная стяжка δ = 40 мм ρ = 2200 кгм3

0880 13 1144

Керамзит по уклону δ = 100 мм ρ = 600 кгм3

0600 13 0780

Утеплитель ndash минераловатные пли-ты δ = 150 мм ρ = 150 кгм3

0225 12 0270

Пароизоляция 1 слой 0050 13 0065 Многопустотная плита перекрытия с омоноличиванием швов δ = 220 мм

3400 11 3740

Постоянная нагрузка (groof) 5305 6194 Временная нагрузка ndash снеговая S = Sg 1800middot07 = 1260 ndash 1800 в том числе длительная часть снего-вой нагрузки Sl

0630 ndash 0900

Полная нагрузка (groof+ S) 6565 7994 - полная кратковременная снеговая нагрузка и коэффициент μ принимаются по СП 20133302011 или по Приложению 16

42

Материалы для колонны Бетон ndash тяжелый класса по прочности на сжатие В25 расчетное сопротивле-

ние при сжатии Rb = 145 МПа (табл 68[2] Приложение 4) Арматура minus продольная рабочая класса А500С (диаметр 16 hellip40мм) расчётное сопро-

тивление Rs = Rsc = 435 МПа (табл 614[2] Приложение 7) minus поперечная ndash класса А240

52 Определение усилий в колонне

Рассчитывается средняя колонна подвального этажа высотой hfl = 28 м Вы-сота типового этажа hflтакже равна 28 м

Грузовая площадь колонныА = 6times63 = 378 м2 Продольная сила N действующая на колонну определяется по формуле

N = γn(g +Vp + φзV0) nmiddotA + gb(n + 1) + gcol(n + 1) + γn(groof + S)A где n ndash количество этажей В нашем случае n = 8А ndash грузовая площадь g VpV0 ndash соответственно постоянная и временная нагрузки на 1 м2 перекрытия по табл 1

Согласно табл 1 g = 47 кНм2 Vp = 06кНм2V0 = 195кНм2 groof ndash постоянная нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 (groof = 6194 кНм2) S ndash полная снеговая нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 gbndash собственный вес ригеля с учетом γf и γnдлиной (63 ndash 04) = 59 м gb= 385middot59 = 2272кН 385 кНм ndash погонная нагрузка от собственного веса ригеля (см расчет риге-

ля) gcol ndash собственный вес колонны gcol = γnmiddot γf middot ρmiddot Аcolmiddothfl = 10middot11middot2500(10-2) middot04middot04middot28 = 1232 кН φ3 ndash коэффициент сочетаний (коэффициент снижения временных нагрузок в

зависимости от количества этажей) определяемый по формуле (83[1]) 1

30 404n

ϕ minusϕ = +

где φ1= 069 (см расчет ригеля) 10693 0404 0504

8ϕ minus

= + =

N = 10middot(47 +06+ 0504middot195) middot8middot378 + 2272middot (8 + 1) + 1232middot (8 + 1) + + 10middot (6194 + 18) middot378 = 251745кН

53 Расчет колонны по прочности

Расчет по прочности колонны производится как внецентренно сжатого эле-мента со случайным эксцентриситетом еа

3313040

301

=== colа he см 470600280

600=== fl

а

he см еа = 1 см

Однако расчет сжатых элементов из бетона классов В15 hellipВ35 (в нашем слу-чае В25) на действие продольной силы приложенной с эксцентриситетом е0 =

33130

== colа

he см при гибкости l0hcollt 20 допускается производить из условия

N le Nult (816[2])

43

где Nult - предельное значение продольной силы которую может воспринять элемент определяемое по формуле

Nult le ϕ(γb1RbAb + RscAstot) (817[2]) где Ab ndash площадь сечения колонны Astot ndash площадь всей продольной арматуры в сечении колонны l0 ndash расчетная длина колонны подвала с шарнирным опиранием в уровне 1-го

этажа и с жесткой заделкой в уровне фундамента Rscndash расчетное сопротивление арматуры сжатию

l0 = 07(hfl + 15 см) = 07(280 + 15) = 2065 см l0hcol =206540=516lt20 Ab=4040=1600 см2

ϕ - коэффициент принимаемый при длительном действии нагрузки по табл 81[2] или по Приложению 18 в зависимости от гибкости колонны

При l0hcol =516 коэффициент ϕ = 092

1

251745 09 145 1600092 149

435

b b b

s totsc

N R AA

R

γφminus minus sdot sdot

= = = см2

Из условия ванной сварки выпусков продольной арматуры при стыке колонн минимальный ее диаметр должен быть не менее 20 мм

Принимаем 4Oslash22 А500С Asef = 152 см2 152 100 095 021600

micro = sdot = gt тк l0hcolasymp 5

Диаметр поперечной арматуры принимаем Oslash6 А240 (из условия сварки c продольной арматурой) Шаг поперечных стержней s = 300 мм что удовлетворяет конструктивным требованиям (п10314[2]) s le 15d = 15middot22 = 330 мми s le 500 мм

Если μgt3 то шаг поперечных стержней должен быть s le 10d иs le 300 мм Армирование колонны показано на рис11

44

45

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ

61 Исходные данные Грунты основания ndash пески средней плотности условное расчётное сопротив-

ление грунта R0 = 035 МПа = 0035 кНсм2 = 350 кНм2 Бетон тяжелый класса В25 Расчетное сопротивление растяжению

Rbt = 105 МПа γb1 = 09 Арматура класса А500С Rs = 435 МПа= 435кНсм2 Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах

γm = 20 кНм3 Высоту фундамента предварительно принимаем 90см C учётом пола подвала

глубина заложения фундамента Н1 = 105 см Расчетное усилие передающееся с колонны на фундамент N = 251745кН Нормативное усилие

Nn = Nγfm = 251745115 = 218735кН где γfm = 115 ndash усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке

62 Определение размера стороны подошвы фундамента Площадь подошвы центрально нагруженного фундамента определяется по

условному давлению на грунт R0 без учета поправок в зависимости от размеров подошвы фундамента и глубины его заложения

0 1

218735 665350 20 105

n

m

NAR Hγ

= = =minus minus sdot

м2

Размер стороны квадратной подошвы фундамента 665 258a A= = = м Принимаем а = 27 м (кратно 03 м) Давление на грунт от расчетной нагрузки

2

Npa

= =251745272 = 3453кНм2 lt R0

63 Определение высоты фундамента Рабочая высота фундамента из условия продавливания

504

2

10 pR

Nhh

btb

col

++minus=

γ

0 3

25174502 05 0 2 0698 0 49809 105 10 3453

h м= minus + = minus + =sdot sdot +

Полная высота фундамента устанавливается из условий 1) продавливания Hf =(h0+005)=0498 + 005 = 0548м 2) заделки колонны в фундаменте

Hf = 15hcol + 025(м) = 15middot04 + 025 = 085 м 3) анкеровки сжатой арматуры колонны Hf = han + 025(м) Базовая длина анкеровки необходимая для передачи усилия в арматуре с

полным расчетным сопротивлением Rs на бетон определяется по формуле [3]

sbond

ssan UR

ARh =0

где As и Us ndash соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения (в нашем случае для арматуры Oslash22

As = 3801см2 Us = πd = 314middot22 = 6908 см) Rbond ndash расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном принимае-

мое равномерно распределенным по длине анкеровки

46

Rbond = γb1middotη1middotη2middotRbt где η1 ndash коэффициент учитывающий влияние вида поверхности арматуры

Для горячекатаной арматуры периодического профиля η1 = 25 η2 - коэффициент учитывающий влияние размера диаметра арматуры при-

нимаемый равным 10 ndash при диаметре продольной арматуры dsle32 мм 09 ndash при ds = 36 мм и ds = 40 мм Rbond = 09middot25middot1middot105 = 236 МПа

0435 3801 10142 236 6908anh смsdot

= =sdot

Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле[3]

efs

calsanan A

Ahh

0α=

где Ascаlи Asef ndash площади поперечного сечения арматуры соответственно требуе-мая по расчету и фактически установленная (для нашего случая Ascаl= 149 см2 Asef = 152 см2) α ndash коэффициент учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного со-стояния бетона и арматуры Для сжатых стержней периодического профиля α = 075Тогда

149075 10142 745615 2anh = sdot sdot = см

Кроме того согласно требованиям [3] фактическую длину анкеровки необ-ходимо принимать han ge 03h0an = 03middot10142 = 3043 см

han ge 15ds = 15middot20 = 30 см han ge20 см Из четырех величин принимаем максимальную длину анкеровки те han = 7456см

Следовательно из условия анкеровки арматуры Hf = 7456 + 25 = 9952см

Принимаем трехступенчатый фундамент общей высотой 100 см и с высотой ступеней 30 см и 40 см При этом ширина первой ступени а1 = 11 м а второй а2 = 18 м

Проверяем отвечает ли рабочая высота нижней ступени h03 = 40 ndash 5 = 35см условию прочности при действии поперечной силы без поперечного армирования в наклонном сечении Для единицы ширины этого сечения (b = 100 см) должно выполняться условие

Q = pl le Qbmin = 05γb1Rbth03b Поперечная сила от давления грунта

Q = pl= 05(а - a2 - 2h03)р где а - размер подошвы фундамента

h03 = 40 ndash 5 = 35см р ndash давление на грунт от расчетной нагрузки (на единицу длины) Q = 05(27 ndash18 - 2middot035) middot34533 = 3453кН Q = 3453кНltQbmin = 05middot09middot105middot103middot035middot10 = 16538кН ndash прочность обеспе-

чена

47

64 Расчет на продавливание

Проверяем нижнюю ступень фундамента на прочность против продавлива-ния

Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производится из условия (887[2]) F le Fbult где Fbult - пре-дельное усилие воспринимаемое бетоном

Fbult = γb1RbtAb

где Fminusпродавливающая сила принимаемая равной продольной силе в колонне подвального этажа на уровне обреза фундамента за вычетом нагрузки создавае-мой реактивным отпором грунта приложенным к подошве фундамента в преде-лах площади с размерами превышающими размер площадки опирания (в дан-ном случае второй ступени фундамента 2 2 18 18 a a мtimes = times ) на величину 0h во всех направлениях Ab ndash площадь расчетного поперечного сечения расположен-ного на расстоянии 05h0от границы площади приложения силы Nс рабочей высо-той сечения h0 В нашем случае h0 = h03 = 025м

Площадь Ab определяется по формуле Ab = Umiddoth03

где U ndash периметр контура расчетного сечения (см рис12а) U = (а2 + 2middot05h03) middot4 = (18 + 2middot05middot035) middot4 = 86 м

Площадь расчётного поперечного сеченияAb = 86middot035 = 301м2 Продавливающая сила равна

F=N-pA1

здесь p=3453 кНм2 minus реактивный отпор грунта A1minusплощадь основания продавливаемого фрагмента нижней ступени фундамен-

та в пределах контура расчётного поперечного сечения равная A1=(a2+205h03)2=(18+205035)2=462 м2

Проверка условия (697) [3] показывает

F=92202 кН lt 09105103301 = 284445 кН

те прочность нижней ступени фундамента против продавливания обеспече-на

48

49

65 Определение площади арматуры подошвы фундамента Подбор арматуры производим в 3-х вертикальныхсечениях фундамента

что позволяет учесть изменение параметров его расчётной схемы в качестве ко-торой принимается консольная балка загруженная действующим снизу вверх равномерно распределенным реактивным отпором грунта Для рассматривае-мых сечений вылет и высота сечения консоли будут разными поэтому выявить наиболее опасное сечение можно только после определения требуемой площади арматуры в каждом из них (см рис13)

Сечение I-I МI-I = 0125р (а ndash hcol)2middot a = 0125middot34533(27 ndash 04)2middot27 = 61654кНmiddotм Площадь сечения арматуры определяем по формуле

2

01

61654 10 165709 09 95 435

I IsI

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение II-II МII-II= 0125р(аndash а1)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 11)2middot27 = 29836кНmiddotм

2

02

29836 10 117209 09 65 435

II IIsII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение III-III МIII-III= 0125р(аndash а2)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 18)2middot27 = 944кНmiddotм

2

03

944 10 68809 09 35 435

III IIIsIII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Из трёх найденных значений подбор арматуры производим по максимально-му значению теAsmax = 1657см2

Шаг стержней принимается от 150 ммдо 300 мм (кратно 50 мм) При ширине подошвы фундамента а le 3 мминимальный диаметр стержней dmin = 10 мм при аgt3 мdmin = 12 мм

Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлени-ях арматурой из стержней Oslash14 А500с шагом 250 мм

Имеем 11Oslash14 А500С с As = 16929см2gtAsI = maxsA = 1657см2 Процент армирования μ

- в сечении I-I 11 01

16929100 100 0156 01110 95

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении II-II 22 02

16929100 100 0145 01180 65

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении III-III 33 03

16929100 100 0179 01270 35

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

Так как во всех сечениях μigtμmin=01 количество принятой арматуры оставляем без изменений В случае μiltμmin=01 диаметр принятой арматуры следует увеличить или уменьшить ее шаг

Конструкция фундамента приведена на рис13

50

51

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 СП 20133302011 Нагрузки и воздействия Актуализированная редакция СНиП 20107-85 М ГУП ЦПП 2011

2 СП 63133302012 Бетонные и железобетонные конструкции Основные положения Актуализированная редакция СНиП 52-101-2003 М ФГУП ЦПП 2004

3 ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований 4 СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные кон-

струкции М ФГУП ЦПП 2005 5 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из

тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

6 Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетон-ных конструкций из тяжелого бетона (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

52

ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Минимальный класс бетона элементов с предварительно напряженной арматурой

Таблица 4

Характеристика напрягаемой Класс бетона арматуры не ниже

Арматура классов

А540-А800

В20 А1000 В30

Арматура классов

Вр1200 Вр1300

В30 Вр1400 Вр1600 Вр1600 В20

К1400 К1500 К1600 К1700 В30

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин ndash acrсult из условия обеспечения сохранности арматуры

Таблица 5

Для элементов к которым не предъявляются требования непрониwаемости значения acrсult принимают равными

При арматуре классов

При продолжительном рас-крытии трещин мм

При непродолжительном раскрытии трещин мм

А240-А600 В500 03 04

А800А1000 Вр1200-Вр1400 К1400К1500(К-19) К1500(К-7)К1600 диаметром 12 мм

02 03

Вр1500 К1500(К-7)К1600 диамет-ром 6 и 9 мм

01 02

53

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Нормативные сопротивления бетона Rbnи Rbtn

Таблица 6

Вид сопротивления

Нормативные сопротивления бетона RbnиRbtn и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй

группы RbserиRbtser МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осевое (призменная прочность)

Rbn и Rbser

75 110 150 185 220 255 290 320 360 395 430

Растяже-ние осевое

Rbtn Rbtser 085 110 135 155 175 195 210 225 245 260 275

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Расчетные сопротивления бетона Rbи Rbt Таблица 7

Видсопротивления

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbи Rbt МПа при классе бетона

по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осе-вое(призменная прочность)

Rb

60 85 115 145 170 195 220 250 275 300 330

Растяжение осевое Rbt

056 075 090 105 115 130 140 150 160 170 180

Полностью таблицы нормативных и расчетных сопротивлений бетона см [2]

54

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения начального модуля упругости бетона Еь Таблица 8

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еьmiddot10-3 МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

190 240 275 300 325 345 360 370 380 390 395

55

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rsn

Таблица 9

Арматура классов

Номинальный диаметр арматуры мм

Нормативные значения сопротивления растяжению Rsnи расчетные значения сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы Rsser МПа

А240 6-40 240

А400 6-40 400

А500 10-40 500

А540 20-40 540

А600 10-40 600

А800 10-32 800

А1000 10-32 1000

В500 3-12 500

Вр500 3-5 500

Вр1200 8 1200

Вр1300 7 1300

Вр1400 4 5 6 1400

Вр1500 3 1500

Вр1600 3-5 1600

К1400(К-7) 15 1400

К1500(К-7) 6 9 12 1500

К1500(К-19) 14 1500

К1600 6 9 12 15 1600

К1700 6-9 1700

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 14: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

14

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы Геометрические характеристики приведенного сечения

Круглое очертание пустот заменим эквивалентным квадратным со стороной с = 09d = 09middot159 = 143 см

Размеры расчетного двутаврового сечения толщина полок fhprime = hf= (22 ndash 143)middot05 = 385 см ширина ребраb = 146 ndash 143middot7 = 459 см

ширина полок fbprime = 146 см bf= 149 см Определяем геометрические характеристики приведенного сечения

27710527

1023

5

=sdot

sdot==

b

s

EEα

Площадь приведенного сечения Ared = A + αAs = f fb hprime primesdot + bfmiddothf+ bmiddotс + αAsp = (146 + 149)middot385 + 459middot143 +

+727middot471 = 18264 см2 А = 179216 см2 ndash площадь сечения бетона Статический момент приведенного сечения относительно нижней грани Sred= f fb hprime primesdot ( hndash 05 fhprime ) + bfmiddot hfmiddot05hfmiddot + bmiddotсmiddot05h +αmiddotAspmiddotа = = 146middot385middot(22 ndash 05middot385) +149middot385middot05middot385 + 459middot143middot05middot22 +

+ 727middot471middot3 = 197112 см3 Удаление центра тяжести сечения от его нижней грани

смASу

red

red 810791041826219711

0 asymp===

Момент инерции приведенного сечения относительно его центра тяжести

( ) ( )

( ) ( ) ( )

( )

3 332 20 0

32 2 20 0

3 32

( )05 05

12 12 12146 38505 146 385 22 108 05 385

12459 143 149 385459 143 05 22 108 149 385 108 05

12 12

f f f fred f f f

f f f sp

b h b hbcI b h h y h b c h y

b h y h A y aα

prime prime sdotprime prime prime= + sdot sdot minus minus + + sdot sdot minus + +

sdot+ sdot sdot minus + sdot minus = + sdot sdot minus minus sdot +

sdot sdot+ + sdot sdot sdot minus + + sdot sdot minus sdot( )

( )

2

2 4

385

727 471 108 3 1082368 см

+

+ sdot sdot minus =

Момент сопротивления приведенного сечения по нижней грани 3

0

910021810

8108236 смy

IW redred ===

То же по верхней грани sup 3

0

9664redred

IW смh y

= =minus

Расчет предварительно напряженных изгибаемых элементов по раскрытию трещин производят в тех случаях когда соблюдается условие

М gt Mcrc (8116[2]) М ndash изгибающий момент от внешней нагрузки (нормативной)

15

Mcrc ndash изгибающий момент воспринимаемый нормальным сечением элемента при образовании трещин и равный

Mcrc = RbtsermiddotWpl + Pmiddoteяр (936[2]) Wplndash момент сопротивления приведенного сечения для крайнего растянутого

волокна eяр = еор + r ndash расстояние от точки приложения усилия предварительного об-

жатия до ядровой точки наиболее удаленной от растянутой зоны еор ndash то же до центра тяжести приведенного сечения r ndash расстояние от центра тяжести приведенного сечения до ядровой точки Wpl= 125Wred для двутаврового симметричного сечения (табл41[6]) Р ndash усилие предварительного обжатия с учетом потерь предварительного

напряжения в арматуре соответствующих рассматриваемой стадии работы эле-мента Определяем

смAWr

red

red 49541826910021===

еoр = у0 ndash а = 108 ndash 3 = 78 см eяр = 78 + 549 = 1329 см Wpl = 125middot100219 = 125274 см3

16

Потери предварительного напряжения арматуры Первые потери предварительного напряжения включают потери от релакса-

ции напряжений в арматуре потери от температурного перепада при термической обработке конструкций потери от деформации анкеров и деформации формы (упоров)

Вторые потери предварительного напряжения включают потери от усадки и ползучести бетона при натяжении арматуры на упоры (п 9112[2])

Потери от релаксации напряжений арматуры ∆σsp1 определяют для арматуры классов А600-А1000 при электротермическом способе натяжения в соответствии с п 91[2]

∆σsp1 = 003σsp = 003middot480 = 144 МПа Потери от температурного перепада при агрегатно-поточной технологии

принимаются равными 0 ∆σsp2 = 0 Потери от деформации формы при электротермическом способе натяжения

арматуры не учитывают ∆σsp3 = 0 Потери от деформации анкеров при электротермическом способе натяжения

арматуры не учитывают ∆σsp4 = 0 Первые потери

∆σsp(1) =∆σsp1 + ∆σsp2 + ∆σsp3 + ∆σsp4 = 144 МПа Потери от усадки бетона

∆σsp5 = εbshmiddotEs εbsh ndash деформации усадки бетона значения которых можно принимать в зави-

симости от класса бетона равными 000020 ndash для бетона классов В35 и ниже 000025 ndash для бетона класса В40 000030 ndash для бетона классов В45 и выше ∆σsp5 = 00002middot2middot105 = 40 МПа Потери от ползучести бетона ∆σsp6 определяются по формуле

( )crbred

redsjspj

bpjcrbsp

IAy

2

6

80111

80

ϕαmicro

σαϕσ

+sdot

sdot++

sdot=∆

где φbcr ndash коэффициент ползучести бетона определяемый согласно п 6116[2] или по Приложению 15 Принимаем φbcr = 28 σbpj ndash напряжение в бетоне на уровне центра тяжести рассматриваемой j ndash ой группы стержней напрягаемой арматуры

(1) (1) opbp

red red

P P e yA I

σ = +

Р(1) ndash усилие предварительного обжатия с учетом только первых потерь еор ndash эксцентриситет усилия Р(1) относительно центра тяжести приведенного сече-ния yndash расстояние от центра тяжести приведенного сечения до рассматриваемого во-локна y = еор + 3(см)

b

s

EE

17

μspj ndash коэффициент армирования равный AspjA гдеА ndash площадь поперечного сече-ния элемента Aspj ndash площадь рассматриваемой группы стержней напрягаемой ар-матуры

Р(1) = Asp(σsp ndash ∆σsp(1)) σsp = 480 МПа = 48 кНсм2 ∆σsp(1) = 144МПа = 144кНсм2 Р(1) = 471(48 ndash 144) = 2193 кН еор = 78 см y=108см

2193 2193 78 108 029118264 1082368bpσ sdot sdot

= + = кНсм2 = 29МПа

σbplt09Rbp Rbp =10 МПа А = 179216 см2 0026280

161792714

==micro

( )6 2

08 727 28 29 419778 182641 727 0002628 1 1 08 28

1082368

spσ sdot sdot sdot∆ = =

sdot+ sdot + sdot + sdot

МПа

Полное значение первых и вторых потерь

( ) sum=

=

∆=∆6

12

i

ispisp σσ

(912[2])

∆σsp(2) = 144 + 40 + 4197 = 9637МПа При проектировании конструкции полные суммарные потери для арматуры

расположенной в растянутой при эксплуатации зоне сечения элемента следует принимать не менее 100МПа (п 9110[2]) поэтому принимаем ∆σsp(2) = 100 МПа

После того как определены суммарные потери предварительного напряже-ния арматуры можно определить Мcrc

(2)P = (σsp ndash ∆σsp(2))middotAsp

(2)P ndash усилие предварительного обжатия с учетом полных потерь

(2)P = (480 ndash 100) middot471 = 17898 кН Мcrc = 0135middot125274 + 17898middot1329 = 40698кНmiddotсм = 4070кНmiddotм Так как изгибающий момент от полной нормативной нагрузки

Мn = 3727 кНmiddotм меньше чем Мcrc =4070кНmiddotм то трещины в растянутой зоне от эксплуатационных нагрузок не образуются

Расчет прогиба плиты

Расчет изгибаемых элементов по прогибам производят из условия f le fult (8139 [2])

где f ndash прогиб элемента от действия внешней нагрузки fult ndash значение предельно допустимого прогиба При действии постоянных длительный и кратковременных нагрузок прогиб

балок или плит во всех случаях не должен превышать 1200 пролета Для свободно опертой балки максимальный прогиб определяют по формуле

max

2 1

=

rSlf

18

где S ndash коэффициент зависящий от расчетной схемы и вида нагрузки при действии равномерно распределенной нагрузки S = 548 при двух равных момен-тах по концам балки от силы обжатия ndash S = 18

max

1

r ndash полная кривизна в сечении с наибольшим изгибающим моментом от

нагрузки при которой определяется прогиб Полную кривизну изгибаемых элементов определяют для участков без тре-

щин в растянутой зоне по формуле

321

1111

minus

+

=

rrrr

где1

1

rndash кривизна от непродолжительного действия кратковременных нагру-

зок

2

1

rndash кривизна от продолжительного действия постоянных и длительных

нагрузок

3

1

rndash кривизна от непродолжительного действия усилия предварительно-

го обжатия Р(1)вычисленного с учётом только первых потерь те при действии момента (1) 0 pM P e= sdot

Кривизну элемента на участке без трещин определяют по формуле

redb IEM

r sdot=

1

1

где М ndash изгибающий момент от внешней нагрузки или момент усилия пред-варительного обжатия относительно оси проходящей через центр тяжести приве-денного сечения

Ired ndash момент инерции приведенного сечения Eb1 ndash модуль деформации сжатого бетона определяемый по формуле

crb

bb

EE

1 1 ϕ+=

гдеφbcr ndash коэффициент ползучести бетона принимаемый minus 018b crϕ = minus при непродолжительном действии нагрузки minus по табл612[2] или по Приложению15 в зависимости от класса бетона на сжатие и относительной влажности воздуха окружающей среды minus при продолжительном действии нагрузки minus при непродолжительном действии нагрузки Eb1=085Eb (8146[2]) Прогиб определяется с учетом эстетико-психологических требований те от

действия только постоянных и временных длительных нагрузок [1]

2 1

1 nl

b red

Mr E I

= sdot

nlM ndash изгибающий момент от продолжительного действия постоянных и дли-тельных нагрузок равный Мnl = 299 кНmiddotм (см п22)

19

33

1 102478310527

821sdot=

sdot=

+= b

bEE МПа = 724middot102кНсм2

52

2

1 2999 13827 10724 10 1082368r см

minus = = sdot sdot sdot

В запас жёсткости плиты оценим её прогиб только от постоянной и длитель-

ной нагрузок (без учёта выгиба от усилия предварительного обжатия) 5 25( 3827 10 ) 569 129 2845

48f см смminus= sdot sdot sdot = lt

Допустимый прогиб f = (1200)l = 569200 = 2845 см Так как f lt f ult можно выгиб в стадии изготовления не учитывать

20

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО

НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2

31 Исходные данные

Постоянная нагрузка та же что при расчете плиты перекрытия на действие нагрузки V =15 кНм2 (см п 21)

Нагрузки на 1м2 перекрытия Таблица 2

Вид нагрузки Нормативная нагрузка кНм2

Коэф-т надежности по нагрузке

γf

Расчетная нагрузка

кНм2

1 2 3 4 Постоянная нагрузка g 414 47

Временная Перегородки δ = 120 мм (при-веденная нагрузка длитель-ная) V p

05 12 06

Полезная (из задания) 45 12 54 в том числе кратковременная Vsh

29

12

348

длительная V lon 16 12 192 Итого временная нагрузка V 50 60 Временная нагрузка без учета перегородок V 0

45 54

Полная нагрузка g + V 914 107

Нагрузка на 1 погонный метр длины плиты при номинальной ее ширине 15м - расчетная постоянная g = 47middot15middot10 = 705 кНм - расчетная полная (g + V) = 107middot15middot10 = 1605 кНм - нормативная постоянная gп = 414middot15middot10 = 621 кНм - нормативная полная (gп + Vп) = 914middot15middot10 = 1371 кНм - нормативная постоянная и длительная (gп + Vlonп) = (414 + 21)middot15middot10 =

936 кНм

32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы

Определение внутренних усилий Материалы для плиты расчетный пролет и поперечное сечение те же что в

пункте 21 Усилия от расчетной полной нагрузки

( ) 2 20V 1605 569 6496

8 8g l

M кН м+ sdot sdot

= = = sdot

21

( ) 0V 1605 569 45662 2

g lQ кН

+ sdot sdot= = =

Усилия от нормативной нагрузки - полной

( ) 2 20V 1371 569 5548

8 8n n

п

g lM кН м

+ sdot= = = sdot

- постоянной и длительной ( ) 2 2

0 936 569 37888 8

n lon nn

g V lM кН м

+ sdot= = = sdot

Расчет по прочности на действие изгибающего момента

2 21 0

6496 011909 115 146 19m

b b f

MR b h

αγ

= = =sdot sdot sdot sdot sdot sdot

1 1 2 1 1 2 0119 01280435( 22)

m

R см пξ αξ= minus minus = minus minus sdot =

=

012 0277 060435R

ξξ

= = lt γs3 = 11

3

01

ss

fbbsp R

hbRA

γξγ sdotsdotsdotsdot

=

2

2

09 115 146 0128 19 642 11 52

520 52

sp

s

A см

R МПа кН см

sdot sdot sdot sdot= =

sdot

= =

Принимаем 6Oslash12А600 Аspef = 679 см2

Расчет по прочности при действии поперечной силы

Условие прочности по бетонной полосе между наклонными сечениями удо-влетворяется

4566 кНlt 22240кН(см п 22) Условие прочности по наклонному сечению

Q le Qb + Qsw допускается производить расчет наклонного сечения из условия

Q1geQb1+Qsw1 (860[2]) Qb1=05middotγb1middotRbmiddotbmiddoth0 (861[2]) Qsw1=qswmiddoth0 (862[2]) Qb1=05middot09middot009middot377middot19=2901кН

То поперечная арматура (хомуты) необходима по расчету для восприятия усилия

Qsw1 = 4566 ndash 2907 = 1665 кН

22

23

Поперечная арматура учитывается в расчете если qswgeqswmin

qswmin=025γb1Rbtb (п 8133[2])

Усилие в поперечной арматуре на единицу длины равно 1

0sw

swQqh

=

1665 087619swq = = кНсмltqswmin = 025middot09middot009middot377 = 0763кНсм

w

swswsw S

ARq sdot= (859[2])

Назначая шаг хомутов Sw = 10см le 05middoth0 (8311[3]) получаем 0876 10 0292

30sw w

swsw

q SARsdot sdot

= = = см2

Rsw = 300 МПа = 30 кНсм2 Проверяем прочность сечения при действии поперечной силы Условие

прочности Q1 le Qb1 + Qsw1 Q1 = 4566 кН - поперечная сила действующая в сечение Qb1 = 2901 кН Qsw1 = qswmiddoth0

30 078 23410

sw swsw

w

R AqSsdot sdot

= = = кнсм

Qsw1 = 234middot19 = 4446кН 4566 кН lt (2901 + 4466)кН 4566 кН lt 7347 кН

Прочность обеспечена Окончательно принимаем на приопорных участках плиты по четыре каркаса

с поперечной рабочей арматурой (хомутами) расположенной с шагомSw = 10см Для 4Oslash5 В500С в одном сечении имеем Аswef = 078см2gtАsw

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы

Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)

Ared = 184148 см2 Sred = 1975656 см3 у0= 1073 см

( ) ( )

( ) ( )

3 32 2

32 2 4

146 385 459 14146 385 22 1073 05 385 459 143 05 22 107312 12

149 385 149 385 1073 05 385 727 679 1073 3 1084577312

redI

см

sdot sdot= + sdot sdot minus minus sdot + + sdot sdot sdot minus +

sdot+ + sdot sdot minus sdot + sdot sdot minus =

3

0

10845773 1010791073

redred

IW смy

= = = sup 310845773 9623581127redW см= =

24

W= 125Wred = 125middot101079 = 126349 см3 101079 549184148

red

red

Wr смA

= = =

е0 = 1073 ndash 3 = 773 см eяр = 773 + 549 = 1322 см

Потери предварительного напряжения арматуры ∆σsp1 =144 МПа ∆σsp2 = 0 ∆σsp3 = 0 ∆σsp4 = 0 Таким образом первые потери составляют ∆σsp(1) =144 МПа

∆σsp5 = 40 МПа

11 орbp

red red

Pe yPA I

σ = + (см п 23)

Р1 = 679middot (48 ndash 144) = 31614 кН еор = 773 см 231614 31614 773 0414

183643 1081529bpσ sdot= + = кНсм2 = 414 МПа

0033980161792

096==micro

( )6 2

08 727 28 414 5803775 1836431 727 0003398 1 1 08 28

1081529

spσ sdot sdot sdot∆ = =

sdot+ sdot + sdot + sdot

МПа

То полные потери равны ∆σsp(2) = 144 + 40 + 5803 = 11203МПа Если полные потери будут меньше 100МПа следует принять σsp(2)= 100МПа

Р(2) = (480 ndash 112) middot609 = 24987кН Мcrc = RbtsermiddotW+P(2)middoteяр=0135middot126349 + 2498middot1322 = 50089кНmiddotсм =

5009кНmiddotм Изгибающий момент от полной нормативной нагрузки равен

Мn = 5548 кНmiddotмgtМсrс = 5009кНsdotм Следовательно трещины в растянутой зоне от эксплуатационных нагрузок

образуются

Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси Расчет по раскрытию трещин производят из условия

acrc le acrcult (8118[2]) acrc ndash ширина раскрытия трещины от действия внешней нагрузки acrcult ndash предельно допустимая ширина раскрытия трещин (п 826[4] При-

ложение 2) Для арматуры классов А240-А600 В500C величина acrcultсоставляет

03 мм ndash при продолжительном раскрытии трещин 04 мм ndash при непродолжительном раскрытии трещин

Ширину раскрытия нормальных трещин определяют по формуле

ss

sscrc l

Ea sdotsdotsdotsdotsdot=

σψϕϕϕ 321 (8128[4])

25

где σs ndash напряжение в продольной растянутой арматуре в нормальном сечении с трещиной от соответствующей внешней нагрузки

ls ndash базовое расстояние между смежными нормальными трещинами ψs ndash коэффициент учитывающий неравномерное распределение относительных

деформаций растянутой арматуры между трещинами допускается принимать ψs =1 если при этом условие 8118[2] не удовлетворяется значение ψs следу-ет определять по формуле 8138[2]

ϕ1 ndash коэффициент учитывающий продолжительность действия нагрузки при-нимаемый равным 10 ndash при непродолжительном действии нагрузки 14 ndash при продолжительном действии нагрузки

ϕ2 ndash коэффициент учитывающий профиль продольной арматуры и равный ϕ2 = 05 ndash для арматуры периодического профиля и канатной

ϕ3 ndash коэффициент учитывающий вид напряженного состояния и для изгибаемых элементов принимаемый равнымϕ3 = 10

Для прямоугольных тавровых и двутавровых сечений значение σsдопускает-ся определять по формуле

(2)( )s

ssp

M z PA

σminus

= (412 [5])

где z ndash плечо внутренней пары сил равное z=ςh0 а коэффициент ς определя-ется по табл 42 [5] или по Приложению 18 в зависимости от следующих пара-метров

)(

0

11

)2(0 bhAa

aPM

ebh

hbb spss

ss

fff

sdot==

minus= microϕ

Ms= Mn =5548 кНм=5548 кНсм P(2)ndashусилие предварительного обжатия с учетом полных потерь равное P(2)=24987 кН Производя вычисления получаем

0

(1460 459) 385 5548 2220442 222 117459 190 24987 190

sf s

ee смh

φ minus sdot= = = = = =

sdot

Коэффициент αs1 для всех видов арматуры кроме канатной можно прини-мать равным αs1=300Rbser=30015=20

где Rbser=15 МПа Тогда

1200 679 0156459 190samicro sdot

sdot = =sdot

По табл 42 [6] или по Приложению 18 определяем ς=082 z=ςh0=082190=1558 см

2(5548 1588) 24987 1564 1564 679s кН см МПаσ minus

= = =

26

С целью недопущения чрезмерных пластических деформаций в продольной рабочей арматуре напряжения σsвней (а точнее их приращение под действием внешней нагрузки) не должны превышать (Rsserndash σsp(2)) где σsp(2)ndash величина пред-варительного напряжения арматуры с учетом полных потерь те

(2) (2) 480 112 368 sp sp sp МПаσ σ σ= minus∆ = minus =

(2)1562 ( ) 600 368 232 s s ser spМПа R МПаσ σ= lt minus = minus = Как видим полученное значение σs удовлетворяет установленному ограни-

чению В противном случае следует увеличить площадь продольной рабочей ар-матуры

Значение базового расстояния между трещинами определяют по формуле

ss

bts d

AAl 50= (8217[2]) и принимают не менее 10d и 10 см и не более 40d

и 40 см Abtndash площадь сечения растянутого бетона As ndash площадь сечения растянутой арматуры Ширину раскрытия трещин acrc принимают - при продолжительном раскрытии

acrc = acrc1(8119[2]) - при непродолжительном раскрытии

acrc = acrc1 + acrc2 ndashacrc3 (8120[2]) где acrc1 ndash ширина раскрытия трещин от продолжительного действия посто-

янных и временных длительных нагрузок acrc2 ndash ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоян-

ных и временных (длительных и кратковременных) нагрузок acrc3 - ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоян-

ных и временных длительных нагрузок Базовое расстояние между смежными нормальными трещинами определяется

по формуле

ss

bts d

AAl 50=

Здесь Abt ndash площадь сечения растянутого бетона равная Abt = byt+(bf - b)hf

гдеyt ndash высота растянутой зоны которую для прямоугольных тавровых и двутавровых сечений допускается принимать по формуле

yt = ky0 Поправочный коэффициент kучитывает неупругие деформации растянутого

бетона и для двутавровых сечений принимается равным 095 Значение y0 ndash есть высота растянутой зоны бетона определяемая как для упругого материала по приведенному сечению по формуле

)(

)2(0

serbtred

red

RP

A

Sy

+=

27

Определяем

0

2

1975656 535 095 535 508 249871841480135

459 508 (1490 459) 385 6301

t

bt

y см y см

A см

= = = sdot =+

= sdot + minus sdot =

Значение Abt принимается равным площади сечения при ее высоте в пределах не менее 2а и не более 05h(п4233 [4]) те не менее

1490385+(6-385)459=6729 см2 и не более 45911+(149-459)385=90184 см2

следовательно принимаем Abt =6729см2 Тогда 246621

096967250 =sdotsdot=sl смПринимается не более 40d и не более 40см Оконча-

тельно принимается 40 см Поскольку изгибающий момент от постоянной и временной длительной нор-

мативной нагрузок Mnl=3788кНм меньше момента образования трещин Mcrc=5009кНм то приращение напряжений в продольной рабочей арматуре от внешней нагрузки (см формулу (412[5]) будет меньше нуля В этом случае сле-дует считатьacrc1= acrc3= 0 и определять только ширину раскрытия трещин acrc2 от непродолжительного действия постоянных длительных и кратковременных нагрузок при φl=10

2 5

156410 05 10 10 40 001564 0156 2 10crca см мм= sdot sdot sdot sdot = =sdot

Это значение необходимо сопоставить с предельно допустимой шириной раскрытия трещин acrcult принимаемой из условия обеспечения сохранности ар-матуры при непродолжительном раскрытии

acrc2ltacrcult=04 мм ndash условие (826[2]) или см Приложение 2 удовлетворя-ется

Расчет прогиба плиты

Расчет изгибаемых элементов по прогибам производят из условия flefult (8139[2])

где fndash прогиб элемента от действия внешней нагрузки fult ndash значение предельно допустимого прогиба (см п 23) Полная кривизна для участков с трещинами определяется по формуле

(102)[4] без учета кривизны от непродолжительного действия усилия обжатия и кривизны вследствие усадки и ползучести бетона

321

1111

+

minus

=

rrrr

где 1

1

rndash кривизна от непродолжительного действия всей нагрузки

2

1

r ndash кривизна от непродолжительного действия постоянных и

временных длительных нагрузок

28

3

1

r ndash кривизна от продолжительного действия постоянных и вре-

менных длительных нагрузок Так как прогиб плиты ограничивается эстетико-психологическими требова-

ниями

1

1

rndash

2

1

r ndash кривизна вызванная непродолжительным действием кратко-

временной нагрузки не учитывается Таким образом кривизна в середине пролета определяется только от про-

должительного действия постоянных и длительных нагрузок те при действии изгибающего момента Мnl = 3788 кНmiddotм

Для элементов прямоугольного и таврового сечений при hfle 03h0 кривизну

допускается определять по формуле (440 [5])

redbc

nl

EhbM

r 30

1sdotsdotsdot

где ϕс ndash коэффициент определяемый по табл 45 [5] или по Приложению 15в за-висимости от параметров

( )0

bhhbb ff

f

sdotminus=ϕ μmiddotαs2 и esh0

0bhAs=micro

redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α

При определении αs2допускается принимать 1=sψ Если при этом условие flefult не удовлетворяется то расчет производят с учетом коэффициента ψs опреде-ляемого по формуле

s

crcss σ

σψ 801minus= (8138[2])

где σscrc ndash приращение напряжений в растянутой арматуре в сечении с трещиной сразу после образования нормальных трещин при М = Мcrc σs ndash то же при действии рассматриваемой нагрузки

sp

ss A

PzM )2()( minus=σ (412 [5])

sp

crccrcs A

PzM )2(

)( minus=σ

z ndash расстояние от центра тяжести арматуры расположенной в растянутой зоне сечения до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне эле-мента

Ebred ndash приведенный модуль деформации сжатого бетона принимаемый равным

redb

serbredb

RE

1

ε

=

где εb1red =28sdot10-4 при продолжительном действии нагрузки при относительной влажности воздуха окружающей среды 75 ge W ge 40(табл610[2])

)2(PM

e ss = Ms = Mnl= 3788 кНmiddotм

Р(2) ndash усилие предварительного обжатия с учетом всех потерь Р(2) = 24987 кН

Определяем величины необходимые для нахождения ϕс

29

( ) ( ) 442019945

853945146

0

=sdotsdotminus

=sdotminus

=bh

hbb fffϕ

0

679 000779459 19

sAbh

micro = = =sdot

Коэффициент приведения арматуры к бетону

redb

redss E

E

2 =α (117[4]) Еsred =

s

sEψ

(118[4]) redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α принимаем sψ = 1

Приведенный модуль деформаций сжатого бетона

53571028

0154

1

=

sdot== minus

redb

serbredb

RE

εМПа = 5357кНсм2

5

22 10 37335357sαsdot

= = μmiddotαs2= 000779∙3733 = 0291 (2)

nls

MeP

=3788 1516

24987se = = см

0

1516 079819

seh

= =

Теперь по табл 45[5] или по таблице Приложения 15 путем интерполяции находимϕс = 0603

Определяем кривизну имея все данные 5

3

1 3788 1372 10 0603 459 19 5357r см

minus= = sdotsdot sdot sdot

20

5 2

5 1 485 372 10 569 126 2845 48 ult

f lr

f см f cмminus

= sdot sdot

= sdot sdot sdot = lt =

Условие 8139[2] удовлетворяется те жесткость плиты достаточна

30

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ Для опирания пустотных панелей принимается сечение ригеля высотой hb =

45 см или hb = 60 см для опирания ребристых панелей принимается сечение риге-ля высотой hb = 60 см Ригели могут выполняться обычными или предварительно напряженными Высота сечения обычного ригеля bb lh

asymp

101

151

41 Исходные данные Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м2 перекрытия принимаются те же

что и при расчете панели перекрытия Ригель шарнирно оперт на консоли колон-ны hb = 45 см Расчетный пролет (рис 6)

l0 = lb ndash b ndash 2times20 ndash 130 = 6300 ndash 400 ndash 40 ndash 130 = 5730 мм = 573 м где lb ndash пролет ригеля в осях

b ndash размер колонны 20 ndash зазор между колонной и торцом ригеля 130 ndash размер площадки опирания Расчетная нагрузка на 1 м длины ригеля определяется с грузовой полосы

равной шагу рам в данном случае шаг рам 6 м(табл 1) Постоянная (g) - от перекрытия с учетом коэффициента надежности по ответственности зда-

нияγп = 10 gfl =gmiddotlnmiddotᵞn= 47middot60middot10 = 282 кНм

гдеln ndashшаг рам - от веса ригеля

gbn = (02middot045 + 02middot025) middot2500middot10-2 = 35 кНм где 2500 кгм3 ndash плотность железобетона С учетом коэффициента надежно-

сти по нагрузке γf = 11 и по ответственности здания γп = 10 gb = 35middot11middot10 = 385 кНм

Итого постоянная нагрузка погонная те с грузовой полосы равной шагу рамg1=gfl+ gb = 282 + 385 = 321 кНм

Временная нагрузка (V) с учетом коэффициента надежности по ответствен-ности здания γп = 10 и коэффициента сочетания (см табл1)

1

1

0604AA

ϕ = +

где А1 = 9 м2для помещений указанных в поз 1212[1] А ndash грузовая площадь ригеля А = 60times63 = 378 м2

10604 0693378

9

ϕ = + =

На коэффициент сочетания умножается нагрузка без учета перегородок V1=( Vp+ 1ϕ middot V0)middotᵞnmiddotln

V1= (06+0693middot195)middot10middot60 = 1171кНм Полная погонная нагрузка

g1 + V1 = 321 + 1171 = 438кНм

31

32

42 Определение усилий в ригеле Расчетная схема ригеля ndash однопролетная шарнирно опертая балка пролетом

l0 Вычисляем значение максимального изгибающего момента М и максимальной поперечной силы Q от полной расчетной нагрузки

( ) 2 21 1 0V 438 573 17976

8 8g l

M кН м+ sdot

= = = sdot

( )1 1 0V 438 573 12552 2

g lQ кН

+ sdot= = =

Характеристики прочности бетона и арматуры - бетон тяжелый класса В30 расчетное сопротивление при сжатии Rb = 170

МПа при растяжении Rbt= 115 МПа (табл 68[2] приложение 4) γb1 = 09 (6112[2])

- арматура продольная рабочая класса А500С диаметром 10-40 мм расчетное сопротивление Rs = 435 МПа=435Кнсм2 поперечная рабочая арматура класса А400 диаметром 6-8 мм Rsw = 280 МПа=280Кнсм2 (табл 615[2])

43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента

Определяем высоту сжатой зоны х = ξmiddoth0 где h0 ndash рабочая высота сечения ригеля ξ ndash относительная высота сжатой зоны определяемая в зависимости от αт

h0 = (hb ndash 5) = 40 см

201 hbR

M

bbm sdotsdotsdot=γ

α

М = 17081кНmiddotм = 17081кНmiddotсм Rb = 17 МПа = 17 кНсм2 b ndash ширина сечения ригеля b = 20 см

2 21 0

17980 036709 17 20 40m

b b

MR b h

αγ

= = =sdot sdot sdot sdot sdot sdot

1 1 2 1 1 2 0367 0485mξ α= minus minus = minus minus sdot = высота сжатой зоны х = ξmiddoth0 = 0485middot40 = 1938см Граница сжатой зоны проходит в узкой части сечения ригеля следовательно

расчет ведем как для прямоугольного сечения Расчет по прочности нормальных сечений производится в зависимости от со-

отношения относительной высоты сжатой зоны бетона и граничной относитель-ной высоты ξR при которой предельное состояние элемента наступает по сжатой зоне бетона одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения равного расчетному сопротивлению Rs

Значение ξR определяется по формуле

0

2

08

1

RR

s el

b

xh

ξ εε

= =+

(81[2])

где εsel ndash относительная деформация растянутой арматуры при напряжениях равных Rs

33

s

sels E

R=ε Rs = 435 МПа Еs = 2middot105МПа

εb2 ndash относительная деформация сжатого бетона при напряжениях равных Rb принимаемая равной 00035 (п 6120 [2])

00217501002

4355 =

sdot=elsε

4930

0035000217501

80=

+=Rξ

значение ξR можно определить по табл 32 [4] или по Приложению 11 тк ξltξR

площадь сечения растянутой арматуры определяется по формуле 1 0 09 17 20 0485 40 1365

435b b

ss

R b hAR

γ ξsdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot= = = см2

Если ξgtξR следует увеличить сечение ригеля или повысить класс бетона или запроектировать в сжатой зоне сжатую рабочую арматуру с площадью Аs

Если ξ = ξR = 0493 х = 0493middot40 = 1972 см те при ξ le ξR граница сжатой зо-

ны всегда проходит в узкой части сечения ригеля По найденной площади сечения растянутой арматуры по сортаменту (При-

ложение 12) подбираем 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Аsef = 1388см2 741

40201008813 =

sdotsdot

=micro

Площадь подобранной арматуры должна быть больше требуемой по расчету площади или равна ей

Можно подобрать стержни одинакового диаметра так чтобы площадь подо-бранной арматуры отличалась бы от площади требуемой арматуры незначитель-но

44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил

Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил производится на основе модели наклонных сечений [3] Ригель опирается на колонну с помощью консолей скрытых в его подрезке (рис 8) те имеет место резко изменяющаяся высота сечения ригеля на опоре При расчёте по модели наклонных сечений должны быть обеспечены проч-ность ригеля по бетонной полосе между наклонными сечениями по наклонному сечению на действие поперечной силы и изгибающего момента Для ригелей с подрезками на опорах производится расчёт по поперечной силе для наклонных сечений проходящих у опоры консоли образованной подрезкой При этом в расчётные формулы вводится рабочая высота h01короткой консоли ри-геля Таким образом в качестве расчётного принимаем прямоугольное сечение с размерами 1 20 30 b h смtimes = times в котором действует поперечная силаQ=1255 кН от полной расчётной нагрузки Рабочая высота сечения ригеля в подрезке составляет

01 27 h см= вне подрезки (у опор) 0 42 h см= в средней части пролёта 0 40 h см= При диаметре нижних стержней продольной рабочей арматуры ригеля ds=22мм с учётом требований п10312[2] назначаем поперечные стержни (хо-

34

муты) Oslash8 А400 Их шаг на приопорном участке предварительно принимаем по конструктивным соображениям 1 10 ws см= что в соответствии с п10313[2] не превышает 05h01=135см и 30 см Значения прочностных характеристик бетона класса В30 входящие в расчётные зависимости принимаем с учётом коэффици-ента условий работы 1 09bγ = Расчёт ригеля по бетонной полосе между наклонными трещинами произво-дится из условия

1 1 01b b bQ R bhϕ γle (855[2]) где 1bϕ minus коэффициент принимаемый равным 03 Проверка этого условия даёт

Q=1255 кН le 03times09times17times20times27=24786 кН те принятые размеры сечения ригеля в подрезке достаточны Проверяем требуется ли поперечная арматура по расчёту из условия

min 1 0105b b btQ Q R bhγle = (8133[2]) те Q=1255 кН gtQbmin=05times09times0115times20times27=2795 кН

поэтому расчёт поперечной арматуры необходим Находим погонное усилие в хомутах для принятых выше параметров попе-речного армирования 2101 swA см= (2Oslash8 А400) 285 swR МПа= 1 10 ws см=

11

280 101 283 10

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

Расчёт ригеля с рабочей поперечной арматурой по наклонному сечению про-изводится из условия

b swQ Q Qle + (856[2]) где b swQ Q minus поперечные силы воспринимаемые соответственно бетоном и попе-речной арматурой в наклонном сечении которые находятся по формулам

22 1 01 b b bt

bR bhQc

ϕ γ= 075sw swQ q c=

где с minus длина проекции наклонного сечения на продольную ось элемента 2bϕ minus коэффициент принимаемый равным 15 (п 8133[2])

Подставляя эти выражения в (856[2]) из условия минимума несущей спо-

собности ригеля по наклонному сечению в виде 0Qc

part=

part находим наиболее опас-

ную длину проекции наклонного сечения равную 2 2

2 1 01

1

15 09 0115 20 27 3266075 075 283

b b bt

sw

R bhc смq

ϕ γ times times times times= = =

times

35

36

которая должна быть не более 2h01 = 54 см С учётом этой величины условие (856[2]) преобразуем к виду

21 01

2

15 075

15 09 0115 20 27 075 283 3266 13863 3266

b btsw

R b hQ q сc

Q кН

γsdot sdot sdot sdotle + sdot sdot

sdot sdot sdot sdotle + sdot sdot =

1255 кН lt 13863 кН те условие прочности ригеля по наклонному сечению в подрезке при действии поперечной силы соблюдается

Необходимо также убедиться в том что принятый шаг хомутов смsw 101 = не превышает максимального шага хомутов maxws при котором ещё обеспечивается прочность ригеля по наклонному сечению между двумя соседними хомутами те

2 21 0

1 max09 0115 20 2710 1202

1255b bt

w wR b hs см s см

Qγ sdot sdot sdot sdot sdot

= lt = = asymp

Выясним теперь на каком расстоянии от опор в соответствии с характером эпюры поперечных сил в ригеле шаг поперечной арматуры может быть увеличен Примем согласно п10313[2] шаг хомутов в средней части пролёта равным

2 0075 075 40 30 ws h см= = times = что не превышает 500 мм Погонное усилие в хо-мутах для этого участка составляет

22

280 101 0942 30

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

что не меньше минимальной интенсивности этого усилия при которой попереч-ная арматура учитывается в расчёте

min 1025 025 09 0115 20 052 sw b btq R b кН смγ= = times times times asymp Очевидно что условие 1 minsw swq q для опорных участков ригеля соблюдается с ещё большим запасом При действии на ригель равномерно распределённой нагрузкиq=g1+v1 длина участка с интенсивностью усилия в хомутах 1swq принимается не менее значения

1l определяемого по формуле min

1 1bQ Q

l cq

minus= minus и не менее

40l

где minbQ minus то же что в формуле (2) но при замене 01h на рабочую высоту сечения ригеля в пролёте 0 40h см= 1с minus наиболее опасная длина проекции наклонного сечения для участка где изменяется шаг хомутов определяется по формуле (стр 34) с заменой в ней 01h на 0h а также 1swq на 2swq но не более 02 h

Тогда имеем min 05 09 0115 20 40 414 bQ кН= times times times times =

2

115 09 0115 20 40 8385

075 0942с смtimes times times times= =

times

Поскольку 1 02 80 с h см= то принимаем 1 80 c см= q=g+V=438 кНм=

37

=0438 кНсм тогда

11255 414 80 11201

0 438l смminus= minus =

В ригелях с подрезками у концов последних устанавливаются дополнитель-ные хомуты и отгибы для предотвращения горизонтальных трещин отрыва у вхо-дящего угла подрезки (рис 8) Эти хомуты и отгибы должны удовлетворять условию прочности

011

0

sin (1 )sw sw sw s inchR A R A Qh

θ+ ge minus

здесь 01 0 h h minus рабочая высота сечения ригеля соответственно в короткой консоли подрезки и вне её

Для рассматриваемого примера со сравнительно небольшим значением попе-речной силы примем дополнительные хомуты у конца подрезки в коли-честве 2Oslash12 А500С с площадью сечения 2

1 226 swA см= отгибы использовать не будем Тогда проверка условия прочности даёт

2730 226 678 1255 (1 ) 44842

кН кНtimes = gt times minus =

те установленных дополнительных хомутов достаточно для предотвращения го-ризонтальных трещин отрыва у входящего угла подрезки

Расчёт по прочности наклонного сечения проходящего через входящий угол подрезки на действие изгибающего момента производится из условия

s sw s incM M M Mle + + где М minus момент в наклонном сечении с длиной проекции laquoсraquo на продольную ось элемента Мs МswMsinc minus моменты воспринимаемые соответственно про-дольной и поперечной арматуройа также отгибами пересекаемыми рассмат-риваемым наклонным сечением относительно противоположного конца наклон-ного сечения (в отсутствии отгибов 0s incM = )

В рамках курсового проекта этот расчет не выполняется

45 Построение эпюры материалов Продольная рабочая арматура в пролете 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Пло-

щадь этой арматуры Аs определена из расчета на действие максимального изги-бающего момента в середине пролета В целях экономии арматуры по мере уменьшения изгибающего момента к опорам два стержня обрываются в пролете а два других доводятся до опор Если продольная рабочая арматура разного диа-метра то до опор доводятся два стержня большего диаметра

Площадь рабочей арматуры Аsef = 1388см2 Определяем изгибающий мо-мент воспринимаемый сечением ригеля с полной запроектированной арматурой 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С(Аs = 1388см2)

Из условия равновесия RsmiddotAs = γb1sdotRbmiddotbmiddotx гдех = ξmiddoth0

01

hbRAR

bb

efss

sdotsdotsdot

sdot=γ

ξ

38

Rs = 435 МПа = 435 кНсм2 Rb = 170 МПа = 17 кНсм2

493040207190

8813543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х = ξmiddoth0 = 0493middot40 = 1972см Изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля определяется из

условия равновесия М = RsmiddotAs(h0 ndash05х) М(2Oslash20+2Oslash22)= 435middot1388middot(40 ndash 05middot1972) = 181979кНmiddotсм = 182кНmiddotм

182кНmiddotмgt 17081кНmiddotм то есть больше действующего изгибающего момента от полной нагрузки это значит что прочность сечения обеспечена

До опоры доводятся 2Oslash22 А500С h0 = 45 ndash 3 = 42 см (см рис 9) As=76 см2

257042207190

67543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х1 = ξmiddoth0 = 0257middot42 = 108см Определяем изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля с рабо-

чей арматурой в виде двух стержней доводимых до опоры М(2Oslash22) = RsmiddotAs(2Oslash22) (h0 ndash05х1) М(2Oslash22) = 435middot76middot(42 ndash 05middot108) = 1209996кНmiddotсм =121кНmiddotм

Откладываем в масштабе на эпюре моментов полученные значения изгибаю-щих моментов М(2Oslash20+2Oslash22) и М(2Oslash22) и определяем место теоретического обрыва ра-бочей арматуры ndash это точки пересечения эпюры моментов с горизонтальной ли-нией соответствующей изгибающему моменту воспринимаемому сечением ри-геля с рабочей арматурой в виде двух стержней М(2Oslash22) (рис 10)

Эпюра моментов для этого должна быть построена точно с определением значений изгибающих моментов в

81 в

82 и в

83 пролета

Изгибающий момент в любом сечении ригеля определяется по формуле ( )

2

2xvgxRM Axsdot+

minussdot= где RA ndash опорная реакция х ndash текущая координата

( ) 0 12552A

g v lR Q

+ sdot= = = кН

При 081 lx = = 0716 м

2

18

438 07161255 0716 7862

M кН мsdot= sdot minus = sdot

При 082 lx = = 1433 м

2

28

438 14331255 1433 13482

M кН мsdot= sdot minus = sdot

39

40

При 083 lx = = 2149 м

0

2

38

438 21491255 2149 16852l

M кН мsdot= sdot minus = sdot

Длина анкеровки обрываемых стержней определяется по следующей зависи-мости

ddqQw

sw

1552

ge+= где d ndash диаметр обрываемой арматуры

Поперечная сила Q определяется графически в месте теоретического обрыва в данном случае Q = 72кН

Поперечные стержни Oslash8 А400 Rsw = 285 МПа с Аsw = 101см2 в месте теоре-тического обрыва имеют шаг 10 см

88210

011528=

sdot=

sdot=

w

swswsw S

ARq кНсм

72 5 20 2252 288

W = + sdot =sdot

см что меньше15d=1520=30 см

Принимаем W = 30 см Место теоретического обрыва арматуры можно определить аналитически

Для этого общее выражение для изгибающего момента нужно приравнять момен-ту воспринимаемому сечением ригеля с арматурой 2Oslash22 А500

М(2Oslash22) = 121кНsdotм ( ) ( ) 2 2

0 438 573 4382 2 2 2

g V l g V x xМ x x+ sdot + sdot sdot sdot

= sdot minus = sdot minus

1255х ndash 219х2 = 121 х2 ndash 573х + 553 = 0

212 2865 2865 581 2865 16365х = plusmn minus = plusmn

х1 = 1228м х2 = 553м Это точки теоретического обрыва арматуры Длина обрываемого стержня будет равна 4502ndash 1228 + 2middot03 = 3874м При-

нимаем длину обрываемого стержня 4 м Определяем аналитически величину поперечной силы в месте теоретического

обрыва арматуры ( ) ( )0

2g V l

Q g V x+ sdot

= minus + sdot

438 573 438 1228 7172

Q кНsdot= minus sdot =

Графически поперечная сила была принята 72кН с достаточной степенью точности

41

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ Для проектируемого 8-этажного здания принята сборная железобетонная ко-

лонна сечением 40times40 см Для колонн применяется тяжелый бетон классов по прочности на сжатие не

ниже В15 а для сильно загруженных ndash не ниже В25 Армируются колонны про-дольными стержнями диаметром 16 hellip40 мм из горячекатаной стали А400 А500С и поперечными стержнями преимущественно из горячекатаной стали класса А240

51 Исходные данные Нагрузка на 1 м2 перекрытия принимается такой же как и в предыдущих рас-

четах (см табл 1) Нагрузка на 1 м2 покрытия

Таблица 3 Вид нагрузки Нормативная нагруз-

ка (γf= 1) кНм2

Коэффициент надежности

по нагрузке γf

Расчетная нагрузка

(γfgt 1) кНм2 1 2 3 4

Гидроизоляционный ковер (3 слоя) 0150 13 0195 Армированная цементно-песчаная стяжка δ = 40 мм ρ = 2200 кгм3

0880 13 1144

Керамзит по уклону δ = 100 мм ρ = 600 кгм3

0600 13 0780

Утеплитель ndash минераловатные пли-ты δ = 150 мм ρ = 150 кгм3

0225 12 0270

Пароизоляция 1 слой 0050 13 0065 Многопустотная плита перекрытия с омоноличиванием швов δ = 220 мм

3400 11 3740

Постоянная нагрузка (groof) 5305 6194 Временная нагрузка ndash снеговая S = Sg 1800middot07 = 1260 ndash 1800 в том числе длительная часть снего-вой нагрузки Sl

0630 ndash 0900

Полная нагрузка (groof+ S) 6565 7994 - полная кратковременная снеговая нагрузка и коэффициент μ принимаются по СП 20133302011 или по Приложению 16

42

Материалы для колонны Бетон ndash тяжелый класса по прочности на сжатие В25 расчетное сопротивле-

ние при сжатии Rb = 145 МПа (табл 68[2] Приложение 4) Арматура minus продольная рабочая класса А500С (диаметр 16 hellip40мм) расчётное сопро-

тивление Rs = Rsc = 435 МПа (табл 614[2] Приложение 7) minus поперечная ndash класса А240

52 Определение усилий в колонне

Рассчитывается средняя колонна подвального этажа высотой hfl = 28 м Вы-сота типового этажа hflтакже равна 28 м

Грузовая площадь колонныА = 6times63 = 378 м2 Продольная сила N действующая на колонну определяется по формуле

N = γn(g +Vp + φзV0) nmiddotA + gb(n + 1) + gcol(n + 1) + γn(groof + S)A где n ndash количество этажей В нашем случае n = 8А ndash грузовая площадь g VpV0 ndash соответственно постоянная и временная нагрузки на 1 м2 перекрытия по табл 1

Согласно табл 1 g = 47 кНм2 Vp = 06кНм2V0 = 195кНм2 groof ndash постоянная нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 (groof = 6194 кНм2) S ndash полная снеговая нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 gbndash собственный вес ригеля с учетом γf и γnдлиной (63 ndash 04) = 59 м gb= 385middot59 = 2272кН 385 кНм ndash погонная нагрузка от собственного веса ригеля (см расчет риге-

ля) gcol ndash собственный вес колонны gcol = γnmiddot γf middot ρmiddot Аcolmiddothfl = 10middot11middot2500(10-2) middot04middot04middot28 = 1232 кН φ3 ndash коэффициент сочетаний (коэффициент снижения временных нагрузок в

зависимости от количества этажей) определяемый по формуле (83[1]) 1

30 404n

ϕ minusϕ = +

где φ1= 069 (см расчет ригеля) 10693 0404 0504

8ϕ minus

= + =

N = 10middot(47 +06+ 0504middot195) middot8middot378 + 2272middot (8 + 1) + 1232middot (8 + 1) + + 10middot (6194 + 18) middot378 = 251745кН

53 Расчет колонны по прочности

Расчет по прочности колонны производится как внецентренно сжатого эле-мента со случайным эксцентриситетом еа

3313040

301

=== colа he см 470600280

600=== fl

а

he см еа = 1 см

Однако расчет сжатых элементов из бетона классов В15 hellipВ35 (в нашем слу-чае В25) на действие продольной силы приложенной с эксцентриситетом е0 =

33130

== colа

he см при гибкости l0hcollt 20 допускается производить из условия

N le Nult (816[2])

43

где Nult - предельное значение продольной силы которую может воспринять элемент определяемое по формуле

Nult le ϕ(γb1RbAb + RscAstot) (817[2]) где Ab ndash площадь сечения колонны Astot ndash площадь всей продольной арматуры в сечении колонны l0 ndash расчетная длина колонны подвала с шарнирным опиранием в уровне 1-го

этажа и с жесткой заделкой в уровне фундамента Rscndash расчетное сопротивление арматуры сжатию

l0 = 07(hfl + 15 см) = 07(280 + 15) = 2065 см l0hcol =206540=516lt20 Ab=4040=1600 см2

ϕ - коэффициент принимаемый при длительном действии нагрузки по табл 81[2] или по Приложению 18 в зависимости от гибкости колонны

При l0hcol =516 коэффициент ϕ = 092

1

251745 09 145 1600092 149

435

b b b

s totsc

N R AA

R

γφminus minus sdot sdot

= = = см2

Из условия ванной сварки выпусков продольной арматуры при стыке колонн минимальный ее диаметр должен быть не менее 20 мм

Принимаем 4Oslash22 А500С Asef = 152 см2 152 100 095 021600

micro = sdot = gt тк l0hcolasymp 5

Диаметр поперечной арматуры принимаем Oslash6 А240 (из условия сварки c продольной арматурой) Шаг поперечных стержней s = 300 мм что удовлетворяет конструктивным требованиям (п10314[2]) s le 15d = 15middot22 = 330 мми s le 500 мм

Если μgt3 то шаг поперечных стержней должен быть s le 10d иs le 300 мм Армирование колонны показано на рис11

44

45

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ

61 Исходные данные Грунты основания ndash пески средней плотности условное расчётное сопротив-

ление грунта R0 = 035 МПа = 0035 кНсм2 = 350 кНм2 Бетон тяжелый класса В25 Расчетное сопротивление растяжению

Rbt = 105 МПа γb1 = 09 Арматура класса А500С Rs = 435 МПа= 435кНсм2 Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах

γm = 20 кНм3 Высоту фундамента предварительно принимаем 90см C учётом пола подвала

глубина заложения фундамента Н1 = 105 см Расчетное усилие передающееся с колонны на фундамент N = 251745кН Нормативное усилие

Nn = Nγfm = 251745115 = 218735кН где γfm = 115 ndash усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке

62 Определение размера стороны подошвы фундамента Площадь подошвы центрально нагруженного фундамента определяется по

условному давлению на грунт R0 без учета поправок в зависимости от размеров подошвы фундамента и глубины его заложения

0 1

218735 665350 20 105

n

m

NAR Hγ

= = =minus minus sdot

м2

Размер стороны квадратной подошвы фундамента 665 258a A= = = м Принимаем а = 27 м (кратно 03 м) Давление на грунт от расчетной нагрузки

2

Npa

= =251745272 = 3453кНм2 lt R0

63 Определение высоты фундамента Рабочая высота фундамента из условия продавливания

504

2

10 pR

Nhh

btb

col

++minus=

γ

0 3

25174502 05 0 2 0698 0 49809 105 10 3453

h м= minus + = minus + =sdot sdot +

Полная высота фундамента устанавливается из условий 1) продавливания Hf =(h0+005)=0498 + 005 = 0548м 2) заделки колонны в фундаменте

Hf = 15hcol + 025(м) = 15middot04 + 025 = 085 м 3) анкеровки сжатой арматуры колонны Hf = han + 025(м) Базовая длина анкеровки необходимая для передачи усилия в арматуре с

полным расчетным сопротивлением Rs на бетон определяется по формуле [3]

sbond

ssan UR

ARh =0

где As и Us ndash соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения (в нашем случае для арматуры Oslash22

As = 3801см2 Us = πd = 314middot22 = 6908 см) Rbond ndash расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном принимае-

мое равномерно распределенным по длине анкеровки

46

Rbond = γb1middotη1middotη2middotRbt где η1 ndash коэффициент учитывающий влияние вида поверхности арматуры

Для горячекатаной арматуры периодического профиля η1 = 25 η2 - коэффициент учитывающий влияние размера диаметра арматуры при-

нимаемый равным 10 ndash при диаметре продольной арматуры dsle32 мм 09 ndash при ds = 36 мм и ds = 40 мм Rbond = 09middot25middot1middot105 = 236 МПа

0435 3801 10142 236 6908anh смsdot

= =sdot

Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле[3]

efs

calsanan A

Ahh

0α=

где Ascаlи Asef ndash площади поперечного сечения арматуры соответственно требуе-мая по расчету и фактически установленная (для нашего случая Ascаl= 149 см2 Asef = 152 см2) α ndash коэффициент учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного со-стояния бетона и арматуры Для сжатых стержней периодического профиля α = 075Тогда

149075 10142 745615 2anh = sdot sdot = см

Кроме того согласно требованиям [3] фактическую длину анкеровки необ-ходимо принимать han ge 03h0an = 03middot10142 = 3043 см

han ge 15ds = 15middot20 = 30 см han ge20 см Из четырех величин принимаем максимальную длину анкеровки те han = 7456см

Следовательно из условия анкеровки арматуры Hf = 7456 + 25 = 9952см

Принимаем трехступенчатый фундамент общей высотой 100 см и с высотой ступеней 30 см и 40 см При этом ширина первой ступени а1 = 11 м а второй а2 = 18 м

Проверяем отвечает ли рабочая высота нижней ступени h03 = 40 ndash 5 = 35см условию прочности при действии поперечной силы без поперечного армирования в наклонном сечении Для единицы ширины этого сечения (b = 100 см) должно выполняться условие

Q = pl le Qbmin = 05γb1Rbth03b Поперечная сила от давления грунта

Q = pl= 05(а - a2 - 2h03)р где а - размер подошвы фундамента

h03 = 40 ndash 5 = 35см р ndash давление на грунт от расчетной нагрузки (на единицу длины) Q = 05(27 ndash18 - 2middot035) middot34533 = 3453кН Q = 3453кНltQbmin = 05middot09middot105middot103middot035middot10 = 16538кН ndash прочность обеспе-

чена

47

64 Расчет на продавливание

Проверяем нижнюю ступень фундамента на прочность против продавлива-ния

Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производится из условия (887[2]) F le Fbult где Fbult - пре-дельное усилие воспринимаемое бетоном

Fbult = γb1RbtAb

где Fminusпродавливающая сила принимаемая равной продольной силе в колонне подвального этажа на уровне обреза фундамента за вычетом нагрузки создавае-мой реактивным отпором грунта приложенным к подошве фундамента в преде-лах площади с размерами превышающими размер площадки опирания (в дан-ном случае второй ступени фундамента 2 2 18 18 a a мtimes = times ) на величину 0h во всех направлениях Ab ndash площадь расчетного поперечного сечения расположен-ного на расстоянии 05h0от границы площади приложения силы Nс рабочей высо-той сечения h0 В нашем случае h0 = h03 = 025м

Площадь Ab определяется по формуле Ab = Umiddoth03

где U ndash периметр контура расчетного сечения (см рис12а) U = (а2 + 2middot05h03) middot4 = (18 + 2middot05middot035) middot4 = 86 м

Площадь расчётного поперечного сеченияAb = 86middot035 = 301м2 Продавливающая сила равна

F=N-pA1

здесь p=3453 кНм2 minus реактивный отпор грунта A1minusплощадь основания продавливаемого фрагмента нижней ступени фундамен-

та в пределах контура расчётного поперечного сечения равная A1=(a2+205h03)2=(18+205035)2=462 м2

Проверка условия (697) [3] показывает

F=92202 кН lt 09105103301 = 284445 кН

те прочность нижней ступени фундамента против продавливания обеспече-на

48

49

65 Определение площади арматуры подошвы фундамента Подбор арматуры производим в 3-х вертикальныхсечениях фундамента

что позволяет учесть изменение параметров его расчётной схемы в качестве ко-торой принимается консольная балка загруженная действующим снизу вверх равномерно распределенным реактивным отпором грунта Для рассматривае-мых сечений вылет и высота сечения консоли будут разными поэтому выявить наиболее опасное сечение можно только после определения требуемой площади арматуры в каждом из них (см рис13)

Сечение I-I МI-I = 0125р (а ndash hcol)2middot a = 0125middot34533(27 ndash 04)2middot27 = 61654кНmiddotм Площадь сечения арматуры определяем по формуле

2

01

61654 10 165709 09 95 435

I IsI

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение II-II МII-II= 0125р(аndash а1)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 11)2middot27 = 29836кНmiddotм

2

02

29836 10 117209 09 65 435

II IIsII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение III-III МIII-III= 0125р(аndash а2)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 18)2middot27 = 944кНmiddotм

2

03

944 10 68809 09 35 435

III IIIsIII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Из трёх найденных значений подбор арматуры производим по максимально-му значению теAsmax = 1657см2

Шаг стержней принимается от 150 ммдо 300 мм (кратно 50 мм) При ширине подошвы фундамента а le 3 мминимальный диаметр стержней dmin = 10 мм при аgt3 мdmin = 12 мм

Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлени-ях арматурой из стержней Oslash14 А500с шагом 250 мм

Имеем 11Oslash14 А500С с As = 16929см2gtAsI = maxsA = 1657см2 Процент армирования μ

- в сечении I-I 11 01

16929100 100 0156 01110 95

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении II-II 22 02

16929100 100 0145 01180 65

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении III-III 33 03

16929100 100 0179 01270 35

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

Так как во всех сечениях μigtμmin=01 количество принятой арматуры оставляем без изменений В случае μiltμmin=01 диаметр принятой арматуры следует увеличить или уменьшить ее шаг

Конструкция фундамента приведена на рис13

50

51

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 СП 20133302011 Нагрузки и воздействия Актуализированная редакция СНиП 20107-85 М ГУП ЦПП 2011

2 СП 63133302012 Бетонные и железобетонные конструкции Основные положения Актуализированная редакция СНиП 52-101-2003 М ФГУП ЦПП 2004

3 ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований 4 СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные кон-

струкции М ФГУП ЦПП 2005 5 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из

тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

6 Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетон-ных конструкций из тяжелого бетона (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

52

ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Минимальный класс бетона элементов с предварительно напряженной арматурой

Таблица 4

Характеристика напрягаемой Класс бетона арматуры не ниже

Арматура классов

А540-А800

В20 А1000 В30

Арматура классов

Вр1200 Вр1300

В30 Вр1400 Вр1600 Вр1600 В20

К1400 К1500 К1600 К1700 В30

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин ndash acrсult из условия обеспечения сохранности арматуры

Таблица 5

Для элементов к которым не предъявляются требования непрониwаемости значения acrсult принимают равными

При арматуре классов

При продолжительном рас-крытии трещин мм

При непродолжительном раскрытии трещин мм

А240-А600 В500 03 04

А800А1000 Вр1200-Вр1400 К1400К1500(К-19) К1500(К-7)К1600 диаметром 12 мм

02 03

Вр1500 К1500(К-7)К1600 диамет-ром 6 и 9 мм

01 02

53

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Нормативные сопротивления бетона Rbnи Rbtn

Таблица 6

Вид сопротивления

Нормативные сопротивления бетона RbnиRbtn и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй

группы RbserиRbtser МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осевое (призменная прочность)

Rbn и Rbser

75 110 150 185 220 255 290 320 360 395 430

Растяже-ние осевое

Rbtn Rbtser 085 110 135 155 175 195 210 225 245 260 275

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Расчетные сопротивления бетона Rbи Rbt Таблица 7

Видсопротивления

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbи Rbt МПа при классе бетона

по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осе-вое(призменная прочность)

Rb

60 85 115 145 170 195 220 250 275 300 330

Растяжение осевое Rbt

056 075 090 105 115 130 140 150 160 170 180

Полностью таблицы нормативных и расчетных сопротивлений бетона см [2]

54

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения начального модуля упругости бетона Еь Таблица 8

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еьmiddot10-3 МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

190 240 275 300 325 345 360 370 380 390 395

55

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rsn

Таблица 9

Арматура классов

Номинальный диаметр арматуры мм

Нормативные значения сопротивления растяжению Rsnи расчетные значения сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы Rsser МПа

А240 6-40 240

А400 6-40 400

А500 10-40 500

А540 20-40 540

А600 10-40 600

А800 10-32 800

А1000 10-32 1000

В500 3-12 500

Вр500 3-5 500

Вр1200 8 1200

Вр1300 7 1300

Вр1400 4 5 6 1400

Вр1500 3 1500

Вр1600 3-5 1600

К1400(К-7) 15 1400

К1500(К-7) 6 9 12 1500

К1500(К-19) 14 1500

К1600 6 9 12 15 1600

К1700 6-9 1700

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 15: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

15

Mcrc ndash изгибающий момент воспринимаемый нормальным сечением элемента при образовании трещин и равный

Mcrc = RbtsermiddotWpl + Pmiddoteяр (936[2]) Wplndash момент сопротивления приведенного сечения для крайнего растянутого

волокна eяр = еор + r ndash расстояние от точки приложения усилия предварительного об-

жатия до ядровой точки наиболее удаленной от растянутой зоны еор ndash то же до центра тяжести приведенного сечения r ndash расстояние от центра тяжести приведенного сечения до ядровой точки Wpl= 125Wred для двутаврового симметричного сечения (табл41[6]) Р ndash усилие предварительного обжатия с учетом потерь предварительного

напряжения в арматуре соответствующих рассматриваемой стадии работы эле-мента Определяем

смAWr

red

red 49541826910021===

еoр = у0 ndash а = 108 ndash 3 = 78 см eяр = 78 + 549 = 1329 см Wpl = 125middot100219 = 125274 см3

16

Потери предварительного напряжения арматуры Первые потери предварительного напряжения включают потери от релакса-

ции напряжений в арматуре потери от температурного перепада при термической обработке конструкций потери от деформации анкеров и деформации формы (упоров)

Вторые потери предварительного напряжения включают потери от усадки и ползучести бетона при натяжении арматуры на упоры (п 9112[2])

Потери от релаксации напряжений арматуры ∆σsp1 определяют для арматуры классов А600-А1000 при электротермическом способе натяжения в соответствии с п 91[2]

∆σsp1 = 003σsp = 003middot480 = 144 МПа Потери от температурного перепада при агрегатно-поточной технологии

принимаются равными 0 ∆σsp2 = 0 Потери от деформации формы при электротермическом способе натяжения

арматуры не учитывают ∆σsp3 = 0 Потери от деформации анкеров при электротермическом способе натяжения

арматуры не учитывают ∆σsp4 = 0 Первые потери

∆σsp(1) =∆σsp1 + ∆σsp2 + ∆σsp3 + ∆σsp4 = 144 МПа Потери от усадки бетона

∆σsp5 = εbshmiddotEs εbsh ndash деформации усадки бетона значения которых можно принимать в зави-

симости от класса бетона равными 000020 ndash для бетона классов В35 и ниже 000025 ndash для бетона класса В40 000030 ndash для бетона классов В45 и выше ∆σsp5 = 00002middot2middot105 = 40 МПа Потери от ползучести бетона ∆σsp6 определяются по формуле

( )crbred

redsjspj

bpjcrbsp

IAy

2

6

80111

80

ϕαmicro

σαϕσ

+sdot

sdot++

sdot=∆

где φbcr ndash коэффициент ползучести бетона определяемый согласно п 6116[2] или по Приложению 15 Принимаем φbcr = 28 σbpj ndash напряжение в бетоне на уровне центра тяжести рассматриваемой j ndash ой группы стержней напрягаемой арматуры

(1) (1) opbp

red red

P P e yA I

σ = +

Р(1) ndash усилие предварительного обжатия с учетом только первых потерь еор ndash эксцентриситет усилия Р(1) относительно центра тяжести приведенного сече-ния yndash расстояние от центра тяжести приведенного сечения до рассматриваемого во-локна y = еор + 3(см)

b

s

EE

17

μspj ndash коэффициент армирования равный AspjA гдеА ndash площадь поперечного сече-ния элемента Aspj ndash площадь рассматриваемой группы стержней напрягаемой ар-матуры

Р(1) = Asp(σsp ndash ∆σsp(1)) σsp = 480 МПа = 48 кНсм2 ∆σsp(1) = 144МПа = 144кНсм2 Р(1) = 471(48 ndash 144) = 2193 кН еор = 78 см y=108см

2193 2193 78 108 029118264 1082368bpσ sdot sdot

= + = кНсм2 = 29МПа

σbplt09Rbp Rbp =10 МПа А = 179216 см2 0026280

161792714

==micro

( )6 2

08 727 28 29 419778 182641 727 0002628 1 1 08 28

1082368

spσ sdot sdot sdot∆ = =

sdot+ sdot + sdot + sdot

МПа

Полное значение первых и вторых потерь

( ) sum=

=

∆=∆6

12

i

ispisp σσ

(912[2])

∆σsp(2) = 144 + 40 + 4197 = 9637МПа При проектировании конструкции полные суммарные потери для арматуры

расположенной в растянутой при эксплуатации зоне сечения элемента следует принимать не менее 100МПа (п 9110[2]) поэтому принимаем ∆σsp(2) = 100 МПа

После того как определены суммарные потери предварительного напряже-ния арматуры можно определить Мcrc

(2)P = (σsp ndash ∆σsp(2))middotAsp

(2)P ndash усилие предварительного обжатия с учетом полных потерь

(2)P = (480 ndash 100) middot471 = 17898 кН Мcrc = 0135middot125274 + 17898middot1329 = 40698кНmiddotсм = 4070кНmiddotм Так как изгибающий момент от полной нормативной нагрузки

Мn = 3727 кНmiddotм меньше чем Мcrc =4070кНmiddotм то трещины в растянутой зоне от эксплуатационных нагрузок не образуются

Расчет прогиба плиты

Расчет изгибаемых элементов по прогибам производят из условия f le fult (8139 [2])

где f ndash прогиб элемента от действия внешней нагрузки fult ndash значение предельно допустимого прогиба При действии постоянных длительный и кратковременных нагрузок прогиб

балок или плит во всех случаях не должен превышать 1200 пролета Для свободно опертой балки максимальный прогиб определяют по формуле

max

2 1

=

rSlf

18

где S ndash коэффициент зависящий от расчетной схемы и вида нагрузки при действии равномерно распределенной нагрузки S = 548 при двух равных момен-тах по концам балки от силы обжатия ndash S = 18

max

1

r ndash полная кривизна в сечении с наибольшим изгибающим моментом от

нагрузки при которой определяется прогиб Полную кривизну изгибаемых элементов определяют для участков без тре-

щин в растянутой зоне по формуле

321

1111

minus

+

=

rrrr

где1

1

rndash кривизна от непродолжительного действия кратковременных нагру-

зок

2

1

rndash кривизна от продолжительного действия постоянных и длительных

нагрузок

3

1

rndash кривизна от непродолжительного действия усилия предварительно-

го обжатия Р(1)вычисленного с учётом только первых потерь те при действии момента (1) 0 pM P e= sdot

Кривизну элемента на участке без трещин определяют по формуле

redb IEM

r sdot=

1

1

где М ndash изгибающий момент от внешней нагрузки или момент усилия пред-варительного обжатия относительно оси проходящей через центр тяжести приве-денного сечения

Ired ndash момент инерции приведенного сечения Eb1 ndash модуль деформации сжатого бетона определяемый по формуле

crb

bb

EE

1 1 ϕ+=

гдеφbcr ndash коэффициент ползучести бетона принимаемый minus 018b crϕ = minus при непродолжительном действии нагрузки minus по табл612[2] или по Приложению15 в зависимости от класса бетона на сжатие и относительной влажности воздуха окружающей среды minus при продолжительном действии нагрузки minus при непродолжительном действии нагрузки Eb1=085Eb (8146[2]) Прогиб определяется с учетом эстетико-психологических требований те от

действия только постоянных и временных длительных нагрузок [1]

2 1

1 nl

b red

Mr E I

= sdot

nlM ndash изгибающий момент от продолжительного действия постоянных и дли-тельных нагрузок равный Мnl = 299 кНmiddotм (см п22)

19

33

1 102478310527

821sdot=

sdot=

+= b

bEE МПа = 724middot102кНсм2

52

2

1 2999 13827 10724 10 1082368r см

minus = = sdot sdot sdot

В запас жёсткости плиты оценим её прогиб только от постоянной и длитель-

ной нагрузок (без учёта выгиба от усилия предварительного обжатия) 5 25( 3827 10 ) 569 129 2845

48f см смminus= sdot sdot sdot = lt

Допустимый прогиб f = (1200)l = 569200 = 2845 см Так как f lt f ult можно выгиб в стадии изготовления не учитывать

20

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО

НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2

31 Исходные данные

Постоянная нагрузка та же что при расчете плиты перекрытия на действие нагрузки V =15 кНм2 (см п 21)

Нагрузки на 1м2 перекрытия Таблица 2

Вид нагрузки Нормативная нагрузка кНм2

Коэф-т надежности по нагрузке

γf

Расчетная нагрузка

кНм2

1 2 3 4 Постоянная нагрузка g 414 47

Временная Перегородки δ = 120 мм (при-веденная нагрузка длитель-ная) V p

05 12 06

Полезная (из задания) 45 12 54 в том числе кратковременная Vsh

29

12

348

длительная V lon 16 12 192 Итого временная нагрузка V 50 60 Временная нагрузка без учета перегородок V 0

45 54

Полная нагрузка g + V 914 107

Нагрузка на 1 погонный метр длины плиты при номинальной ее ширине 15м - расчетная постоянная g = 47middot15middot10 = 705 кНм - расчетная полная (g + V) = 107middot15middot10 = 1605 кНм - нормативная постоянная gп = 414middot15middot10 = 621 кНм - нормативная полная (gп + Vп) = 914middot15middot10 = 1371 кНм - нормативная постоянная и длительная (gп + Vlonп) = (414 + 21)middot15middot10 =

936 кНм

32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы

Определение внутренних усилий Материалы для плиты расчетный пролет и поперечное сечение те же что в

пункте 21 Усилия от расчетной полной нагрузки

( ) 2 20V 1605 569 6496

8 8g l

M кН м+ sdot sdot

= = = sdot

21

( ) 0V 1605 569 45662 2

g lQ кН

+ sdot sdot= = =

Усилия от нормативной нагрузки - полной

( ) 2 20V 1371 569 5548

8 8n n

п

g lM кН м

+ sdot= = = sdot

- постоянной и длительной ( ) 2 2

0 936 569 37888 8

n lon nn

g V lM кН м

+ sdot= = = sdot

Расчет по прочности на действие изгибающего момента

2 21 0

6496 011909 115 146 19m

b b f

MR b h

αγ

= = =sdot sdot sdot sdot sdot sdot

1 1 2 1 1 2 0119 01280435( 22)

m

R см пξ αξ= minus minus = minus minus sdot =

=

012 0277 060435R

ξξ

= = lt γs3 = 11

3

01

ss

fbbsp R

hbRA

γξγ sdotsdotsdotsdot

=

2

2

09 115 146 0128 19 642 11 52

520 52

sp

s

A см

R МПа кН см

sdot sdot sdot sdot= =

sdot

= =

Принимаем 6Oslash12А600 Аspef = 679 см2

Расчет по прочности при действии поперечной силы

Условие прочности по бетонной полосе между наклонными сечениями удо-влетворяется

4566 кНlt 22240кН(см п 22) Условие прочности по наклонному сечению

Q le Qb + Qsw допускается производить расчет наклонного сечения из условия

Q1geQb1+Qsw1 (860[2]) Qb1=05middotγb1middotRbmiddotbmiddoth0 (861[2]) Qsw1=qswmiddoth0 (862[2]) Qb1=05middot09middot009middot377middot19=2901кН

То поперечная арматура (хомуты) необходима по расчету для восприятия усилия

Qsw1 = 4566 ndash 2907 = 1665 кН

22

23

Поперечная арматура учитывается в расчете если qswgeqswmin

qswmin=025γb1Rbtb (п 8133[2])

Усилие в поперечной арматуре на единицу длины равно 1

0sw

swQqh

=

1665 087619swq = = кНсмltqswmin = 025middot09middot009middot377 = 0763кНсм

w

swswsw S

ARq sdot= (859[2])

Назначая шаг хомутов Sw = 10см le 05middoth0 (8311[3]) получаем 0876 10 0292

30sw w

swsw

q SARsdot sdot

= = = см2

Rsw = 300 МПа = 30 кНсм2 Проверяем прочность сечения при действии поперечной силы Условие

прочности Q1 le Qb1 + Qsw1 Q1 = 4566 кН - поперечная сила действующая в сечение Qb1 = 2901 кН Qsw1 = qswmiddoth0

30 078 23410

sw swsw

w

R AqSsdot sdot

= = = кнсм

Qsw1 = 234middot19 = 4446кН 4566 кН lt (2901 + 4466)кН 4566 кН lt 7347 кН

Прочность обеспечена Окончательно принимаем на приопорных участках плиты по четыре каркаса

с поперечной рабочей арматурой (хомутами) расположенной с шагомSw = 10см Для 4Oslash5 В500С в одном сечении имеем Аswef = 078см2gtАsw

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы

Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)

Ared = 184148 см2 Sred = 1975656 см3 у0= 1073 см

( ) ( )

( ) ( )

3 32 2

32 2 4

146 385 459 14146 385 22 1073 05 385 459 143 05 22 107312 12

149 385 149 385 1073 05 385 727 679 1073 3 1084577312

redI

см

sdot sdot= + sdot sdot minus minus sdot + + sdot sdot sdot minus +

sdot+ + sdot sdot minus sdot + sdot sdot minus =

3

0

10845773 1010791073

redred

IW смy

= = = sup 310845773 9623581127redW см= =

24

W= 125Wred = 125middot101079 = 126349 см3 101079 549184148

red

red

Wr смA

= = =

е0 = 1073 ndash 3 = 773 см eяр = 773 + 549 = 1322 см

Потери предварительного напряжения арматуры ∆σsp1 =144 МПа ∆σsp2 = 0 ∆σsp3 = 0 ∆σsp4 = 0 Таким образом первые потери составляют ∆σsp(1) =144 МПа

∆σsp5 = 40 МПа

11 орbp

red red

Pe yPA I

σ = + (см п 23)

Р1 = 679middot (48 ndash 144) = 31614 кН еор = 773 см 231614 31614 773 0414

183643 1081529bpσ sdot= + = кНсм2 = 414 МПа

0033980161792

096==micro

( )6 2

08 727 28 414 5803775 1836431 727 0003398 1 1 08 28

1081529

spσ sdot sdot sdot∆ = =

sdot+ sdot + sdot + sdot

МПа

То полные потери равны ∆σsp(2) = 144 + 40 + 5803 = 11203МПа Если полные потери будут меньше 100МПа следует принять σsp(2)= 100МПа

Р(2) = (480 ndash 112) middot609 = 24987кН Мcrc = RbtsermiddotW+P(2)middoteяр=0135middot126349 + 2498middot1322 = 50089кНmiddotсм =

5009кНmiddotм Изгибающий момент от полной нормативной нагрузки равен

Мn = 5548 кНmiddotмgtМсrс = 5009кНsdotм Следовательно трещины в растянутой зоне от эксплуатационных нагрузок

образуются

Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси Расчет по раскрытию трещин производят из условия

acrc le acrcult (8118[2]) acrc ndash ширина раскрытия трещины от действия внешней нагрузки acrcult ndash предельно допустимая ширина раскрытия трещин (п 826[4] При-

ложение 2) Для арматуры классов А240-А600 В500C величина acrcultсоставляет

03 мм ndash при продолжительном раскрытии трещин 04 мм ndash при непродолжительном раскрытии трещин

Ширину раскрытия нормальных трещин определяют по формуле

ss

sscrc l

Ea sdotsdotsdotsdotsdot=

σψϕϕϕ 321 (8128[4])

25

где σs ndash напряжение в продольной растянутой арматуре в нормальном сечении с трещиной от соответствующей внешней нагрузки

ls ndash базовое расстояние между смежными нормальными трещинами ψs ndash коэффициент учитывающий неравномерное распределение относительных

деформаций растянутой арматуры между трещинами допускается принимать ψs =1 если при этом условие 8118[2] не удовлетворяется значение ψs следу-ет определять по формуле 8138[2]

ϕ1 ndash коэффициент учитывающий продолжительность действия нагрузки при-нимаемый равным 10 ndash при непродолжительном действии нагрузки 14 ndash при продолжительном действии нагрузки

ϕ2 ndash коэффициент учитывающий профиль продольной арматуры и равный ϕ2 = 05 ndash для арматуры периодического профиля и канатной

ϕ3 ndash коэффициент учитывающий вид напряженного состояния и для изгибаемых элементов принимаемый равнымϕ3 = 10

Для прямоугольных тавровых и двутавровых сечений значение σsдопускает-ся определять по формуле

(2)( )s

ssp

M z PA

σminus

= (412 [5])

где z ndash плечо внутренней пары сил равное z=ςh0 а коэффициент ς определя-ется по табл 42 [5] или по Приложению 18 в зависимости от следующих пара-метров

)(

0

11

)2(0 bhAa

aPM

ebh

hbb spss

ss

fff

sdot==

minus= microϕ

Ms= Mn =5548 кНм=5548 кНсм P(2)ndashусилие предварительного обжатия с учетом полных потерь равное P(2)=24987 кН Производя вычисления получаем

0

(1460 459) 385 5548 2220442 222 117459 190 24987 190

sf s

ee смh

φ minus sdot= = = = = =

sdot

Коэффициент αs1 для всех видов арматуры кроме канатной можно прини-мать равным αs1=300Rbser=30015=20

где Rbser=15 МПа Тогда

1200 679 0156459 190samicro sdot

sdot = =sdot

По табл 42 [6] или по Приложению 18 определяем ς=082 z=ςh0=082190=1558 см

2(5548 1588) 24987 1564 1564 679s кН см МПаσ minus

= = =

26

С целью недопущения чрезмерных пластических деформаций в продольной рабочей арматуре напряжения σsвней (а точнее их приращение под действием внешней нагрузки) не должны превышать (Rsserndash σsp(2)) где σsp(2)ndash величина пред-варительного напряжения арматуры с учетом полных потерь те

(2) (2) 480 112 368 sp sp sp МПаσ σ σ= minus∆ = minus =

(2)1562 ( ) 600 368 232 s s ser spМПа R МПаσ σ= lt minus = minus = Как видим полученное значение σs удовлетворяет установленному ограни-

чению В противном случае следует увеличить площадь продольной рабочей ар-матуры

Значение базового расстояния между трещинами определяют по формуле

ss

bts d

AAl 50= (8217[2]) и принимают не менее 10d и 10 см и не более 40d

и 40 см Abtndash площадь сечения растянутого бетона As ndash площадь сечения растянутой арматуры Ширину раскрытия трещин acrc принимают - при продолжительном раскрытии

acrc = acrc1(8119[2]) - при непродолжительном раскрытии

acrc = acrc1 + acrc2 ndashacrc3 (8120[2]) где acrc1 ndash ширина раскрытия трещин от продолжительного действия посто-

янных и временных длительных нагрузок acrc2 ndash ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоян-

ных и временных (длительных и кратковременных) нагрузок acrc3 - ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоян-

ных и временных длительных нагрузок Базовое расстояние между смежными нормальными трещинами определяется

по формуле

ss

bts d

AAl 50=

Здесь Abt ndash площадь сечения растянутого бетона равная Abt = byt+(bf - b)hf

гдеyt ndash высота растянутой зоны которую для прямоугольных тавровых и двутавровых сечений допускается принимать по формуле

yt = ky0 Поправочный коэффициент kучитывает неупругие деформации растянутого

бетона и для двутавровых сечений принимается равным 095 Значение y0 ndash есть высота растянутой зоны бетона определяемая как для упругого материала по приведенному сечению по формуле

)(

)2(0

serbtred

red

RP

A

Sy

+=

27

Определяем

0

2

1975656 535 095 535 508 249871841480135

459 508 (1490 459) 385 6301

t

bt

y см y см

A см

= = = sdot =+

= sdot + minus sdot =

Значение Abt принимается равным площади сечения при ее высоте в пределах не менее 2а и не более 05h(п4233 [4]) те не менее

1490385+(6-385)459=6729 см2 и не более 45911+(149-459)385=90184 см2

следовательно принимаем Abt =6729см2 Тогда 246621

096967250 =sdotsdot=sl смПринимается не более 40d и не более 40см Оконча-

тельно принимается 40 см Поскольку изгибающий момент от постоянной и временной длительной нор-

мативной нагрузок Mnl=3788кНм меньше момента образования трещин Mcrc=5009кНм то приращение напряжений в продольной рабочей арматуре от внешней нагрузки (см формулу (412[5]) будет меньше нуля В этом случае сле-дует считатьacrc1= acrc3= 0 и определять только ширину раскрытия трещин acrc2 от непродолжительного действия постоянных длительных и кратковременных нагрузок при φl=10

2 5

156410 05 10 10 40 001564 0156 2 10crca см мм= sdot sdot sdot sdot = =sdot

Это значение необходимо сопоставить с предельно допустимой шириной раскрытия трещин acrcult принимаемой из условия обеспечения сохранности ар-матуры при непродолжительном раскрытии

acrc2ltacrcult=04 мм ndash условие (826[2]) или см Приложение 2 удовлетворя-ется

Расчет прогиба плиты

Расчет изгибаемых элементов по прогибам производят из условия flefult (8139[2])

где fndash прогиб элемента от действия внешней нагрузки fult ndash значение предельно допустимого прогиба (см п 23) Полная кривизна для участков с трещинами определяется по формуле

(102)[4] без учета кривизны от непродолжительного действия усилия обжатия и кривизны вследствие усадки и ползучести бетона

321

1111

+

minus

=

rrrr

где 1

1

rndash кривизна от непродолжительного действия всей нагрузки

2

1

r ndash кривизна от непродолжительного действия постоянных и

временных длительных нагрузок

28

3

1

r ndash кривизна от продолжительного действия постоянных и вре-

менных длительных нагрузок Так как прогиб плиты ограничивается эстетико-психологическими требова-

ниями

1

1

rndash

2

1

r ndash кривизна вызванная непродолжительным действием кратко-

временной нагрузки не учитывается Таким образом кривизна в середине пролета определяется только от про-

должительного действия постоянных и длительных нагрузок те при действии изгибающего момента Мnl = 3788 кНmiddotм

Для элементов прямоугольного и таврового сечений при hfle 03h0 кривизну

допускается определять по формуле (440 [5])

redbc

nl

EhbM

r 30

1sdotsdotsdot

где ϕс ndash коэффициент определяемый по табл 45 [5] или по Приложению 15в за-висимости от параметров

( )0

bhhbb ff

f

sdotminus=ϕ μmiddotαs2 и esh0

0bhAs=micro

redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α

При определении αs2допускается принимать 1=sψ Если при этом условие flefult не удовлетворяется то расчет производят с учетом коэффициента ψs опреде-ляемого по формуле

s

crcss σ

σψ 801minus= (8138[2])

где σscrc ndash приращение напряжений в растянутой арматуре в сечении с трещиной сразу после образования нормальных трещин при М = Мcrc σs ndash то же при действии рассматриваемой нагрузки

sp

ss A

PzM )2()( minus=σ (412 [5])

sp

crccrcs A

PzM )2(

)( minus=σ

z ndash расстояние от центра тяжести арматуры расположенной в растянутой зоне сечения до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне эле-мента

Ebred ndash приведенный модуль деформации сжатого бетона принимаемый равным

redb

serbredb

RE

1

ε

=

где εb1red =28sdot10-4 при продолжительном действии нагрузки при относительной влажности воздуха окружающей среды 75 ge W ge 40(табл610[2])

)2(PM

e ss = Ms = Mnl= 3788 кНmiddotм

Р(2) ndash усилие предварительного обжатия с учетом всех потерь Р(2) = 24987 кН

Определяем величины необходимые для нахождения ϕс

29

( ) ( ) 442019945

853945146

0

=sdotsdotminus

=sdotminus

=bh

hbb fffϕ

0

679 000779459 19

sAbh

micro = = =sdot

Коэффициент приведения арматуры к бетону

redb

redss E

E

2 =α (117[4]) Еsred =

s

sEψ

(118[4]) redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α принимаем sψ = 1

Приведенный модуль деформаций сжатого бетона

53571028

0154

1

=

sdot== minus

redb

serbredb

RE

εМПа = 5357кНсм2

5

22 10 37335357sαsdot

= = μmiddotαs2= 000779∙3733 = 0291 (2)

nls

MeP

=3788 1516

24987se = = см

0

1516 079819

seh

= =

Теперь по табл 45[5] или по таблице Приложения 15 путем интерполяции находимϕс = 0603

Определяем кривизну имея все данные 5

3

1 3788 1372 10 0603 459 19 5357r см

minus= = sdotsdot sdot sdot

20

5 2

5 1 485 372 10 569 126 2845 48 ult

f lr

f см f cмminus

= sdot sdot

= sdot sdot sdot = lt =

Условие 8139[2] удовлетворяется те жесткость плиты достаточна

30

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ Для опирания пустотных панелей принимается сечение ригеля высотой hb =

45 см или hb = 60 см для опирания ребристых панелей принимается сечение риге-ля высотой hb = 60 см Ригели могут выполняться обычными или предварительно напряженными Высота сечения обычного ригеля bb lh

asymp

101

151

41 Исходные данные Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м2 перекрытия принимаются те же

что и при расчете панели перекрытия Ригель шарнирно оперт на консоли колон-ны hb = 45 см Расчетный пролет (рис 6)

l0 = lb ndash b ndash 2times20 ndash 130 = 6300 ndash 400 ndash 40 ndash 130 = 5730 мм = 573 м где lb ndash пролет ригеля в осях

b ndash размер колонны 20 ndash зазор между колонной и торцом ригеля 130 ndash размер площадки опирания Расчетная нагрузка на 1 м длины ригеля определяется с грузовой полосы

равной шагу рам в данном случае шаг рам 6 м(табл 1) Постоянная (g) - от перекрытия с учетом коэффициента надежности по ответственности зда-

нияγп = 10 gfl =gmiddotlnmiddotᵞn= 47middot60middot10 = 282 кНм

гдеln ndashшаг рам - от веса ригеля

gbn = (02middot045 + 02middot025) middot2500middot10-2 = 35 кНм где 2500 кгм3 ndash плотность железобетона С учетом коэффициента надежно-

сти по нагрузке γf = 11 и по ответственности здания γп = 10 gb = 35middot11middot10 = 385 кНм

Итого постоянная нагрузка погонная те с грузовой полосы равной шагу рамg1=gfl+ gb = 282 + 385 = 321 кНм

Временная нагрузка (V) с учетом коэффициента надежности по ответствен-ности здания γп = 10 и коэффициента сочетания (см табл1)

1

1

0604AA

ϕ = +

где А1 = 9 м2для помещений указанных в поз 1212[1] А ndash грузовая площадь ригеля А = 60times63 = 378 м2

10604 0693378

9

ϕ = + =

На коэффициент сочетания умножается нагрузка без учета перегородок V1=( Vp+ 1ϕ middot V0)middotᵞnmiddotln

V1= (06+0693middot195)middot10middot60 = 1171кНм Полная погонная нагрузка

g1 + V1 = 321 + 1171 = 438кНм

31

32

42 Определение усилий в ригеле Расчетная схема ригеля ndash однопролетная шарнирно опертая балка пролетом

l0 Вычисляем значение максимального изгибающего момента М и максимальной поперечной силы Q от полной расчетной нагрузки

( ) 2 21 1 0V 438 573 17976

8 8g l

M кН м+ sdot

= = = sdot

( )1 1 0V 438 573 12552 2

g lQ кН

+ sdot= = =

Характеристики прочности бетона и арматуры - бетон тяжелый класса В30 расчетное сопротивление при сжатии Rb = 170

МПа при растяжении Rbt= 115 МПа (табл 68[2] приложение 4) γb1 = 09 (6112[2])

- арматура продольная рабочая класса А500С диаметром 10-40 мм расчетное сопротивление Rs = 435 МПа=435Кнсм2 поперечная рабочая арматура класса А400 диаметром 6-8 мм Rsw = 280 МПа=280Кнсм2 (табл 615[2])

43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента

Определяем высоту сжатой зоны х = ξmiddoth0 где h0 ndash рабочая высота сечения ригеля ξ ndash относительная высота сжатой зоны определяемая в зависимости от αт

h0 = (hb ndash 5) = 40 см

201 hbR

M

bbm sdotsdotsdot=γ

α

М = 17081кНmiddotм = 17081кНmiddotсм Rb = 17 МПа = 17 кНсм2 b ndash ширина сечения ригеля b = 20 см

2 21 0

17980 036709 17 20 40m

b b

MR b h

αγ

= = =sdot sdot sdot sdot sdot sdot

1 1 2 1 1 2 0367 0485mξ α= minus minus = minus minus sdot = высота сжатой зоны х = ξmiddoth0 = 0485middot40 = 1938см Граница сжатой зоны проходит в узкой части сечения ригеля следовательно

расчет ведем как для прямоугольного сечения Расчет по прочности нормальных сечений производится в зависимости от со-

отношения относительной высоты сжатой зоны бетона и граничной относитель-ной высоты ξR при которой предельное состояние элемента наступает по сжатой зоне бетона одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения равного расчетному сопротивлению Rs

Значение ξR определяется по формуле

0

2

08

1

RR

s el

b

xh

ξ εε

= =+

(81[2])

где εsel ndash относительная деформация растянутой арматуры при напряжениях равных Rs

33

s

sels E

R=ε Rs = 435 МПа Еs = 2middot105МПа

εb2 ndash относительная деформация сжатого бетона при напряжениях равных Rb принимаемая равной 00035 (п 6120 [2])

00217501002

4355 =

sdot=elsε

4930

0035000217501

80=

+=Rξ

значение ξR можно определить по табл 32 [4] или по Приложению 11 тк ξltξR

площадь сечения растянутой арматуры определяется по формуле 1 0 09 17 20 0485 40 1365

435b b

ss

R b hAR

γ ξsdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot= = = см2

Если ξgtξR следует увеличить сечение ригеля или повысить класс бетона или запроектировать в сжатой зоне сжатую рабочую арматуру с площадью Аs

Если ξ = ξR = 0493 х = 0493middot40 = 1972 см те при ξ le ξR граница сжатой зо-

ны всегда проходит в узкой части сечения ригеля По найденной площади сечения растянутой арматуры по сортаменту (При-

ложение 12) подбираем 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Аsef = 1388см2 741

40201008813 =

sdotsdot

=micro

Площадь подобранной арматуры должна быть больше требуемой по расчету площади или равна ей

Можно подобрать стержни одинакового диаметра так чтобы площадь подо-бранной арматуры отличалась бы от площади требуемой арматуры незначитель-но

44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил

Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил производится на основе модели наклонных сечений [3] Ригель опирается на колонну с помощью консолей скрытых в его подрезке (рис 8) те имеет место резко изменяющаяся высота сечения ригеля на опоре При расчёте по модели наклонных сечений должны быть обеспечены проч-ность ригеля по бетонной полосе между наклонными сечениями по наклонному сечению на действие поперечной силы и изгибающего момента Для ригелей с подрезками на опорах производится расчёт по поперечной силе для наклонных сечений проходящих у опоры консоли образованной подрезкой При этом в расчётные формулы вводится рабочая высота h01короткой консоли ри-геля Таким образом в качестве расчётного принимаем прямоугольное сечение с размерами 1 20 30 b h смtimes = times в котором действует поперечная силаQ=1255 кН от полной расчётной нагрузки Рабочая высота сечения ригеля в подрезке составляет

01 27 h см= вне подрезки (у опор) 0 42 h см= в средней части пролёта 0 40 h см= При диаметре нижних стержней продольной рабочей арматуры ригеля ds=22мм с учётом требований п10312[2] назначаем поперечные стержни (хо-

34

муты) Oslash8 А400 Их шаг на приопорном участке предварительно принимаем по конструктивным соображениям 1 10 ws см= что в соответствии с п10313[2] не превышает 05h01=135см и 30 см Значения прочностных характеристик бетона класса В30 входящие в расчётные зависимости принимаем с учётом коэффици-ента условий работы 1 09bγ = Расчёт ригеля по бетонной полосе между наклонными трещинами произво-дится из условия

1 1 01b b bQ R bhϕ γle (855[2]) где 1bϕ minus коэффициент принимаемый равным 03 Проверка этого условия даёт

Q=1255 кН le 03times09times17times20times27=24786 кН те принятые размеры сечения ригеля в подрезке достаточны Проверяем требуется ли поперечная арматура по расчёту из условия

min 1 0105b b btQ Q R bhγle = (8133[2]) те Q=1255 кН gtQbmin=05times09times0115times20times27=2795 кН

поэтому расчёт поперечной арматуры необходим Находим погонное усилие в хомутах для принятых выше параметров попе-речного армирования 2101 swA см= (2Oslash8 А400) 285 swR МПа= 1 10 ws см=

11

280 101 283 10

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

Расчёт ригеля с рабочей поперечной арматурой по наклонному сечению про-изводится из условия

b swQ Q Qle + (856[2]) где b swQ Q minus поперечные силы воспринимаемые соответственно бетоном и попе-речной арматурой в наклонном сечении которые находятся по формулам

22 1 01 b b bt

bR bhQc

ϕ γ= 075sw swQ q c=

где с minus длина проекции наклонного сечения на продольную ось элемента 2bϕ minus коэффициент принимаемый равным 15 (п 8133[2])

Подставляя эти выражения в (856[2]) из условия минимума несущей спо-

собности ригеля по наклонному сечению в виде 0Qc

part=

part находим наиболее опас-

ную длину проекции наклонного сечения равную 2 2

2 1 01

1

15 09 0115 20 27 3266075 075 283

b b bt

sw

R bhc смq

ϕ γ times times times times= = =

times

35

36

которая должна быть не более 2h01 = 54 см С учётом этой величины условие (856[2]) преобразуем к виду

21 01

2

15 075

15 09 0115 20 27 075 283 3266 13863 3266

b btsw

R b hQ q сc

Q кН

γsdot sdot sdot sdotle + sdot sdot

sdot sdot sdot sdotle + sdot sdot =

1255 кН lt 13863 кН те условие прочности ригеля по наклонному сечению в подрезке при действии поперечной силы соблюдается

Необходимо также убедиться в том что принятый шаг хомутов смsw 101 = не превышает максимального шага хомутов maxws при котором ещё обеспечивается прочность ригеля по наклонному сечению между двумя соседними хомутами те

2 21 0

1 max09 0115 20 2710 1202

1255b bt

w wR b hs см s см

Qγ sdot sdot sdot sdot sdot

= lt = = asymp

Выясним теперь на каком расстоянии от опор в соответствии с характером эпюры поперечных сил в ригеле шаг поперечной арматуры может быть увеличен Примем согласно п10313[2] шаг хомутов в средней части пролёта равным

2 0075 075 40 30 ws h см= = times = что не превышает 500 мм Погонное усилие в хо-мутах для этого участка составляет

22

280 101 0942 30

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

что не меньше минимальной интенсивности этого усилия при которой попереч-ная арматура учитывается в расчёте

min 1025 025 09 0115 20 052 sw b btq R b кН смγ= = times times times asymp Очевидно что условие 1 minsw swq q для опорных участков ригеля соблюдается с ещё большим запасом При действии на ригель равномерно распределённой нагрузкиq=g1+v1 длина участка с интенсивностью усилия в хомутах 1swq принимается не менее значения

1l определяемого по формуле min

1 1bQ Q

l cq

minus= minus и не менее

40l

где minbQ minus то же что в формуле (2) но при замене 01h на рабочую высоту сечения ригеля в пролёте 0 40h см= 1с minus наиболее опасная длина проекции наклонного сечения для участка где изменяется шаг хомутов определяется по формуле (стр 34) с заменой в ней 01h на 0h а также 1swq на 2swq но не более 02 h

Тогда имеем min 05 09 0115 20 40 414 bQ кН= times times times times =

2

115 09 0115 20 40 8385

075 0942с смtimes times times times= =

times

Поскольку 1 02 80 с h см= то принимаем 1 80 c см= q=g+V=438 кНм=

37

=0438 кНсм тогда

11255 414 80 11201

0 438l смminus= minus =

В ригелях с подрезками у концов последних устанавливаются дополнитель-ные хомуты и отгибы для предотвращения горизонтальных трещин отрыва у вхо-дящего угла подрезки (рис 8) Эти хомуты и отгибы должны удовлетворять условию прочности

011

0

sin (1 )sw sw sw s inchR A R A Qh

θ+ ge minus

здесь 01 0 h h minus рабочая высота сечения ригеля соответственно в короткой консоли подрезки и вне её

Для рассматриваемого примера со сравнительно небольшим значением попе-речной силы примем дополнительные хомуты у конца подрезки в коли-честве 2Oslash12 А500С с площадью сечения 2

1 226 swA см= отгибы использовать не будем Тогда проверка условия прочности даёт

2730 226 678 1255 (1 ) 44842

кН кНtimes = gt times minus =

те установленных дополнительных хомутов достаточно для предотвращения го-ризонтальных трещин отрыва у входящего угла подрезки

Расчёт по прочности наклонного сечения проходящего через входящий угол подрезки на действие изгибающего момента производится из условия

s sw s incM M M Mle + + где М minus момент в наклонном сечении с длиной проекции laquoсraquo на продольную ось элемента Мs МswMsinc minus моменты воспринимаемые соответственно про-дольной и поперечной арматуройа также отгибами пересекаемыми рассмат-риваемым наклонным сечением относительно противоположного конца наклон-ного сечения (в отсутствии отгибов 0s incM = )

В рамках курсового проекта этот расчет не выполняется

45 Построение эпюры материалов Продольная рабочая арматура в пролете 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Пло-

щадь этой арматуры Аs определена из расчета на действие максимального изги-бающего момента в середине пролета В целях экономии арматуры по мере уменьшения изгибающего момента к опорам два стержня обрываются в пролете а два других доводятся до опор Если продольная рабочая арматура разного диа-метра то до опор доводятся два стержня большего диаметра

Площадь рабочей арматуры Аsef = 1388см2 Определяем изгибающий мо-мент воспринимаемый сечением ригеля с полной запроектированной арматурой 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С(Аs = 1388см2)

Из условия равновесия RsmiddotAs = γb1sdotRbmiddotbmiddotx гдех = ξmiddoth0

01

hbRAR

bb

efss

sdotsdotsdot

sdot=γ

ξ

38

Rs = 435 МПа = 435 кНсм2 Rb = 170 МПа = 17 кНсм2

493040207190

8813543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х = ξmiddoth0 = 0493middot40 = 1972см Изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля определяется из

условия равновесия М = RsmiddotAs(h0 ndash05х) М(2Oslash20+2Oslash22)= 435middot1388middot(40 ndash 05middot1972) = 181979кНmiddotсм = 182кНmiddotм

182кНmiddotмgt 17081кНmiddotм то есть больше действующего изгибающего момента от полной нагрузки это значит что прочность сечения обеспечена

До опоры доводятся 2Oslash22 А500С h0 = 45 ndash 3 = 42 см (см рис 9) As=76 см2

257042207190

67543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х1 = ξmiddoth0 = 0257middot42 = 108см Определяем изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля с рабо-

чей арматурой в виде двух стержней доводимых до опоры М(2Oslash22) = RsmiddotAs(2Oslash22) (h0 ndash05х1) М(2Oslash22) = 435middot76middot(42 ndash 05middot108) = 1209996кНmiddotсм =121кНmiddotм

Откладываем в масштабе на эпюре моментов полученные значения изгибаю-щих моментов М(2Oslash20+2Oslash22) и М(2Oslash22) и определяем место теоретического обрыва ра-бочей арматуры ndash это точки пересечения эпюры моментов с горизонтальной ли-нией соответствующей изгибающему моменту воспринимаемому сечением ри-геля с рабочей арматурой в виде двух стержней М(2Oslash22) (рис 10)

Эпюра моментов для этого должна быть построена точно с определением значений изгибающих моментов в

81 в

82 и в

83 пролета

Изгибающий момент в любом сечении ригеля определяется по формуле ( )

2

2xvgxRM Axsdot+

minussdot= где RA ndash опорная реакция х ndash текущая координата

( ) 0 12552A

g v lR Q

+ sdot= = = кН

При 081 lx = = 0716 м

2

18

438 07161255 0716 7862

M кН мsdot= sdot minus = sdot

При 082 lx = = 1433 м

2

28

438 14331255 1433 13482

M кН мsdot= sdot minus = sdot

39

40

При 083 lx = = 2149 м

0

2

38

438 21491255 2149 16852l

M кН мsdot= sdot minus = sdot

Длина анкеровки обрываемых стержней определяется по следующей зависи-мости

ddqQw

sw

1552

ge+= где d ndash диаметр обрываемой арматуры

Поперечная сила Q определяется графически в месте теоретического обрыва в данном случае Q = 72кН

Поперечные стержни Oslash8 А400 Rsw = 285 МПа с Аsw = 101см2 в месте теоре-тического обрыва имеют шаг 10 см

88210

011528=

sdot=

sdot=

w

swswsw S

ARq кНсм

72 5 20 2252 288

W = + sdot =sdot

см что меньше15d=1520=30 см

Принимаем W = 30 см Место теоретического обрыва арматуры можно определить аналитически

Для этого общее выражение для изгибающего момента нужно приравнять момен-ту воспринимаемому сечением ригеля с арматурой 2Oslash22 А500

М(2Oslash22) = 121кНsdotм ( ) ( ) 2 2

0 438 573 4382 2 2 2

g V l g V x xМ x x+ sdot + sdot sdot sdot

= sdot minus = sdot minus

1255х ndash 219х2 = 121 х2 ndash 573х + 553 = 0

212 2865 2865 581 2865 16365х = plusmn minus = plusmn

х1 = 1228м х2 = 553м Это точки теоретического обрыва арматуры Длина обрываемого стержня будет равна 4502ndash 1228 + 2middot03 = 3874м При-

нимаем длину обрываемого стержня 4 м Определяем аналитически величину поперечной силы в месте теоретического

обрыва арматуры ( ) ( )0

2g V l

Q g V x+ sdot

= minus + sdot

438 573 438 1228 7172

Q кНsdot= minus sdot =

Графически поперечная сила была принята 72кН с достаточной степенью точности

41

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ Для проектируемого 8-этажного здания принята сборная железобетонная ко-

лонна сечением 40times40 см Для колонн применяется тяжелый бетон классов по прочности на сжатие не

ниже В15 а для сильно загруженных ndash не ниже В25 Армируются колонны про-дольными стержнями диаметром 16 hellip40 мм из горячекатаной стали А400 А500С и поперечными стержнями преимущественно из горячекатаной стали класса А240

51 Исходные данные Нагрузка на 1 м2 перекрытия принимается такой же как и в предыдущих рас-

четах (см табл 1) Нагрузка на 1 м2 покрытия

Таблица 3 Вид нагрузки Нормативная нагруз-

ка (γf= 1) кНм2

Коэффициент надежности

по нагрузке γf

Расчетная нагрузка

(γfgt 1) кНм2 1 2 3 4

Гидроизоляционный ковер (3 слоя) 0150 13 0195 Армированная цементно-песчаная стяжка δ = 40 мм ρ = 2200 кгм3

0880 13 1144

Керамзит по уклону δ = 100 мм ρ = 600 кгм3

0600 13 0780

Утеплитель ndash минераловатные пли-ты δ = 150 мм ρ = 150 кгм3

0225 12 0270

Пароизоляция 1 слой 0050 13 0065 Многопустотная плита перекрытия с омоноличиванием швов δ = 220 мм

3400 11 3740

Постоянная нагрузка (groof) 5305 6194 Временная нагрузка ndash снеговая S = Sg 1800middot07 = 1260 ndash 1800 в том числе длительная часть снего-вой нагрузки Sl

0630 ndash 0900

Полная нагрузка (groof+ S) 6565 7994 - полная кратковременная снеговая нагрузка и коэффициент μ принимаются по СП 20133302011 или по Приложению 16

42

Материалы для колонны Бетон ndash тяжелый класса по прочности на сжатие В25 расчетное сопротивле-

ние при сжатии Rb = 145 МПа (табл 68[2] Приложение 4) Арматура minus продольная рабочая класса А500С (диаметр 16 hellip40мм) расчётное сопро-

тивление Rs = Rsc = 435 МПа (табл 614[2] Приложение 7) minus поперечная ndash класса А240

52 Определение усилий в колонне

Рассчитывается средняя колонна подвального этажа высотой hfl = 28 м Вы-сота типового этажа hflтакже равна 28 м

Грузовая площадь колонныА = 6times63 = 378 м2 Продольная сила N действующая на колонну определяется по формуле

N = γn(g +Vp + φзV0) nmiddotA + gb(n + 1) + gcol(n + 1) + γn(groof + S)A где n ndash количество этажей В нашем случае n = 8А ndash грузовая площадь g VpV0 ndash соответственно постоянная и временная нагрузки на 1 м2 перекрытия по табл 1

Согласно табл 1 g = 47 кНм2 Vp = 06кНм2V0 = 195кНм2 groof ndash постоянная нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 (groof = 6194 кНм2) S ndash полная снеговая нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 gbndash собственный вес ригеля с учетом γf и γnдлиной (63 ndash 04) = 59 м gb= 385middot59 = 2272кН 385 кНм ndash погонная нагрузка от собственного веса ригеля (см расчет риге-

ля) gcol ndash собственный вес колонны gcol = γnmiddot γf middot ρmiddot Аcolmiddothfl = 10middot11middot2500(10-2) middot04middot04middot28 = 1232 кН φ3 ndash коэффициент сочетаний (коэффициент снижения временных нагрузок в

зависимости от количества этажей) определяемый по формуле (83[1]) 1

30 404n

ϕ minusϕ = +

где φ1= 069 (см расчет ригеля) 10693 0404 0504

8ϕ minus

= + =

N = 10middot(47 +06+ 0504middot195) middot8middot378 + 2272middot (8 + 1) + 1232middot (8 + 1) + + 10middot (6194 + 18) middot378 = 251745кН

53 Расчет колонны по прочности

Расчет по прочности колонны производится как внецентренно сжатого эле-мента со случайным эксцентриситетом еа

3313040

301

=== colа he см 470600280

600=== fl

а

he см еа = 1 см

Однако расчет сжатых элементов из бетона классов В15 hellipВ35 (в нашем слу-чае В25) на действие продольной силы приложенной с эксцентриситетом е0 =

33130

== colа

he см при гибкости l0hcollt 20 допускается производить из условия

N le Nult (816[2])

43

где Nult - предельное значение продольной силы которую может воспринять элемент определяемое по формуле

Nult le ϕ(γb1RbAb + RscAstot) (817[2]) где Ab ndash площадь сечения колонны Astot ndash площадь всей продольной арматуры в сечении колонны l0 ndash расчетная длина колонны подвала с шарнирным опиранием в уровне 1-го

этажа и с жесткой заделкой в уровне фундамента Rscndash расчетное сопротивление арматуры сжатию

l0 = 07(hfl + 15 см) = 07(280 + 15) = 2065 см l0hcol =206540=516lt20 Ab=4040=1600 см2

ϕ - коэффициент принимаемый при длительном действии нагрузки по табл 81[2] или по Приложению 18 в зависимости от гибкости колонны

При l0hcol =516 коэффициент ϕ = 092

1

251745 09 145 1600092 149

435

b b b

s totsc

N R AA

R

γφminus minus sdot sdot

= = = см2

Из условия ванной сварки выпусков продольной арматуры при стыке колонн минимальный ее диаметр должен быть не менее 20 мм

Принимаем 4Oslash22 А500С Asef = 152 см2 152 100 095 021600

micro = sdot = gt тк l0hcolasymp 5

Диаметр поперечной арматуры принимаем Oslash6 А240 (из условия сварки c продольной арматурой) Шаг поперечных стержней s = 300 мм что удовлетворяет конструктивным требованиям (п10314[2]) s le 15d = 15middot22 = 330 мми s le 500 мм

Если μgt3 то шаг поперечных стержней должен быть s le 10d иs le 300 мм Армирование колонны показано на рис11

44

45

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ

61 Исходные данные Грунты основания ndash пески средней плотности условное расчётное сопротив-

ление грунта R0 = 035 МПа = 0035 кНсм2 = 350 кНм2 Бетон тяжелый класса В25 Расчетное сопротивление растяжению

Rbt = 105 МПа γb1 = 09 Арматура класса А500С Rs = 435 МПа= 435кНсм2 Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах

γm = 20 кНм3 Высоту фундамента предварительно принимаем 90см C учётом пола подвала

глубина заложения фундамента Н1 = 105 см Расчетное усилие передающееся с колонны на фундамент N = 251745кН Нормативное усилие

Nn = Nγfm = 251745115 = 218735кН где γfm = 115 ndash усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке

62 Определение размера стороны подошвы фундамента Площадь подошвы центрально нагруженного фундамента определяется по

условному давлению на грунт R0 без учета поправок в зависимости от размеров подошвы фундамента и глубины его заложения

0 1

218735 665350 20 105

n

m

NAR Hγ

= = =minus minus sdot

м2

Размер стороны квадратной подошвы фундамента 665 258a A= = = м Принимаем а = 27 м (кратно 03 м) Давление на грунт от расчетной нагрузки

2

Npa

= =251745272 = 3453кНм2 lt R0

63 Определение высоты фундамента Рабочая высота фундамента из условия продавливания

504

2

10 pR

Nhh

btb

col

++minus=

γ

0 3

25174502 05 0 2 0698 0 49809 105 10 3453

h м= minus + = minus + =sdot sdot +

Полная высота фундамента устанавливается из условий 1) продавливания Hf =(h0+005)=0498 + 005 = 0548м 2) заделки колонны в фундаменте

Hf = 15hcol + 025(м) = 15middot04 + 025 = 085 м 3) анкеровки сжатой арматуры колонны Hf = han + 025(м) Базовая длина анкеровки необходимая для передачи усилия в арматуре с

полным расчетным сопротивлением Rs на бетон определяется по формуле [3]

sbond

ssan UR

ARh =0

где As и Us ndash соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения (в нашем случае для арматуры Oslash22

As = 3801см2 Us = πd = 314middot22 = 6908 см) Rbond ndash расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном принимае-

мое равномерно распределенным по длине анкеровки

46

Rbond = γb1middotη1middotη2middotRbt где η1 ndash коэффициент учитывающий влияние вида поверхности арматуры

Для горячекатаной арматуры периодического профиля η1 = 25 η2 - коэффициент учитывающий влияние размера диаметра арматуры при-

нимаемый равным 10 ndash при диаметре продольной арматуры dsle32 мм 09 ndash при ds = 36 мм и ds = 40 мм Rbond = 09middot25middot1middot105 = 236 МПа

0435 3801 10142 236 6908anh смsdot

= =sdot

Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле[3]

efs

calsanan A

Ahh

0α=

где Ascаlи Asef ndash площади поперечного сечения арматуры соответственно требуе-мая по расчету и фактически установленная (для нашего случая Ascаl= 149 см2 Asef = 152 см2) α ndash коэффициент учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного со-стояния бетона и арматуры Для сжатых стержней периодического профиля α = 075Тогда

149075 10142 745615 2anh = sdot sdot = см

Кроме того согласно требованиям [3] фактическую длину анкеровки необ-ходимо принимать han ge 03h0an = 03middot10142 = 3043 см

han ge 15ds = 15middot20 = 30 см han ge20 см Из четырех величин принимаем максимальную длину анкеровки те han = 7456см

Следовательно из условия анкеровки арматуры Hf = 7456 + 25 = 9952см

Принимаем трехступенчатый фундамент общей высотой 100 см и с высотой ступеней 30 см и 40 см При этом ширина первой ступени а1 = 11 м а второй а2 = 18 м

Проверяем отвечает ли рабочая высота нижней ступени h03 = 40 ndash 5 = 35см условию прочности при действии поперечной силы без поперечного армирования в наклонном сечении Для единицы ширины этого сечения (b = 100 см) должно выполняться условие

Q = pl le Qbmin = 05γb1Rbth03b Поперечная сила от давления грунта

Q = pl= 05(а - a2 - 2h03)р где а - размер подошвы фундамента

h03 = 40 ndash 5 = 35см р ndash давление на грунт от расчетной нагрузки (на единицу длины) Q = 05(27 ndash18 - 2middot035) middot34533 = 3453кН Q = 3453кНltQbmin = 05middot09middot105middot103middot035middot10 = 16538кН ndash прочность обеспе-

чена

47

64 Расчет на продавливание

Проверяем нижнюю ступень фундамента на прочность против продавлива-ния

Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производится из условия (887[2]) F le Fbult где Fbult - пре-дельное усилие воспринимаемое бетоном

Fbult = γb1RbtAb

где Fminusпродавливающая сила принимаемая равной продольной силе в колонне подвального этажа на уровне обреза фундамента за вычетом нагрузки создавае-мой реактивным отпором грунта приложенным к подошве фундамента в преде-лах площади с размерами превышающими размер площадки опирания (в дан-ном случае второй ступени фундамента 2 2 18 18 a a мtimes = times ) на величину 0h во всех направлениях Ab ndash площадь расчетного поперечного сечения расположен-ного на расстоянии 05h0от границы площади приложения силы Nс рабочей высо-той сечения h0 В нашем случае h0 = h03 = 025м

Площадь Ab определяется по формуле Ab = Umiddoth03

где U ndash периметр контура расчетного сечения (см рис12а) U = (а2 + 2middot05h03) middot4 = (18 + 2middot05middot035) middot4 = 86 м

Площадь расчётного поперечного сеченияAb = 86middot035 = 301м2 Продавливающая сила равна

F=N-pA1

здесь p=3453 кНм2 minus реактивный отпор грунта A1minusплощадь основания продавливаемого фрагмента нижней ступени фундамен-

та в пределах контура расчётного поперечного сечения равная A1=(a2+205h03)2=(18+205035)2=462 м2

Проверка условия (697) [3] показывает

F=92202 кН lt 09105103301 = 284445 кН

те прочность нижней ступени фундамента против продавливания обеспече-на

48

49

65 Определение площади арматуры подошвы фундамента Подбор арматуры производим в 3-х вертикальныхсечениях фундамента

что позволяет учесть изменение параметров его расчётной схемы в качестве ко-торой принимается консольная балка загруженная действующим снизу вверх равномерно распределенным реактивным отпором грунта Для рассматривае-мых сечений вылет и высота сечения консоли будут разными поэтому выявить наиболее опасное сечение можно только после определения требуемой площади арматуры в каждом из них (см рис13)

Сечение I-I МI-I = 0125р (а ndash hcol)2middot a = 0125middot34533(27 ndash 04)2middot27 = 61654кНmiddotм Площадь сечения арматуры определяем по формуле

2

01

61654 10 165709 09 95 435

I IsI

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение II-II МII-II= 0125р(аndash а1)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 11)2middot27 = 29836кНmiddotм

2

02

29836 10 117209 09 65 435

II IIsII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение III-III МIII-III= 0125р(аndash а2)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 18)2middot27 = 944кНmiddotм

2

03

944 10 68809 09 35 435

III IIIsIII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Из трёх найденных значений подбор арматуры производим по максимально-му значению теAsmax = 1657см2

Шаг стержней принимается от 150 ммдо 300 мм (кратно 50 мм) При ширине подошвы фундамента а le 3 мминимальный диаметр стержней dmin = 10 мм при аgt3 мdmin = 12 мм

Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлени-ях арматурой из стержней Oslash14 А500с шагом 250 мм

Имеем 11Oslash14 А500С с As = 16929см2gtAsI = maxsA = 1657см2 Процент армирования μ

- в сечении I-I 11 01

16929100 100 0156 01110 95

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении II-II 22 02

16929100 100 0145 01180 65

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении III-III 33 03

16929100 100 0179 01270 35

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

Так как во всех сечениях μigtμmin=01 количество принятой арматуры оставляем без изменений В случае μiltμmin=01 диаметр принятой арматуры следует увеличить или уменьшить ее шаг

Конструкция фундамента приведена на рис13

50

51

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 СП 20133302011 Нагрузки и воздействия Актуализированная редакция СНиП 20107-85 М ГУП ЦПП 2011

2 СП 63133302012 Бетонные и железобетонные конструкции Основные положения Актуализированная редакция СНиП 52-101-2003 М ФГУП ЦПП 2004

3 ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований 4 СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные кон-

струкции М ФГУП ЦПП 2005 5 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из

тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

6 Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетон-ных конструкций из тяжелого бетона (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

52

ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Минимальный класс бетона элементов с предварительно напряженной арматурой

Таблица 4

Характеристика напрягаемой Класс бетона арматуры не ниже

Арматура классов

А540-А800

В20 А1000 В30

Арматура классов

Вр1200 Вр1300

В30 Вр1400 Вр1600 Вр1600 В20

К1400 К1500 К1600 К1700 В30

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин ndash acrсult из условия обеспечения сохранности арматуры

Таблица 5

Для элементов к которым не предъявляются требования непрониwаемости значения acrсult принимают равными

При арматуре классов

При продолжительном рас-крытии трещин мм

При непродолжительном раскрытии трещин мм

А240-А600 В500 03 04

А800А1000 Вр1200-Вр1400 К1400К1500(К-19) К1500(К-7)К1600 диаметром 12 мм

02 03

Вр1500 К1500(К-7)К1600 диамет-ром 6 и 9 мм

01 02

53

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Нормативные сопротивления бетона Rbnи Rbtn

Таблица 6

Вид сопротивления

Нормативные сопротивления бетона RbnиRbtn и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй

группы RbserиRbtser МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осевое (призменная прочность)

Rbn и Rbser

75 110 150 185 220 255 290 320 360 395 430

Растяже-ние осевое

Rbtn Rbtser 085 110 135 155 175 195 210 225 245 260 275

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Расчетные сопротивления бетона Rbи Rbt Таблица 7

Видсопротивления

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbи Rbt МПа при классе бетона

по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осе-вое(призменная прочность)

Rb

60 85 115 145 170 195 220 250 275 300 330

Растяжение осевое Rbt

056 075 090 105 115 130 140 150 160 170 180

Полностью таблицы нормативных и расчетных сопротивлений бетона см [2]

54

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения начального модуля упругости бетона Еь Таблица 8

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еьmiddot10-3 МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

190 240 275 300 325 345 360 370 380 390 395

55

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rsn

Таблица 9

Арматура классов

Номинальный диаметр арматуры мм

Нормативные значения сопротивления растяжению Rsnи расчетные значения сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы Rsser МПа

А240 6-40 240

А400 6-40 400

А500 10-40 500

А540 20-40 540

А600 10-40 600

А800 10-32 800

А1000 10-32 1000

В500 3-12 500

Вр500 3-5 500

Вр1200 8 1200

Вр1300 7 1300

Вр1400 4 5 6 1400

Вр1500 3 1500

Вр1600 3-5 1600

К1400(К-7) 15 1400

К1500(К-7) 6 9 12 1500

К1500(К-19) 14 1500

К1600 6 9 12 15 1600

К1700 6-9 1700

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 16: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

16

Потери предварительного напряжения арматуры Первые потери предварительного напряжения включают потери от релакса-

ции напряжений в арматуре потери от температурного перепада при термической обработке конструкций потери от деформации анкеров и деформации формы (упоров)

Вторые потери предварительного напряжения включают потери от усадки и ползучести бетона при натяжении арматуры на упоры (п 9112[2])

Потери от релаксации напряжений арматуры ∆σsp1 определяют для арматуры классов А600-А1000 при электротермическом способе натяжения в соответствии с п 91[2]

∆σsp1 = 003σsp = 003middot480 = 144 МПа Потери от температурного перепада при агрегатно-поточной технологии

принимаются равными 0 ∆σsp2 = 0 Потери от деформации формы при электротермическом способе натяжения

арматуры не учитывают ∆σsp3 = 0 Потери от деформации анкеров при электротермическом способе натяжения

арматуры не учитывают ∆σsp4 = 0 Первые потери

∆σsp(1) =∆σsp1 + ∆σsp2 + ∆σsp3 + ∆σsp4 = 144 МПа Потери от усадки бетона

∆σsp5 = εbshmiddotEs εbsh ndash деформации усадки бетона значения которых можно принимать в зави-

симости от класса бетона равными 000020 ndash для бетона классов В35 и ниже 000025 ndash для бетона класса В40 000030 ndash для бетона классов В45 и выше ∆σsp5 = 00002middot2middot105 = 40 МПа Потери от ползучести бетона ∆σsp6 определяются по формуле

( )crbred

redsjspj

bpjcrbsp

IAy

2

6

80111

80

ϕαmicro

σαϕσ

+sdot

sdot++

sdot=∆

где φbcr ndash коэффициент ползучести бетона определяемый согласно п 6116[2] или по Приложению 15 Принимаем φbcr = 28 σbpj ndash напряжение в бетоне на уровне центра тяжести рассматриваемой j ndash ой группы стержней напрягаемой арматуры

(1) (1) opbp

red red

P P e yA I

σ = +

Р(1) ndash усилие предварительного обжатия с учетом только первых потерь еор ndash эксцентриситет усилия Р(1) относительно центра тяжести приведенного сече-ния yndash расстояние от центра тяжести приведенного сечения до рассматриваемого во-локна y = еор + 3(см)

b

s

EE

17

μspj ndash коэффициент армирования равный AspjA гдеА ndash площадь поперечного сече-ния элемента Aspj ndash площадь рассматриваемой группы стержней напрягаемой ар-матуры

Р(1) = Asp(σsp ndash ∆σsp(1)) σsp = 480 МПа = 48 кНсм2 ∆σsp(1) = 144МПа = 144кНсм2 Р(1) = 471(48 ndash 144) = 2193 кН еор = 78 см y=108см

2193 2193 78 108 029118264 1082368bpσ sdot sdot

= + = кНсм2 = 29МПа

σbplt09Rbp Rbp =10 МПа А = 179216 см2 0026280

161792714

==micro

( )6 2

08 727 28 29 419778 182641 727 0002628 1 1 08 28

1082368

spσ sdot sdot sdot∆ = =

sdot+ sdot + sdot + sdot

МПа

Полное значение первых и вторых потерь

( ) sum=

=

∆=∆6

12

i

ispisp σσ

(912[2])

∆σsp(2) = 144 + 40 + 4197 = 9637МПа При проектировании конструкции полные суммарные потери для арматуры

расположенной в растянутой при эксплуатации зоне сечения элемента следует принимать не менее 100МПа (п 9110[2]) поэтому принимаем ∆σsp(2) = 100 МПа

После того как определены суммарные потери предварительного напряже-ния арматуры можно определить Мcrc

(2)P = (σsp ndash ∆σsp(2))middotAsp

(2)P ndash усилие предварительного обжатия с учетом полных потерь

(2)P = (480 ndash 100) middot471 = 17898 кН Мcrc = 0135middot125274 + 17898middot1329 = 40698кНmiddotсм = 4070кНmiddotм Так как изгибающий момент от полной нормативной нагрузки

Мn = 3727 кНmiddotм меньше чем Мcrc =4070кНmiddotм то трещины в растянутой зоне от эксплуатационных нагрузок не образуются

Расчет прогиба плиты

Расчет изгибаемых элементов по прогибам производят из условия f le fult (8139 [2])

где f ndash прогиб элемента от действия внешней нагрузки fult ndash значение предельно допустимого прогиба При действии постоянных длительный и кратковременных нагрузок прогиб

балок или плит во всех случаях не должен превышать 1200 пролета Для свободно опертой балки максимальный прогиб определяют по формуле

max

2 1

=

rSlf

18

где S ndash коэффициент зависящий от расчетной схемы и вида нагрузки при действии равномерно распределенной нагрузки S = 548 при двух равных момен-тах по концам балки от силы обжатия ndash S = 18

max

1

r ndash полная кривизна в сечении с наибольшим изгибающим моментом от

нагрузки при которой определяется прогиб Полную кривизну изгибаемых элементов определяют для участков без тре-

щин в растянутой зоне по формуле

321

1111

minus

+

=

rrrr

где1

1

rndash кривизна от непродолжительного действия кратковременных нагру-

зок

2

1

rndash кривизна от продолжительного действия постоянных и длительных

нагрузок

3

1

rndash кривизна от непродолжительного действия усилия предварительно-

го обжатия Р(1)вычисленного с учётом только первых потерь те при действии момента (1) 0 pM P e= sdot

Кривизну элемента на участке без трещин определяют по формуле

redb IEM

r sdot=

1

1

где М ndash изгибающий момент от внешней нагрузки или момент усилия пред-варительного обжатия относительно оси проходящей через центр тяжести приве-денного сечения

Ired ndash момент инерции приведенного сечения Eb1 ndash модуль деформации сжатого бетона определяемый по формуле

crb

bb

EE

1 1 ϕ+=

гдеφbcr ndash коэффициент ползучести бетона принимаемый minus 018b crϕ = minus при непродолжительном действии нагрузки minus по табл612[2] или по Приложению15 в зависимости от класса бетона на сжатие и относительной влажности воздуха окружающей среды minus при продолжительном действии нагрузки minus при непродолжительном действии нагрузки Eb1=085Eb (8146[2]) Прогиб определяется с учетом эстетико-психологических требований те от

действия только постоянных и временных длительных нагрузок [1]

2 1

1 nl

b red

Mr E I

= sdot

nlM ndash изгибающий момент от продолжительного действия постоянных и дли-тельных нагрузок равный Мnl = 299 кНmiddotм (см п22)

19

33

1 102478310527

821sdot=

sdot=

+= b

bEE МПа = 724middot102кНсм2

52

2

1 2999 13827 10724 10 1082368r см

minus = = sdot sdot sdot

В запас жёсткости плиты оценим её прогиб только от постоянной и длитель-

ной нагрузок (без учёта выгиба от усилия предварительного обжатия) 5 25( 3827 10 ) 569 129 2845

48f см смminus= sdot sdot sdot = lt

Допустимый прогиб f = (1200)l = 569200 = 2845 см Так как f lt f ult можно выгиб в стадии изготовления не учитывать

20

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО

НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2

31 Исходные данные

Постоянная нагрузка та же что при расчете плиты перекрытия на действие нагрузки V =15 кНм2 (см п 21)

Нагрузки на 1м2 перекрытия Таблица 2

Вид нагрузки Нормативная нагрузка кНм2

Коэф-т надежности по нагрузке

γf

Расчетная нагрузка

кНм2

1 2 3 4 Постоянная нагрузка g 414 47

Временная Перегородки δ = 120 мм (при-веденная нагрузка длитель-ная) V p

05 12 06

Полезная (из задания) 45 12 54 в том числе кратковременная Vsh

29

12

348

длительная V lon 16 12 192 Итого временная нагрузка V 50 60 Временная нагрузка без учета перегородок V 0

45 54

Полная нагрузка g + V 914 107

Нагрузка на 1 погонный метр длины плиты при номинальной ее ширине 15м - расчетная постоянная g = 47middot15middot10 = 705 кНм - расчетная полная (g + V) = 107middot15middot10 = 1605 кНм - нормативная постоянная gп = 414middot15middot10 = 621 кНм - нормативная полная (gп + Vп) = 914middot15middot10 = 1371 кНм - нормативная постоянная и длительная (gп + Vlonп) = (414 + 21)middot15middot10 =

936 кНм

32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы

Определение внутренних усилий Материалы для плиты расчетный пролет и поперечное сечение те же что в

пункте 21 Усилия от расчетной полной нагрузки

( ) 2 20V 1605 569 6496

8 8g l

M кН м+ sdot sdot

= = = sdot

21

( ) 0V 1605 569 45662 2

g lQ кН

+ sdot sdot= = =

Усилия от нормативной нагрузки - полной

( ) 2 20V 1371 569 5548

8 8n n

п

g lM кН м

+ sdot= = = sdot

- постоянной и длительной ( ) 2 2

0 936 569 37888 8

n lon nn

g V lM кН м

+ sdot= = = sdot

Расчет по прочности на действие изгибающего момента

2 21 0

6496 011909 115 146 19m

b b f

MR b h

αγ

= = =sdot sdot sdot sdot sdot sdot

1 1 2 1 1 2 0119 01280435( 22)

m

R см пξ αξ= minus minus = minus minus sdot =

=

012 0277 060435R

ξξ

= = lt γs3 = 11

3

01

ss

fbbsp R

hbRA

γξγ sdotsdotsdotsdot

=

2

2

09 115 146 0128 19 642 11 52

520 52

sp

s

A см

R МПа кН см

sdot sdot sdot sdot= =

sdot

= =

Принимаем 6Oslash12А600 Аspef = 679 см2

Расчет по прочности при действии поперечной силы

Условие прочности по бетонной полосе между наклонными сечениями удо-влетворяется

4566 кНlt 22240кН(см п 22) Условие прочности по наклонному сечению

Q le Qb + Qsw допускается производить расчет наклонного сечения из условия

Q1geQb1+Qsw1 (860[2]) Qb1=05middotγb1middotRbmiddotbmiddoth0 (861[2]) Qsw1=qswmiddoth0 (862[2]) Qb1=05middot09middot009middot377middot19=2901кН

То поперечная арматура (хомуты) необходима по расчету для восприятия усилия

Qsw1 = 4566 ndash 2907 = 1665 кН

22

23

Поперечная арматура учитывается в расчете если qswgeqswmin

qswmin=025γb1Rbtb (п 8133[2])

Усилие в поперечной арматуре на единицу длины равно 1

0sw

swQqh

=

1665 087619swq = = кНсмltqswmin = 025middot09middot009middot377 = 0763кНсм

w

swswsw S

ARq sdot= (859[2])

Назначая шаг хомутов Sw = 10см le 05middoth0 (8311[3]) получаем 0876 10 0292

30sw w

swsw

q SARsdot sdot

= = = см2

Rsw = 300 МПа = 30 кНсм2 Проверяем прочность сечения при действии поперечной силы Условие

прочности Q1 le Qb1 + Qsw1 Q1 = 4566 кН - поперечная сила действующая в сечение Qb1 = 2901 кН Qsw1 = qswmiddoth0

30 078 23410

sw swsw

w

R AqSsdot sdot

= = = кнсм

Qsw1 = 234middot19 = 4446кН 4566 кН lt (2901 + 4466)кН 4566 кН lt 7347 кН

Прочность обеспечена Окончательно принимаем на приопорных участках плиты по четыре каркаса

с поперечной рабочей арматурой (хомутами) расположенной с шагомSw = 10см Для 4Oslash5 В500С в одном сечении имеем Аswef = 078см2gtАsw

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы

Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)

Ared = 184148 см2 Sred = 1975656 см3 у0= 1073 см

( ) ( )

( ) ( )

3 32 2

32 2 4

146 385 459 14146 385 22 1073 05 385 459 143 05 22 107312 12

149 385 149 385 1073 05 385 727 679 1073 3 1084577312

redI

см

sdot sdot= + sdot sdot minus minus sdot + + sdot sdot sdot minus +

sdot+ + sdot sdot minus sdot + sdot sdot minus =

3

0

10845773 1010791073

redred

IW смy

= = = sup 310845773 9623581127redW см= =

24

W= 125Wred = 125middot101079 = 126349 см3 101079 549184148

red

red

Wr смA

= = =

е0 = 1073 ndash 3 = 773 см eяр = 773 + 549 = 1322 см

Потери предварительного напряжения арматуры ∆σsp1 =144 МПа ∆σsp2 = 0 ∆σsp3 = 0 ∆σsp4 = 0 Таким образом первые потери составляют ∆σsp(1) =144 МПа

∆σsp5 = 40 МПа

11 орbp

red red

Pe yPA I

σ = + (см п 23)

Р1 = 679middot (48 ndash 144) = 31614 кН еор = 773 см 231614 31614 773 0414

183643 1081529bpσ sdot= + = кНсм2 = 414 МПа

0033980161792

096==micro

( )6 2

08 727 28 414 5803775 1836431 727 0003398 1 1 08 28

1081529

spσ sdot sdot sdot∆ = =

sdot+ sdot + sdot + sdot

МПа

То полные потери равны ∆σsp(2) = 144 + 40 + 5803 = 11203МПа Если полные потери будут меньше 100МПа следует принять σsp(2)= 100МПа

Р(2) = (480 ndash 112) middot609 = 24987кН Мcrc = RbtsermiddotW+P(2)middoteяр=0135middot126349 + 2498middot1322 = 50089кНmiddotсм =

5009кНmiddotм Изгибающий момент от полной нормативной нагрузки равен

Мn = 5548 кНmiddotмgtМсrс = 5009кНsdotм Следовательно трещины в растянутой зоне от эксплуатационных нагрузок

образуются

Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси Расчет по раскрытию трещин производят из условия

acrc le acrcult (8118[2]) acrc ndash ширина раскрытия трещины от действия внешней нагрузки acrcult ndash предельно допустимая ширина раскрытия трещин (п 826[4] При-

ложение 2) Для арматуры классов А240-А600 В500C величина acrcultсоставляет

03 мм ndash при продолжительном раскрытии трещин 04 мм ndash при непродолжительном раскрытии трещин

Ширину раскрытия нормальных трещин определяют по формуле

ss

sscrc l

Ea sdotsdotsdotsdotsdot=

σψϕϕϕ 321 (8128[4])

25

где σs ndash напряжение в продольной растянутой арматуре в нормальном сечении с трещиной от соответствующей внешней нагрузки

ls ndash базовое расстояние между смежными нормальными трещинами ψs ndash коэффициент учитывающий неравномерное распределение относительных

деформаций растянутой арматуры между трещинами допускается принимать ψs =1 если при этом условие 8118[2] не удовлетворяется значение ψs следу-ет определять по формуле 8138[2]

ϕ1 ndash коэффициент учитывающий продолжительность действия нагрузки при-нимаемый равным 10 ndash при непродолжительном действии нагрузки 14 ndash при продолжительном действии нагрузки

ϕ2 ndash коэффициент учитывающий профиль продольной арматуры и равный ϕ2 = 05 ndash для арматуры периодического профиля и канатной

ϕ3 ndash коэффициент учитывающий вид напряженного состояния и для изгибаемых элементов принимаемый равнымϕ3 = 10

Для прямоугольных тавровых и двутавровых сечений значение σsдопускает-ся определять по формуле

(2)( )s

ssp

M z PA

σminus

= (412 [5])

где z ndash плечо внутренней пары сил равное z=ςh0 а коэффициент ς определя-ется по табл 42 [5] или по Приложению 18 в зависимости от следующих пара-метров

)(

0

11

)2(0 bhAa

aPM

ebh

hbb spss

ss

fff

sdot==

minus= microϕ

Ms= Mn =5548 кНм=5548 кНсм P(2)ndashусилие предварительного обжатия с учетом полных потерь равное P(2)=24987 кН Производя вычисления получаем

0

(1460 459) 385 5548 2220442 222 117459 190 24987 190

sf s

ee смh

φ minus sdot= = = = = =

sdot

Коэффициент αs1 для всех видов арматуры кроме канатной можно прини-мать равным αs1=300Rbser=30015=20

где Rbser=15 МПа Тогда

1200 679 0156459 190samicro sdot

sdot = =sdot

По табл 42 [6] или по Приложению 18 определяем ς=082 z=ςh0=082190=1558 см

2(5548 1588) 24987 1564 1564 679s кН см МПаσ minus

= = =

26

С целью недопущения чрезмерных пластических деформаций в продольной рабочей арматуре напряжения σsвней (а точнее их приращение под действием внешней нагрузки) не должны превышать (Rsserndash σsp(2)) где σsp(2)ndash величина пред-варительного напряжения арматуры с учетом полных потерь те

(2) (2) 480 112 368 sp sp sp МПаσ σ σ= minus∆ = minus =

(2)1562 ( ) 600 368 232 s s ser spМПа R МПаσ σ= lt minus = minus = Как видим полученное значение σs удовлетворяет установленному ограни-

чению В противном случае следует увеличить площадь продольной рабочей ар-матуры

Значение базового расстояния между трещинами определяют по формуле

ss

bts d

AAl 50= (8217[2]) и принимают не менее 10d и 10 см и не более 40d

и 40 см Abtndash площадь сечения растянутого бетона As ndash площадь сечения растянутой арматуры Ширину раскрытия трещин acrc принимают - при продолжительном раскрытии

acrc = acrc1(8119[2]) - при непродолжительном раскрытии

acrc = acrc1 + acrc2 ndashacrc3 (8120[2]) где acrc1 ndash ширина раскрытия трещин от продолжительного действия посто-

янных и временных длительных нагрузок acrc2 ndash ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоян-

ных и временных (длительных и кратковременных) нагрузок acrc3 - ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоян-

ных и временных длительных нагрузок Базовое расстояние между смежными нормальными трещинами определяется

по формуле

ss

bts d

AAl 50=

Здесь Abt ndash площадь сечения растянутого бетона равная Abt = byt+(bf - b)hf

гдеyt ndash высота растянутой зоны которую для прямоугольных тавровых и двутавровых сечений допускается принимать по формуле

yt = ky0 Поправочный коэффициент kучитывает неупругие деформации растянутого

бетона и для двутавровых сечений принимается равным 095 Значение y0 ndash есть высота растянутой зоны бетона определяемая как для упругого материала по приведенному сечению по формуле

)(

)2(0

serbtred

red

RP

A

Sy

+=

27

Определяем

0

2

1975656 535 095 535 508 249871841480135

459 508 (1490 459) 385 6301

t

bt

y см y см

A см

= = = sdot =+

= sdot + minus sdot =

Значение Abt принимается равным площади сечения при ее высоте в пределах не менее 2а и не более 05h(п4233 [4]) те не менее

1490385+(6-385)459=6729 см2 и не более 45911+(149-459)385=90184 см2

следовательно принимаем Abt =6729см2 Тогда 246621

096967250 =sdotsdot=sl смПринимается не более 40d и не более 40см Оконча-

тельно принимается 40 см Поскольку изгибающий момент от постоянной и временной длительной нор-

мативной нагрузок Mnl=3788кНм меньше момента образования трещин Mcrc=5009кНм то приращение напряжений в продольной рабочей арматуре от внешней нагрузки (см формулу (412[5]) будет меньше нуля В этом случае сле-дует считатьacrc1= acrc3= 0 и определять только ширину раскрытия трещин acrc2 от непродолжительного действия постоянных длительных и кратковременных нагрузок при φl=10

2 5

156410 05 10 10 40 001564 0156 2 10crca см мм= sdot sdot sdot sdot = =sdot

Это значение необходимо сопоставить с предельно допустимой шириной раскрытия трещин acrcult принимаемой из условия обеспечения сохранности ар-матуры при непродолжительном раскрытии

acrc2ltacrcult=04 мм ndash условие (826[2]) или см Приложение 2 удовлетворя-ется

Расчет прогиба плиты

Расчет изгибаемых элементов по прогибам производят из условия flefult (8139[2])

где fndash прогиб элемента от действия внешней нагрузки fult ndash значение предельно допустимого прогиба (см п 23) Полная кривизна для участков с трещинами определяется по формуле

(102)[4] без учета кривизны от непродолжительного действия усилия обжатия и кривизны вследствие усадки и ползучести бетона

321

1111

+

minus

=

rrrr

где 1

1

rndash кривизна от непродолжительного действия всей нагрузки

2

1

r ndash кривизна от непродолжительного действия постоянных и

временных длительных нагрузок

28

3

1

r ndash кривизна от продолжительного действия постоянных и вре-

менных длительных нагрузок Так как прогиб плиты ограничивается эстетико-психологическими требова-

ниями

1

1

rndash

2

1

r ndash кривизна вызванная непродолжительным действием кратко-

временной нагрузки не учитывается Таким образом кривизна в середине пролета определяется только от про-

должительного действия постоянных и длительных нагрузок те при действии изгибающего момента Мnl = 3788 кНmiddotм

Для элементов прямоугольного и таврового сечений при hfle 03h0 кривизну

допускается определять по формуле (440 [5])

redbc

nl

EhbM

r 30

1sdotsdotsdot

где ϕс ndash коэффициент определяемый по табл 45 [5] или по Приложению 15в за-висимости от параметров

( )0

bhhbb ff

f

sdotminus=ϕ μmiddotαs2 и esh0

0bhAs=micro

redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α

При определении αs2допускается принимать 1=sψ Если при этом условие flefult не удовлетворяется то расчет производят с учетом коэффициента ψs опреде-ляемого по формуле

s

crcss σ

σψ 801minus= (8138[2])

где σscrc ndash приращение напряжений в растянутой арматуре в сечении с трещиной сразу после образования нормальных трещин при М = Мcrc σs ndash то же при действии рассматриваемой нагрузки

sp

ss A

PzM )2()( minus=σ (412 [5])

sp

crccrcs A

PzM )2(

)( minus=σ

z ndash расстояние от центра тяжести арматуры расположенной в растянутой зоне сечения до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне эле-мента

Ebred ndash приведенный модуль деформации сжатого бетона принимаемый равным

redb

serbredb

RE

1

ε

=

где εb1red =28sdot10-4 при продолжительном действии нагрузки при относительной влажности воздуха окружающей среды 75 ge W ge 40(табл610[2])

)2(PM

e ss = Ms = Mnl= 3788 кНmiddotм

Р(2) ndash усилие предварительного обжатия с учетом всех потерь Р(2) = 24987 кН

Определяем величины необходимые для нахождения ϕс

29

( ) ( ) 442019945

853945146

0

=sdotsdotminus

=sdotminus

=bh

hbb fffϕ

0

679 000779459 19

sAbh

micro = = =sdot

Коэффициент приведения арматуры к бетону

redb

redss E

E

2 =α (117[4]) Еsred =

s

sEψ

(118[4]) redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α принимаем sψ = 1

Приведенный модуль деформаций сжатого бетона

53571028

0154

1

=

sdot== minus

redb

serbredb

RE

εМПа = 5357кНсм2

5

22 10 37335357sαsdot

= = μmiddotαs2= 000779∙3733 = 0291 (2)

nls

MeP

=3788 1516

24987se = = см

0

1516 079819

seh

= =

Теперь по табл 45[5] или по таблице Приложения 15 путем интерполяции находимϕс = 0603

Определяем кривизну имея все данные 5

3

1 3788 1372 10 0603 459 19 5357r см

minus= = sdotsdot sdot sdot

20

5 2

5 1 485 372 10 569 126 2845 48 ult

f lr

f см f cмminus

= sdot sdot

= sdot sdot sdot = lt =

Условие 8139[2] удовлетворяется те жесткость плиты достаточна

30

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ Для опирания пустотных панелей принимается сечение ригеля высотой hb =

45 см или hb = 60 см для опирания ребристых панелей принимается сечение риге-ля высотой hb = 60 см Ригели могут выполняться обычными или предварительно напряженными Высота сечения обычного ригеля bb lh

asymp

101

151

41 Исходные данные Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м2 перекрытия принимаются те же

что и при расчете панели перекрытия Ригель шарнирно оперт на консоли колон-ны hb = 45 см Расчетный пролет (рис 6)

l0 = lb ndash b ndash 2times20 ndash 130 = 6300 ndash 400 ndash 40 ndash 130 = 5730 мм = 573 м где lb ndash пролет ригеля в осях

b ndash размер колонны 20 ndash зазор между колонной и торцом ригеля 130 ndash размер площадки опирания Расчетная нагрузка на 1 м длины ригеля определяется с грузовой полосы

равной шагу рам в данном случае шаг рам 6 м(табл 1) Постоянная (g) - от перекрытия с учетом коэффициента надежности по ответственности зда-

нияγп = 10 gfl =gmiddotlnmiddotᵞn= 47middot60middot10 = 282 кНм

гдеln ndashшаг рам - от веса ригеля

gbn = (02middot045 + 02middot025) middot2500middot10-2 = 35 кНм где 2500 кгм3 ndash плотность железобетона С учетом коэффициента надежно-

сти по нагрузке γf = 11 и по ответственности здания γп = 10 gb = 35middot11middot10 = 385 кНм

Итого постоянная нагрузка погонная те с грузовой полосы равной шагу рамg1=gfl+ gb = 282 + 385 = 321 кНм

Временная нагрузка (V) с учетом коэффициента надежности по ответствен-ности здания γп = 10 и коэффициента сочетания (см табл1)

1

1

0604AA

ϕ = +

где А1 = 9 м2для помещений указанных в поз 1212[1] А ndash грузовая площадь ригеля А = 60times63 = 378 м2

10604 0693378

9

ϕ = + =

На коэффициент сочетания умножается нагрузка без учета перегородок V1=( Vp+ 1ϕ middot V0)middotᵞnmiddotln

V1= (06+0693middot195)middot10middot60 = 1171кНм Полная погонная нагрузка

g1 + V1 = 321 + 1171 = 438кНм

31

32

42 Определение усилий в ригеле Расчетная схема ригеля ndash однопролетная шарнирно опертая балка пролетом

l0 Вычисляем значение максимального изгибающего момента М и максимальной поперечной силы Q от полной расчетной нагрузки

( ) 2 21 1 0V 438 573 17976

8 8g l

M кН м+ sdot

= = = sdot

( )1 1 0V 438 573 12552 2

g lQ кН

+ sdot= = =

Характеристики прочности бетона и арматуры - бетон тяжелый класса В30 расчетное сопротивление при сжатии Rb = 170

МПа при растяжении Rbt= 115 МПа (табл 68[2] приложение 4) γb1 = 09 (6112[2])

- арматура продольная рабочая класса А500С диаметром 10-40 мм расчетное сопротивление Rs = 435 МПа=435Кнсм2 поперечная рабочая арматура класса А400 диаметром 6-8 мм Rsw = 280 МПа=280Кнсм2 (табл 615[2])

43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента

Определяем высоту сжатой зоны х = ξmiddoth0 где h0 ndash рабочая высота сечения ригеля ξ ndash относительная высота сжатой зоны определяемая в зависимости от αт

h0 = (hb ndash 5) = 40 см

201 hbR

M

bbm sdotsdotsdot=γ

α

М = 17081кНmiddotм = 17081кНmiddotсм Rb = 17 МПа = 17 кНсм2 b ndash ширина сечения ригеля b = 20 см

2 21 0

17980 036709 17 20 40m

b b

MR b h

αγ

= = =sdot sdot sdot sdot sdot sdot

1 1 2 1 1 2 0367 0485mξ α= minus minus = minus minus sdot = высота сжатой зоны х = ξmiddoth0 = 0485middot40 = 1938см Граница сжатой зоны проходит в узкой части сечения ригеля следовательно

расчет ведем как для прямоугольного сечения Расчет по прочности нормальных сечений производится в зависимости от со-

отношения относительной высоты сжатой зоны бетона и граничной относитель-ной высоты ξR при которой предельное состояние элемента наступает по сжатой зоне бетона одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения равного расчетному сопротивлению Rs

Значение ξR определяется по формуле

0

2

08

1

RR

s el

b

xh

ξ εε

= =+

(81[2])

где εsel ndash относительная деформация растянутой арматуры при напряжениях равных Rs

33

s

sels E

R=ε Rs = 435 МПа Еs = 2middot105МПа

εb2 ndash относительная деформация сжатого бетона при напряжениях равных Rb принимаемая равной 00035 (п 6120 [2])

00217501002

4355 =

sdot=elsε

4930

0035000217501

80=

+=Rξ

значение ξR можно определить по табл 32 [4] или по Приложению 11 тк ξltξR

площадь сечения растянутой арматуры определяется по формуле 1 0 09 17 20 0485 40 1365

435b b

ss

R b hAR

γ ξsdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot= = = см2

Если ξgtξR следует увеличить сечение ригеля или повысить класс бетона или запроектировать в сжатой зоне сжатую рабочую арматуру с площадью Аs

Если ξ = ξR = 0493 х = 0493middot40 = 1972 см те при ξ le ξR граница сжатой зо-

ны всегда проходит в узкой части сечения ригеля По найденной площади сечения растянутой арматуры по сортаменту (При-

ложение 12) подбираем 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Аsef = 1388см2 741

40201008813 =

sdotsdot

=micro

Площадь подобранной арматуры должна быть больше требуемой по расчету площади или равна ей

Можно подобрать стержни одинакового диаметра так чтобы площадь подо-бранной арматуры отличалась бы от площади требуемой арматуры незначитель-но

44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил

Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил производится на основе модели наклонных сечений [3] Ригель опирается на колонну с помощью консолей скрытых в его подрезке (рис 8) те имеет место резко изменяющаяся высота сечения ригеля на опоре При расчёте по модели наклонных сечений должны быть обеспечены проч-ность ригеля по бетонной полосе между наклонными сечениями по наклонному сечению на действие поперечной силы и изгибающего момента Для ригелей с подрезками на опорах производится расчёт по поперечной силе для наклонных сечений проходящих у опоры консоли образованной подрезкой При этом в расчётные формулы вводится рабочая высота h01короткой консоли ри-геля Таким образом в качестве расчётного принимаем прямоугольное сечение с размерами 1 20 30 b h смtimes = times в котором действует поперечная силаQ=1255 кН от полной расчётной нагрузки Рабочая высота сечения ригеля в подрезке составляет

01 27 h см= вне подрезки (у опор) 0 42 h см= в средней части пролёта 0 40 h см= При диаметре нижних стержней продольной рабочей арматуры ригеля ds=22мм с учётом требований п10312[2] назначаем поперечные стержни (хо-

34

муты) Oslash8 А400 Их шаг на приопорном участке предварительно принимаем по конструктивным соображениям 1 10 ws см= что в соответствии с п10313[2] не превышает 05h01=135см и 30 см Значения прочностных характеристик бетона класса В30 входящие в расчётные зависимости принимаем с учётом коэффици-ента условий работы 1 09bγ = Расчёт ригеля по бетонной полосе между наклонными трещинами произво-дится из условия

1 1 01b b bQ R bhϕ γle (855[2]) где 1bϕ minus коэффициент принимаемый равным 03 Проверка этого условия даёт

Q=1255 кН le 03times09times17times20times27=24786 кН те принятые размеры сечения ригеля в подрезке достаточны Проверяем требуется ли поперечная арматура по расчёту из условия

min 1 0105b b btQ Q R bhγle = (8133[2]) те Q=1255 кН gtQbmin=05times09times0115times20times27=2795 кН

поэтому расчёт поперечной арматуры необходим Находим погонное усилие в хомутах для принятых выше параметров попе-речного армирования 2101 swA см= (2Oslash8 А400) 285 swR МПа= 1 10 ws см=

11

280 101 283 10

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

Расчёт ригеля с рабочей поперечной арматурой по наклонному сечению про-изводится из условия

b swQ Q Qle + (856[2]) где b swQ Q minus поперечные силы воспринимаемые соответственно бетоном и попе-речной арматурой в наклонном сечении которые находятся по формулам

22 1 01 b b bt

bR bhQc

ϕ γ= 075sw swQ q c=

где с minus длина проекции наклонного сечения на продольную ось элемента 2bϕ minus коэффициент принимаемый равным 15 (п 8133[2])

Подставляя эти выражения в (856[2]) из условия минимума несущей спо-

собности ригеля по наклонному сечению в виде 0Qc

part=

part находим наиболее опас-

ную длину проекции наклонного сечения равную 2 2

2 1 01

1

15 09 0115 20 27 3266075 075 283

b b bt

sw

R bhc смq

ϕ γ times times times times= = =

times

35

36

которая должна быть не более 2h01 = 54 см С учётом этой величины условие (856[2]) преобразуем к виду

21 01

2

15 075

15 09 0115 20 27 075 283 3266 13863 3266

b btsw

R b hQ q сc

Q кН

γsdot sdot sdot sdotle + sdot sdot

sdot sdot sdot sdotle + sdot sdot =

1255 кН lt 13863 кН те условие прочности ригеля по наклонному сечению в подрезке при действии поперечной силы соблюдается

Необходимо также убедиться в том что принятый шаг хомутов смsw 101 = не превышает максимального шага хомутов maxws при котором ещё обеспечивается прочность ригеля по наклонному сечению между двумя соседними хомутами те

2 21 0

1 max09 0115 20 2710 1202

1255b bt

w wR b hs см s см

Qγ sdot sdot sdot sdot sdot

= lt = = asymp

Выясним теперь на каком расстоянии от опор в соответствии с характером эпюры поперечных сил в ригеле шаг поперечной арматуры может быть увеличен Примем согласно п10313[2] шаг хомутов в средней части пролёта равным

2 0075 075 40 30 ws h см= = times = что не превышает 500 мм Погонное усилие в хо-мутах для этого участка составляет

22

280 101 0942 30

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

что не меньше минимальной интенсивности этого усилия при которой попереч-ная арматура учитывается в расчёте

min 1025 025 09 0115 20 052 sw b btq R b кН смγ= = times times times asymp Очевидно что условие 1 minsw swq q для опорных участков ригеля соблюдается с ещё большим запасом При действии на ригель равномерно распределённой нагрузкиq=g1+v1 длина участка с интенсивностью усилия в хомутах 1swq принимается не менее значения

1l определяемого по формуле min

1 1bQ Q

l cq

minus= minus и не менее

40l

где minbQ minus то же что в формуле (2) но при замене 01h на рабочую высоту сечения ригеля в пролёте 0 40h см= 1с minus наиболее опасная длина проекции наклонного сечения для участка где изменяется шаг хомутов определяется по формуле (стр 34) с заменой в ней 01h на 0h а также 1swq на 2swq но не более 02 h

Тогда имеем min 05 09 0115 20 40 414 bQ кН= times times times times =

2

115 09 0115 20 40 8385

075 0942с смtimes times times times= =

times

Поскольку 1 02 80 с h см= то принимаем 1 80 c см= q=g+V=438 кНм=

37

=0438 кНсм тогда

11255 414 80 11201

0 438l смminus= minus =

В ригелях с подрезками у концов последних устанавливаются дополнитель-ные хомуты и отгибы для предотвращения горизонтальных трещин отрыва у вхо-дящего угла подрезки (рис 8) Эти хомуты и отгибы должны удовлетворять условию прочности

011

0

sin (1 )sw sw sw s inchR A R A Qh

θ+ ge minus

здесь 01 0 h h minus рабочая высота сечения ригеля соответственно в короткой консоли подрезки и вне её

Для рассматриваемого примера со сравнительно небольшим значением попе-речной силы примем дополнительные хомуты у конца подрезки в коли-честве 2Oslash12 А500С с площадью сечения 2

1 226 swA см= отгибы использовать не будем Тогда проверка условия прочности даёт

2730 226 678 1255 (1 ) 44842

кН кНtimes = gt times minus =

те установленных дополнительных хомутов достаточно для предотвращения го-ризонтальных трещин отрыва у входящего угла подрезки

Расчёт по прочности наклонного сечения проходящего через входящий угол подрезки на действие изгибающего момента производится из условия

s sw s incM M M Mle + + где М minus момент в наклонном сечении с длиной проекции laquoсraquo на продольную ось элемента Мs МswMsinc minus моменты воспринимаемые соответственно про-дольной и поперечной арматуройа также отгибами пересекаемыми рассмат-риваемым наклонным сечением относительно противоположного конца наклон-ного сечения (в отсутствии отгибов 0s incM = )

В рамках курсового проекта этот расчет не выполняется

45 Построение эпюры материалов Продольная рабочая арматура в пролете 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Пло-

щадь этой арматуры Аs определена из расчета на действие максимального изги-бающего момента в середине пролета В целях экономии арматуры по мере уменьшения изгибающего момента к опорам два стержня обрываются в пролете а два других доводятся до опор Если продольная рабочая арматура разного диа-метра то до опор доводятся два стержня большего диаметра

Площадь рабочей арматуры Аsef = 1388см2 Определяем изгибающий мо-мент воспринимаемый сечением ригеля с полной запроектированной арматурой 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С(Аs = 1388см2)

Из условия равновесия RsmiddotAs = γb1sdotRbmiddotbmiddotx гдех = ξmiddoth0

01

hbRAR

bb

efss

sdotsdotsdot

sdot=γ

ξ

38

Rs = 435 МПа = 435 кНсм2 Rb = 170 МПа = 17 кНсм2

493040207190

8813543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х = ξmiddoth0 = 0493middot40 = 1972см Изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля определяется из

условия равновесия М = RsmiddotAs(h0 ndash05х) М(2Oslash20+2Oslash22)= 435middot1388middot(40 ndash 05middot1972) = 181979кНmiddotсм = 182кНmiddotм

182кНmiddotмgt 17081кНmiddotм то есть больше действующего изгибающего момента от полной нагрузки это значит что прочность сечения обеспечена

До опоры доводятся 2Oslash22 А500С h0 = 45 ndash 3 = 42 см (см рис 9) As=76 см2

257042207190

67543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х1 = ξmiddoth0 = 0257middot42 = 108см Определяем изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля с рабо-

чей арматурой в виде двух стержней доводимых до опоры М(2Oslash22) = RsmiddotAs(2Oslash22) (h0 ndash05х1) М(2Oslash22) = 435middot76middot(42 ndash 05middot108) = 1209996кНmiddotсм =121кНmiddotм

Откладываем в масштабе на эпюре моментов полученные значения изгибаю-щих моментов М(2Oslash20+2Oslash22) и М(2Oslash22) и определяем место теоретического обрыва ра-бочей арматуры ndash это точки пересечения эпюры моментов с горизонтальной ли-нией соответствующей изгибающему моменту воспринимаемому сечением ри-геля с рабочей арматурой в виде двух стержней М(2Oslash22) (рис 10)

Эпюра моментов для этого должна быть построена точно с определением значений изгибающих моментов в

81 в

82 и в

83 пролета

Изгибающий момент в любом сечении ригеля определяется по формуле ( )

2

2xvgxRM Axsdot+

minussdot= где RA ndash опорная реакция х ndash текущая координата

( ) 0 12552A

g v lR Q

+ sdot= = = кН

При 081 lx = = 0716 м

2

18

438 07161255 0716 7862

M кН мsdot= sdot minus = sdot

При 082 lx = = 1433 м

2

28

438 14331255 1433 13482

M кН мsdot= sdot minus = sdot

39

40

При 083 lx = = 2149 м

0

2

38

438 21491255 2149 16852l

M кН мsdot= sdot minus = sdot

Длина анкеровки обрываемых стержней определяется по следующей зависи-мости

ddqQw

sw

1552

ge+= где d ndash диаметр обрываемой арматуры

Поперечная сила Q определяется графически в месте теоретического обрыва в данном случае Q = 72кН

Поперечные стержни Oslash8 А400 Rsw = 285 МПа с Аsw = 101см2 в месте теоре-тического обрыва имеют шаг 10 см

88210

011528=

sdot=

sdot=

w

swswsw S

ARq кНсм

72 5 20 2252 288

W = + sdot =sdot

см что меньше15d=1520=30 см

Принимаем W = 30 см Место теоретического обрыва арматуры можно определить аналитически

Для этого общее выражение для изгибающего момента нужно приравнять момен-ту воспринимаемому сечением ригеля с арматурой 2Oslash22 А500

М(2Oslash22) = 121кНsdotм ( ) ( ) 2 2

0 438 573 4382 2 2 2

g V l g V x xМ x x+ sdot + sdot sdot sdot

= sdot minus = sdot minus

1255х ndash 219х2 = 121 х2 ndash 573х + 553 = 0

212 2865 2865 581 2865 16365х = plusmn minus = plusmn

х1 = 1228м х2 = 553м Это точки теоретического обрыва арматуры Длина обрываемого стержня будет равна 4502ndash 1228 + 2middot03 = 3874м При-

нимаем длину обрываемого стержня 4 м Определяем аналитически величину поперечной силы в месте теоретического

обрыва арматуры ( ) ( )0

2g V l

Q g V x+ sdot

= minus + sdot

438 573 438 1228 7172

Q кНsdot= minus sdot =

Графически поперечная сила была принята 72кН с достаточной степенью точности

41

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ Для проектируемого 8-этажного здания принята сборная железобетонная ко-

лонна сечением 40times40 см Для колонн применяется тяжелый бетон классов по прочности на сжатие не

ниже В15 а для сильно загруженных ndash не ниже В25 Армируются колонны про-дольными стержнями диаметром 16 hellip40 мм из горячекатаной стали А400 А500С и поперечными стержнями преимущественно из горячекатаной стали класса А240

51 Исходные данные Нагрузка на 1 м2 перекрытия принимается такой же как и в предыдущих рас-

четах (см табл 1) Нагрузка на 1 м2 покрытия

Таблица 3 Вид нагрузки Нормативная нагруз-

ка (γf= 1) кНм2

Коэффициент надежности

по нагрузке γf

Расчетная нагрузка

(γfgt 1) кНм2 1 2 3 4

Гидроизоляционный ковер (3 слоя) 0150 13 0195 Армированная цементно-песчаная стяжка δ = 40 мм ρ = 2200 кгм3

0880 13 1144

Керамзит по уклону δ = 100 мм ρ = 600 кгм3

0600 13 0780

Утеплитель ndash минераловатные пли-ты δ = 150 мм ρ = 150 кгм3

0225 12 0270

Пароизоляция 1 слой 0050 13 0065 Многопустотная плита перекрытия с омоноличиванием швов δ = 220 мм

3400 11 3740

Постоянная нагрузка (groof) 5305 6194 Временная нагрузка ndash снеговая S = Sg 1800middot07 = 1260 ndash 1800 в том числе длительная часть снего-вой нагрузки Sl

0630 ndash 0900

Полная нагрузка (groof+ S) 6565 7994 - полная кратковременная снеговая нагрузка и коэффициент μ принимаются по СП 20133302011 или по Приложению 16

42

Материалы для колонны Бетон ndash тяжелый класса по прочности на сжатие В25 расчетное сопротивле-

ние при сжатии Rb = 145 МПа (табл 68[2] Приложение 4) Арматура minus продольная рабочая класса А500С (диаметр 16 hellip40мм) расчётное сопро-

тивление Rs = Rsc = 435 МПа (табл 614[2] Приложение 7) minus поперечная ndash класса А240

52 Определение усилий в колонне

Рассчитывается средняя колонна подвального этажа высотой hfl = 28 м Вы-сота типового этажа hflтакже равна 28 м

Грузовая площадь колонныА = 6times63 = 378 м2 Продольная сила N действующая на колонну определяется по формуле

N = γn(g +Vp + φзV0) nmiddotA + gb(n + 1) + gcol(n + 1) + γn(groof + S)A где n ndash количество этажей В нашем случае n = 8А ndash грузовая площадь g VpV0 ndash соответственно постоянная и временная нагрузки на 1 м2 перекрытия по табл 1

Согласно табл 1 g = 47 кНм2 Vp = 06кНм2V0 = 195кНм2 groof ndash постоянная нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 (groof = 6194 кНм2) S ndash полная снеговая нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 gbndash собственный вес ригеля с учетом γf и γnдлиной (63 ndash 04) = 59 м gb= 385middot59 = 2272кН 385 кНм ndash погонная нагрузка от собственного веса ригеля (см расчет риге-

ля) gcol ndash собственный вес колонны gcol = γnmiddot γf middot ρmiddot Аcolmiddothfl = 10middot11middot2500(10-2) middot04middot04middot28 = 1232 кН φ3 ndash коэффициент сочетаний (коэффициент снижения временных нагрузок в

зависимости от количества этажей) определяемый по формуле (83[1]) 1

30 404n

ϕ minusϕ = +

где φ1= 069 (см расчет ригеля) 10693 0404 0504

8ϕ minus

= + =

N = 10middot(47 +06+ 0504middot195) middot8middot378 + 2272middot (8 + 1) + 1232middot (8 + 1) + + 10middot (6194 + 18) middot378 = 251745кН

53 Расчет колонны по прочности

Расчет по прочности колонны производится как внецентренно сжатого эле-мента со случайным эксцентриситетом еа

3313040

301

=== colа he см 470600280

600=== fl

а

he см еа = 1 см

Однако расчет сжатых элементов из бетона классов В15 hellipВ35 (в нашем слу-чае В25) на действие продольной силы приложенной с эксцентриситетом е0 =

33130

== colа

he см при гибкости l0hcollt 20 допускается производить из условия

N le Nult (816[2])

43

где Nult - предельное значение продольной силы которую может воспринять элемент определяемое по формуле

Nult le ϕ(γb1RbAb + RscAstot) (817[2]) где Ab ndash площадь сечения колонны Astot ndash площадь всей продольной арматуры в сечении колонны l0 ndash расчетная длина колонны подвала с шарнирным опиранием в уровне 1-го

этажа и с жесткой заделкой в уровне фундамента Rscndash расчетное сопротивление арматуры сжатию

l0 = 07(hfl + 15 см) = 07(280 + 15) = 2065 см l0hcol =206540=516lt20 Ab=4040=1600 см2

ϕ - коэффициент принимаемый при длительном действии нагрузки по табл 81[2] или по Приложению 18 в зависимости от гибкости колонны

При l0hcol =516 коэффициент ϕ = 092

1

251745 09 145 1600092 149

435

b b b

s totsc

N R AA

R

γφminus minus sdot sdot

= = = см2

Из условия ванной сварки выпусков продольной арматуры при стыке колонн минимальный ее диаметр должен быть не менее 20 мм

Принимаем 4Oslash22 А500С Asef = 152 см2 152 100 095 021600

micro = sdot = gt тк l0hcolasymp 5

Диаметр поперечной арматуры принимаем Oslash6 А240 (из условия сварки c продольной арматурой) Шаг поперечных стержней s = 300 мм что удовлетворяет конструктивным требованиям (п10314[2]) s le 15d = 15middot22 = 330 мми s le 500 мм

Если μgt3 то шаг поперечных стержней должен быть s le 10d иs le 300 мм Армирование колонны показано на рис11

44

45

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ

61 Исходные данные Грунты основания ndash пески средней плотности условное расчётное сопротив-

ление грунта R0 = 035 МПа = 0035 кНсм2 = 350 кНм2 Бетон тяжелый класса В25 Расчетное сопротивление растяжению

Rbt = 105 МПа γb1 = 09 Арматура класса А500С Rs = 435 МПа= 435кНсм2 Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах

γm = 20 кНм3 Высоту фундамента предварительно принимаем 90см C учётом пола подвала

глубина заложения фундамента Н1 = 105 см Расчетное усилие передающееся с колонны на фундамент N = 251745кН Нормативное усилие

Nn = Nγfm = 251745115 = 218735кН где γfm = 115 ndash усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке

62 Определение размера стороны подошвы фундамента Площадь подошвы центрально нагруженного фундамента определяется по

условному давлению на грунт R0 без учета поправок в зависимости от размеров подошвы фундамента и глубины его заложения

0 1

218735 665350 20 105

n

m

NAR Hγ

= = =minus minus sdot

м2

Размер стороны квадратной подошвы фундамента 665 258a A= = = м Принимаем а = 27 м (кратно 03 м) Давление на грунт от расчетной нагрузки

2

Npa

= =251745272 = 3453кНм2 lt R0

63 Определение высоты фундамента Рабочая высота фундамента из условия продавливания

504

2

10 pR

Nhh

btb

col

++minus=

γ

0 3

25174502 05 0 2 0698 0 49809 105 10 3453

h м= minus + = minus + =sdot sdot +

Полная высота фундамента устанавливается из условий 1) продавливания Hf =(h0+005)=0498 + 005 = 0548м 2) заделки колонны в фундаменте

Hf = 15hcol + 025(м) = 15middot04 + 025 = 085 м 3) анкеровки сжатой арматуры колонны Hf = han + 025(м) Базовая длина анкеровки необходимая для передачи усилия в арматуре с

полным расчетным сопротивлением Rs на бетон определяется по формуле [3]

sbond

ssan UR

ARh =0

где As и Us ndash соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения (в нашем случае для арматуры Oslash22

As = 3801см2 Us = πd = 314middot22 = 6908 см) Rbond ndash расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном принимае-

мое равномерно распределенным по длине анкеровки

46

Rbond = γb1middotη1middotη2middotRbt где η1 ndash коэффициент учитывающий влияние вида поверхности арматуры

Для горячекатаной арматуры периодического профиля η1 = 25 η2 - коэффициент учитывающий влияние размера диаметра арматуры при-

нимаемый равным 10 ndash при диаметре продольной арматуры dsle32 мм 09 ndash при ds = 36 мм и ds = 40 мм Rbond = 09middot25middot1middot105 = 236 МПа

0435 3801 10142 236 6908anh смsdot

= =sdot

Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле[3]

efs

calsanan A

Ahh

0α=

где Ascаlи Asef ndash площади поперечного сечения арматуры соответственно требуе-мая по расчету и фактически установленная (для нашего случая Ascаl= 149 см2 Asef = 152 см2) α ndash коэффициент учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного со-стояния бетона и арматуры Для сжатых стержней периодического профиля α = 075Тогда

149075 10142 745615 2anh = sdot sdot = см

Кроме того согласно требованиям [3] фактическую длину анкеровки необ-ходимо принимать han ge 03h0an = 03middot10142 = 3043 см

han ge 15ds = 15middot20 = 30 см han ge20 см Из четырех величин принимаем максимальную длину анкеровки те han = 7456см

Следовательно из условия анкеровки арматуры Hf = 7456 + 25 = 9952см

Принимаем трехступенчатый фундамент общей высотой 100 см и с высотой ступеней 30 см и 40 см При этом ширина первой ступени а1 = 11 м а второй а2 = 18 м

Проверяем отвечает ли рабочая высота нижней ступени h03 = 40 ndash 5 = 35см условию прочности при действии поперечной силы без поперечного армирования в наклонном сечении Для единицы ширины этого сечения (b = 100 см) должно выполняться условие

Q = pl le Qbmin = 05γb1Rbth03b Поперечная сила от давления грунта

Q = pl= 05(а - a2 - 2h03)р где а - размер подошвы фундамента

h03 = 40 ndash 5 = 35см р ndash давление на грунт от расчетной нагрузки (на единицу длины) Q = 05(27 ndash18 - 2middot035) middot34533 = 3453кН Q = 3453кНltQbmin = 05middot09middot105middot103middot035middot10 = 16538кН ndash прочность обеспе-

чена

47

64 Расчет на продавливание

Проверяем нижнюю ступень фундамента на прочность против продавлива-ния

Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производится из условия (887[2]) F le Fbult где Fbult - пре-дельное усилие воспринимаемое бетоном

Fbult = γb1RbtAb

где Fminusпродавливающая сила принимаемая равной продольной силе в колонне подвального этажа на уровне обреза фундамента за вычетом нагрузки создавае-мой реактивным отпором грунта приложенным к подошве фундамента в преде-лах площади с размерами превышающими размер площадки опирания (в дан-ном случае второй ступени фундамента 2 2 18 18 a a мtimes = times ) на величину 0h во всех направлениях Ab ndash площадь расчетного поперечного сечения расположен-ного на расстоянии 05h0от границы площади приложения силы Nс рабочей высо-той сечения h0 В нашем случае h0 = h03 = 025м

Площадь Ab определяется по формуле Ab = Umiddoth03

где U ndash периметр контура расчетного сечения (см рис12а) U = (а2 + 2middot05h03) middot4 = (18 + 2middot05middot035) middot4 = 86 м

Площадь расчётного поперечного сеченияAb = 86middot035 = 301м2 Продавливающая сила равна

F=N-pA1

здесь p=3453 кНм2 minus реактивный отпор грунта A1minusплощадь основания продавливаемого фрагмента нижней ступени фундамен-

та в пределах контура расчётного поперечного сечения равная A1=(a2+205h03)2=(18+205035)2=462 м2

Проверка условия (697) [3] показывает

F=92202 кН lt 09105103301 = 284445 кН

те прочность нижней ступени фундамента против продавливания обеспече-на

48

49

65 Определение площади арматуры подошвы фундамента Подбор арматуры производим в 3-х вертикальныхсечениях фундамента

что позволяет учесть изменение параметров его расчётной схемы в качестве ко-торой принимается консольная балка загруженная действующим снизу вверх равномерно распределенным реактивным отпором грунта Для рассматривае-мых сечений вылет и высота сечения консоли будут разными поэтому выявить наиболее опасное сечение можно только после определения требуемой площади арматуры в каждом из них (см рис13)

Сечение I-I МI-I = 0125р (а ndash hcol)2middot a = 0125middot34533(27 ndash 04)2middot27 = 61654кНmiddotм Площадь сечения арматуры определяем по формуле

2

01

61654 10 165709 09 95 435

I IsI

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение II-II МII-II= 0125р(аndash а1)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 11)2middot27 = 29836кНmiddotм

2

02

29836 10 117209 09 65 435

II IIsII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение III-III МIII-III= 0125р(аndash а2)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 18)2middot27 = 944кНmiddotм

2

03

944 10 68809 09 35 435

III IIIsIII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Из трёх найденных значений подбор арматуры производим по максимально-му значению теAsmax = 1657см2

Шаг стержней принимается от 150 ммдо 300 мм (кратно 50 мм) При ширине подошвы фундамента а le 3 мминимальный диаметр стержней dmin = 10 мм при аgt3 мdmin = 12 мм

Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлени-ях арматурой из стержней Oslash14 А500с шагом 250 мм

Имеем 11Oslash14 А500С с As = 16929см2gtAsI = maxsA = 1657см2 Процент армирования μ

- в сечении I-I 11 01

16929100 100 0156 01110 95

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении II-II 22 02

16929100 100 0145 01180 65

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении III-III 33 03

16929100 100 0179 01270 35

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

Так как во всех сечениях μigtμmin=01 количество принятой арматуры оставляем без изменений В случае μiltμmin=01 диаметр принятой арматуры следует увеличить или уменьшить ее шаг

Конструкция фундамента приведена на рис13

50

51

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 СП 20133302011 Нагрузки и воздействия Актуализированная редакция СНиП 20107-85 М ГУП ЦПП 2011

2 СП 63133302012 Бетонные и железобетонные конструкции Основные положения Актуализированная редакция СНиП 52-101-2003 М ФГУП ЦПП 2004

3 ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований 4 СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные кон-

струкции М ФГУП ЦПП 2005 5 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из

тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

6 Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетон-ных конструкций из тяжелого бетона (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

52

ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Минимальный класс бетона элементов с предварительно напряженной арматурой

Таблица 4

Характеристика напрягаемой Класс бетона арматуры не ниже

Арматура классов

А540-А800

В20 А1000 В30

Арматура классов

Вр1200 Вр1300

В30 Вр1400 Вр1600 Вр1600 В20

К1400 К1500 К1600 К1700 В30

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин ndash acrсult из условия обеспечения сохранности арматуры

Таблица 5

Для элементов к которым не предъявляются требования непрониwаемости значения acrсult принимают равными

При арматуре классов

При продолжительном рас-крытии трещин мм

При непродолжительном раскрытии трещин мм

А240-А600 В500 03 04

А800А1000 Вр1200-Вр1400 К1400К1500(К-19) К1500(К-7)К1600 диаметром 12 мм

02 03

Вр1500 К1500(К-7)К1600 диамет-ром 6 и 9 мм

01 02

53

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Нормативные сопротивления бетона Rbnи Rbtn

Таблица 6

Вид сопротивления

Нормативные сопротивления бетона RbnиRbtn и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй

группы RbserиRbtser МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осевое (призменная прочность)

Rbn и Rbser

75 110 150 185 220 255 290 320 360 395 430

Растяже-ние осевое

Rbtn Rbtser 085 110 135 155 175 195 210 225 245 260 275

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Расчетные сопротивления бетона Rbи Rbt Таблица 7

Видсопротивления

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbи Rbt МПа при классе бетона

по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осе-вое(призменная прочность)

Rb

60 85 115 145 170 195 220 250 275 300 330

Растяжение осевое Rbt

056 075 090 105 115 130 140 150 160 170 180

Полностью таблицы нормативных и расчетных сопротивлений бетона см [2]

54

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения начального модуля упругости бетона Еь Таблица 8

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еьmiddot10-3 МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

190 240 275 300 325 345 360 370 380 390 395

55

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rsn

Таблица 9

Арматура классов

Номинальный диаметр арматуры мм

Нормативные значения сопротивления растяжению Rsnи расчетные значения сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы Rsser МПа

А240 6-40 240

А400 6-40 400

А500 10-40 500

А540 20-40 540

А600 10-40 600

А800 10-32 800

А1000 10-32 1000

В500 3-12 500

Вр500 3-5 500

Вр1200 8 1200

Вр1300 7 1300

Вр1400 4 5 6 1400

Вр1500 3 1500

Вр1600 3-5 1600

К1400(К-7) 15 1400

К1500(К-7) 6 9 12 1500

К1500(К-19) 14 1500

К1600 6 9 12 15 1600

К1700 6-9 1700

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 17: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

17

μspj ndash коэффициент армирования равный AspjA гдеА ndash площадь поперечного сече-ния элемента Aspj ndash площадь рассматриваемой группы стержней напрягаемой ар-матуры

Р(1) = Asp(σsp ndash ∆σsp(1)) σsp = 480 МПа = 48 кНсм2 ∆σsp(1) = 144МПа = 144кНсм2 Р(1) = 471(48 ndash 144) = 2193 кН еор = 78 см y=108см

2193 2193 78 108 029118264 1082368bpσ sdot sdot

= + = кНсм2 = 29МПа

σbplt09Rbp Rbp =10 МПа А = 179216 см2 0026280

161792714

==micro

( )6 2

08 727 28 29 419778 182641 727 0002628 1 1 08 28

1082368

spσ sdot sdot sdot∆ = =

sdot+ sdot + sdot + sdot

МПа

Полное значение первых и вторых потерь

( ) sum=

=

∆=∆6

12

i

ispisp σσ

(912[2])

∆σsp(2) = 144 + 40 + 4197 = 9637МПа При проектировании конструкции полные суммарные потери для арматуры

расположенной в растянутой при эксплуатации зоне сечения элемента следует принимать не менее 100МПа (п 9110[2]) поэтому принимаем ∆σsp(2) = 100 МПа

После того как определены суммарные потери предварительного напряже-ния арматуры можно определить Мcrc

(2)P = (σsp ndash ∆σsp(2))middotAsp

(2)P ndash усилие предварительного обжатия с учетом полных потерь

(2)P = (480 ndash 100) middot471 = 17898 кН Мcrc = 0135middot125274 + 17898middot1329 = 40698кНmiddotсм = 4070кНmiddotм Так как изгибающий момент от полной нормативной нагрузки

Мn = 3727 кНmiddotм меньше чем Мcrc =4070кНmiddotм то трещины в растянутой зоне от эксплуатационных нагрузок не образуются

Расчет прогиба плиты

Расчет изгибаемых элементов по прогибам производят из условия f le fult (8139 [2])

где f ndash прогиб элемента от действия внешней нагрузки fult ndash значение предельно допустимого прогиба При действии постоянных длительный и кратковременных нагрузок прогиб

балок или плит во всех случаях не должен превышать 1200 пролета Для свободно опертой балки максимальный прогиб определяют по формуле

max

2 1

=

rSlf

18

где S ndash коэффициент зависящий от расчетной схемы и вида нагрузки при действии равномерно распределенной нагрузки S = 548 при двух равных момен-тах по концам балки от силы обжатия ndash S = 18

max

1

r ndash полная кривизна в сечении с наибольшим изгибающим моментом от

нагрузки при которой определяется прогиб Полную кривизну изгибаемых элементов определяют для участков без тре-

щин в растянутой зоне по формуле

321

1111

minus

+

=

rrrr

где1

1

rndash кривизна от непродолжительного действия кратковременных нагру-

зок

2

1

rndash кривизна от продолжительного действия постоянных и длительных

нагрузок

3

1

rndash кривизна от непродолжительного действия усилия предварительно-

го обжатия Р(1)вычисленного с учётом только первых потерь те при действии момента (1) 0 pM P e= sdot

Кривизну элемента на участке без трещин определяют по формуле

redb IEM

r sdot=

1

1

где М ndash изгибающий момент от внешней нагрузки или момент усилия пред-варительного обжатия относительно оси проходящей через центр тяжести приве-денного сечения

Ired ndash момент инерции приведенного сечения Eb1 ndash модуль деформации сжатого бетона определяемый по формуле

crb

bb

EE

1 1 ϕ+=

гдеφbcr ndash коэффициент ползучести бетона принимаемый minus 018b crϕ = minus при непродолжительном действии нагрузки minus по табл612[2] или по Приложению15 в зависимости от класса бетона на сжатие и относительной влажности воздуха окружающей среды minus при продолжительном действии нагрузки minus при непродолжительном действии нагрузки Eb1=085Eb (8146[2]) Прогиб определяется с учетом эстетико-психологических требований те от

действия только постоянных и временных длительных нагрузок [1]

2 1

1 nl

b red

Mr E I

= sdot

nlM ndash изгибающий момент от продолжительного действия постоянных и дли-тельных нагрузок равный Мnl = 299 кНmiddotм (см п22)

19

33

1 102478310527

821sdot=

sdot=

+= b

bEE МПа = 724middot102кНсм2

52

2

1 2999 13827 10724 10 1082368r см

minus = = sdot sdot sdot

В запас жёсткости плиты оценим её прогиб только от постоянной и длитель-

ной нагрузок (без учёта выгиба от усилия предварительного обжатия) 5 25( 3827 10 ) 569 129 2845

48f см смminus= sdot sdot sdot = lt

Допустимый прогиб f = (1200)l = 569200 = 2845 см Так как f lt f ult можно выгиб в стадии изготовления не учитывать

20

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО

НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2

31 Исходные данные

Постоянная нагрузка та же что при расчете плиты перекрытия на действие нагрузки V =15 кНм2 (см п 21)

Нагрузки на 1м2 перекрытия Таблица 2

Вид нагрузки Нормативная нагрузка кНм2

Коэф-т надежности по нагрузке

γf

Расчетная нагрузка

кНм2

1 2 3 4 Постоянная нагрузка g 414 47

Временная Перегородки δ = 120 мм (при-веденная нагрузка длитель-ная) V p

05 12 06

Полезная (из задания) 45 12 54 в том числе кратковременная Vsh

29

12

348

длительная V lon 16 12 192 Итого временная нагрузка V 50 60 Временная нагрузка без учета перегородок V 0

45 54

Полная нагрузка g + V 914 107

Нагрузка на 1 погонный метр длины плиты при номинальной ее ширине 15м - расчетная постоянная g = 47middot15middot10 = 705 кНм - расчетная полная (g + V) = 107middot15middot10 = 1605 кНм - нормативная постоянная gп = 414middot15middot10 = 621 кНм - нормативная полная (gп + Vп) = 914middot15middot10 = 1371 кНм - нормативная постоянная и длительная (gп + Vlonп) = (414 + 21)middot15middot10 =

936 кНм

32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы

Определение внутренних усилий Материалы для плиты расчетный пролет и поперечное сечение те же что в

пункте 21 Усилия от расчетной полной нагрузки

( ) 2 20V 1605 569 6496

8 8g l

M кН м+ sdot sdot

= = = sdot

21

( ) 0V 1605 569 45662 2

g lQ кН

+ sdot sdot= = =

Усилия от нормативной нагрузки - полной

( ) 2 20V 1371 569 5548

8 8n n

п

g lM кН м

+ sdot= = = sdot

- постоянной и длительной ( ) 2 2

0 936 569 37888 8

n lon nn

g V lM кН м

+ sdot= = = sdot

Расчет по прочности на действие изгибающего момента

2 21 0

6496 011909 115 146 19m

b b f

MR b h

αγ

= = =sdot sdot sdot sdot sdot sdot

1 1 2 1 1 2 0119 01280435( 22)

m

R см пξ αξ= minus minus = minus minus sdot =

=

012 0277 060435R

ξξ

= = lt γs3 = 11

3

01

ss

fbbsp R

hbRA

γξγ sdotsdotsdotsdot

=

2

2

09 115 146 0128 19 642 11 52

520 52

sp

s

A см

R МПа кН см

sdot sdot sdot sdot= =

sdot

= =

Принимаем 6Oslash12А600 Аspef = 679 см2

Расчет по прочности при действии поперечной силы

Условие прочности по бетонной полосе между наклонными сечениями удо-влетворяется

4566 кНlt 22240кН(см п 22) Условие прочности по наклонному сечению

Q le Qb + Qsw допускается производить расчет наклонного сечения из условия

Q1geQb1+Qsw1 (860[2]) Qb1=05middotγb1middotRbmiddotbmiddoth0 (861[2]) Qsw1=qswmiddoth0 (862[2]) Qb1=05middot09middot009middot377middot19=2901кН

То поперечная арматура (хомуты) необходима по расчету для восприятия усилия

Qsw1 = 4566 ndash 2907 = 1665 кН

22

23

Поперечная арматура учитывается в расчете если qswgeqswmin

qswmin=025γb1Rbtb (п 8133[2])

Усилие в поперечной арматуре на единицу длины равно 1

0sw

swQqh

=

1665 087619swq = = кНсмltqswmin = 025middot09middot009middot377 = 0763кНсм

w

swswsw S

ARq sdot= (859[2])

Назначая шаг хомутов Sw = 10см le 05middoth0 (8311[3]) получаем 0876 10 0292

30sw w

swsw

q SARsdot sdot

= = = см2

Rsw = 300 МПа = 30 кНсм2 Проверяем прочность сечения при действии поперечной силы Условие

прочности Q1 le Qb1 + Qsw1 Q1 = 4566 кН - поперечная сила действующая в сечение Qb1 = 2901 кН Qsw1 = qswmiddoth0

30 078 23410

sw swsw

w

R AqSsdot sdot

= = = кнсм

Qsw1 = 234middot19 = 4446кН 4566 кН lt (2901 + 4466)кН 4566 кН lt 7347 кН

Прочность обеспечена Окончательно принимаем на приопорных участках плиты по четыре каркаса

с поперечной рабочей арматурой (хомутами) расположенной с шагомSw = 10см Для 4Oslash5 В500С в одном сечении имеем Аswef = 078см2gtАsw

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы

Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)

Ared = 184148 см2 Sred = 1975656 см3 у0= 1073 см

( ) ( )

( ) ( )

3 32 2

32 2 4

146 385 459 14146 385 22 1073 05 385 459 143 05 22 107312 12

149 385 149 385 1073 05 385 727 679 1073 3 1084577312

redI

см

sdot sdot= + sdot sdot minus minus sdot + + sdot sdot sdot minus +

sdot+ + sdot sdot minus sdot + sdot sdot minus =

3

0

10845773 1010791073

redred

IW смy

= = = sup 310845773 9623581127redW см= =

24

W= 125Wred = 125middot101079 = 126349 см3 101079 549184148

red

red

Wr смA

= = =

е0 = 1073 ndash 3 = 773 см eяр = 773 + 549 = 1322 см

Потери предварительного напряжения арматуры ∆σsp1 =144 МПа ∆σsp2 = 0 ∆σsp3 = 0 ∆σsp4 = 0 Таким образом первые потери составляют ∆σsp(1) =144 МПа

∆σsp5 = 40 МПа

11 орbp

red red

Pe yPA I

σ = + (см п 23)

Р1 = 679middot (48 ndash 144) = 31614 кН еор = 773 см 231614 31614 773 0414

183643 1081529bpσ sdot= + = кНсм2 = 414 МПа

0033980161792

096==micro

( )6 2

08 727 28 414 5803775 1836431 727 0003398 1 1 08 28

1081529

spσ sdot sdot sdot∆ = =

sdot+ sdot + sdot + sdot

МПа

То полные потери равны ∆σsp(2) = 144 + 40 + 5803 = 11203МПа Если полные потери будут меньше 100МПа следует принять σsp(2)= 100МПа

Р(2) = (480 ndash 112) middot609 = 24987кН Мcrc = RbtsermiddotW+P(2)middoteяр=0135middot126349 + 2498middot1322 = 50089кНmiddotсм =

5009кНmiddotм Изгибающий момент от полной нормативной нагрузки равен

Мn = 5548 кНmiddotмgtМсrс = 5009кНsdotм Следовательно трещины в растянутой зоне от эксплуатационных нагрузок

образуются

Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси Расчет по раскрытию трещин производят из условия

acrc le acrcult (8118[2]) acrc ndash ширина раскрытия трещины от действия внешней нагрузки acrcult ndash предельно допустимая ширина раскрытия трещин (п 826[4] При-

ложение 2) Для арматуры классов А240-А600 В500C величина acrcultсоставляет

03 мм ndash при продолжительном раскрытии трещин 04 мм ndash при непродолжительном раскрытии трещин

Ширину раскрытия нормальных трещин определяют по формуле

ss

sscrc l

Ea sdotsdotsdotsdotsdot=

σψϕϕϕ 321 (8128[4])

25

где σs ndash напряжение в продольной растянутой арматуре в нормальном сечении с трещиной от соответствующей внешней нагрузки

ls ndash базовое расстояние между смежными нормальными трещинами ψs ndash коэффициент учитывающий неравномерное распределение относительных

деформаций растянутой арматуры между трещинами допускается принимать ψs =1 если при этом условие 8118[2] не удовлетворяется значение ψs следу-ет определять по формуле 8138[2]

ϕ1 ndash коэффициент учитывающий продолжительность действия нагрузки при-нимаемый равным 10 ndash при непродолжительном действии нагрузки 14 ndash при продолжительном действии нагрузки

ϕ2 ndash коэффициент учитывающий профиль продольной арматуры и равный ϕ2 = 05 ndash для арматуры периодического профиля и канатной

ϕ3 ndash коэффициент учитывающий вид напряженного состояния и для изгибаемых элементов принимаемый равнымϕ3 = 10

Для прямоугольных тавровых и двутавровых сечений значение σsдопускает-ся определять по формуле

(2)( )s

ssp

M z PA

σminus

= (412 [5])

где z ndash плечо внутренней пары сил равное z=ςh0 а коэффициент ς определя-ется по табл 42 [5] или по Приложению 18 в зависимости от следующих пара-метров

)(

0

11

)2(0 bhAa

aPM

ebh

hbb spss

ss

fff

sdot==

minus= microϕ

Ms= Mn =5548 кНм=5548 кНсм P(2)ndashусилие предварительного обжатия с учетом полных потерь равное P(2)=24987 кН Производя вычисления получаем

0

(1460 459) 385 5548 2220442 222 117459 190 24987 190

sf s

ee смh

φ minus sdot= = = = = =

sdot

Коэффициент αs1 для всех видов арматуры кроме канатной можно прини-мать равным αs1=300Rbser=30015=20

где Rbser=15 МПа Тогда

1200 679 0156459 190samicro sdot

sdot = =sdot

По табл 42 [6] или по Приложению 18 определяем ς=082 z=ςh0=082190=1558 см

2(5548 1588) 24987 1564 1564 679s кН см МПаσ minus

= = =

26

С целью недопущения чрезмерных пластических деформаций в продольной рабочей арматуре напряжения σsвней (а точнее их приращение под действием внешней нагрузки) не должны превышать (Rsserndash σsp(2)) где σsp(2)ndash величина пред-варительного напряжения арматуры с учетом полных потерь те

(2) (2) 480 112 368 sp sp sp МПаσ σ σ= minus∆ = minus =

(2)1562 ( ) 600 368 232 s s ser spМПа R МПаσ σ= lt minus = minus = Как видим полученное значение σs удовлетворяет установленному ограни-

чению В противном случае следует увеличить площадь продольной рабочей ар-матуры

Значение базового расстояния между трещинами определяют по формуле

ss

bts d

AAl 50= (8217[2]) и принимают не менее 10d и 10 см и не более 40d

и 40 см Abtndash площадь сечения растянутого бетона As ndash площадь сечения растянутой арматуры Ширину раскрытия трещин acrc принимают - при продолжительном раскрытии

acrc = acrc1(8119[2]) - при непродолжительном раскрытии

acrc = acrc1 + acrc2 ndashacrc3 (8120[2]) где acrc1 ndash ширина раскрытия трещин от продолжительного действия посто-

янных и временных длительных нагрузок acrc2 ndash ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоян-

ных и временных (длительных и кратковременных) нагрузок acrc3 - ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоян-

ных и временных длительных нагрузок Базовое расстояние между смежными нормальными трещинами определяется

по формуле

ss

bts d

AAl 50=

Здесь Abt ndash площадь сечения растянутого бетона равная Abt = byt+(bf - b)hf

гдеyt ndash высота растянутой зоны которую для прямоугольных тавровых и двутавровых сечений допускается принимать по формуле

yt = ky0 Поправочный коэффициент kучитывает неупругие деформации растянутого

бетона и для двутавровых сечений принимается равным 095 Значение y0 ndash есть высота растянутой зоны бетона определяемая как для упругого материала по приведенному сечению по формуле

)(

)2(0

serbtred

red

RP

A

Sy

+=

27

Определяем

0

2

1975656 535 095 535 508 249871841480135

459 508 (1490 459) 385 6301

t

bt

y см y см

A см

= = = sdot =+

= sdot + minus sdot =

Значение Abt принимается равным площади сечения при ее высоте в пределах не менее 2а и не более 05h(п4233 [4]) те не менее

1490385+(6-385)459=6729 см2 и не более 45911+(149-459)385=90184 см2

следовательно принимаем Abt =6729см2 Тогда 246621

096967250 =sdotsdot=sl смПринимается не более 40d и не более 40см Оконча-

тельно принимается 40 см Поскольку изгибающий момент от постоянной и временной длительной нор-

мативной нагрузок Mnl=3788кНм меньше момента образования трещин Mcrc=5009кНм то приращение напряжений в продольной рабочей арматуре от внешней нагрузки (см формулу (412[5]) будет меньше нуля В этом случае сле-дует считатьacrc1= acrc3= 0 и определять только ширину раскрытия трещин acrc2 от непродолжительного действия постоянных длительных и кратковременных нагрузок при φl=10

2 5

156410 05 10 10 40 001564 0156 2 10crca см мм= sdot sdot sdot sdot = =sdot

Это значение необходимо сопоставить с предельно допустимой шириной раскрытия трещин acrcult принимаемой из условия обеспечения сохранности ар-матуры при непродолжительном раскрытии

acrc2ltacrcult=04 мм ndash условие (826[2]) или см Приложение 2 удовлетворя-ется

Расчет прогиба плиты

Расчет изгибаемых элементов по прогибам производят из условия flefult (8139[2])

где fndash прогиб элемента от действия внешней нагрузки fult ndash значение предельно допустимого прогиба (см п 23) Полная кривизна для участков с трещинами определяется по формуле

(102)[4] без учета кривизны от непродолжительного действия усилия обжатия и кривизны вследствие усадки и ползучести бетона

321

1111

+

minus

=

rrrr

где 1

1

rndash кривизна от непродолжительного действия всей нагрузки

2

1

r ndash кривизна от непродолжительного действия постоянных и

временных длительных нагрузок

28

3

1

r ndash кривизна от продолжительного действия постоянных и вре-

менных длительных нагрузок Так как прогиб плиты ограничивается эстетико-психологическими требова-

ниями

1

1

rndash

2

1

r ndash кривизна вызванная непродолжительным действием кратко-

временной нагрузки не учитывается Таким образом кривизна в середине пролета определяется только от про-

должительного действия постоянных и длительных нагрузок те при действии изгибающего момента Мnl = 3788 кНmiddotм

Для элементов прямоугольного и таврового сечений при hfle 03h0 кривизну

допускается определять по формуле (440 [5])

redbc

nl

EhbM

r 30

1sdotsdotsdot

где ϕс ndash коэффициент определяемый по табл 45 [5] или по Приложению 15в за-висимости от параметров

( )0

bhhbb ff

f

sdotminus=ϕ μmiddotαs2 и esh0

0bhAs=micro

redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α

При определении αs2допускается принимать 1=sψ Если при этом условие flefult не удовлетворяется то расчет производят с учетом коэффициента ψs опреде-ляемого по формуле

s

crcss σ

σψ 801minus= (8138[2])

где σscrc ndash приращение напряжений в растянутой арматуре в сечении с трещиной сразу после образования нормальных трещин при М = Мcrc σs ndash то же при действии рассматриваемой нагрузки

sp

ss A

PzM )2()( minus=σ (412 [5])

sp

crccrcs A

PzM )2(

)( minus=σ

z ndash расстояние от центра тяжести арматуры расположенной в растянутой зоне сечения до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне эле-мента

Ebred ndash приведенный модуль деформации сжатого бетона принимаемый равным

redb

serbredb

RE

1

ε

=

где εb1red =28sdot10-4 при продолжительном действии нагрузки при относительной влажности воздуха окружающей среды 75 ge W ge 40(табл610[2])

)2(PM

e ss = Ms = Mnl= 3788 кНmiddotм

Р(2) ndash усилие предварительного обжатия с учетом всех потерь Р(2) = 24987 кН

Определяем величины необходимые для нахождения ϕс

29

( ) ( ) 442019945

853945146

0

=sdotsdotminus

=sdotminus

=bh

hbb fffϕ

0

679 000779459 19

sAbh

micro = = =sdot

Коэффициент приведения арматуры к бетону

redb

redss E

E

2 =α (117[4]) Еsred =

s

sEψ

(118[4]) redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α принимаем sψ = 1

Приведенный модуль деформаций сжатого бетона

53571028

0154

1

=

sdot== minus

redb

serbredb

RE

εМПа = 5357кНсм2

5

22 10 37335357sαsdot

= = μmiddotαs2= 000779∙3733 = 0291 (2)

nls

MeP

=3788 1516

24987se = = см

0

1516 079819

seh

= =

Теперь по табл 45[5] или по таблице Приложения 15 путем интерполяции находимϕс = 0603

Определяем кривизну имея все данные 5

3

1 3788 1372 10 0603 459 19 5357r см

minus= = sdotsdot sdot sdot

20

5 2

5 1 485 372 10 569 126 2845 48 ult

f lr

f см f cмminus

= sdot sdot

= sdot sdot sdot = lt =

Условие 8139[2] удовлетворяется те жесткость плиты достаточна

30

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ Для опирания пустотных панелей принимается сечение ригеля высотой hb =

45 см или hb = 60 см для опирания ребристых панелей принимается сечение риге-ля высотой hb = 60 см Ригели могут выполняться обычными или предварительно напряженными Высота сечения обычного ригеля bb lh

asymp

101

151

41 Исходные данные Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м2 перекрытия принимаются те же

что и при расчете панели перекрытия Ригель шарнирно оперт на консоли колон-ны hb = 45 см Расчетный пролет (рис 6)

l0 = lb ndash b ndash 2times20 ndash 130 = 6300 ndash 400 ndash 40 ndash 130 = 5730 мм = 573 м где lb ndash пролет ригеля в осях

b ndash размер колонны 20 ndash зазор между колонной и торцом ригеля 130 ndash размер площадки опирания Расчетная нагрузка на 1 м длины ригеля определяется с грузовой полосы

равной шагу рам в данном случае шаг рам 6 м(табл 1) Постоянная (g) - от перекрытия с учетом коэффициента надежности по ответственности зда-

нияγп = 10 gfl =gmiddotlnmiddotᵞn= 47middot60middot10 = 282 кНм

гдеln ndashшаг рам - от веса ригеля

gbn = (02middot045 + 02middot025) middot2500middot10-2 = 35 кНм где 2500 кгм3 ndash плотность железобетона С учетом коэффициента надежно-

сти по нагрузке γf = 11 и по ответственности здания γп = 10 gb = 35middot11middot10 = 385 кНм

Итого постоянная нагрузка погонная те с грузовой полосы равной шагу рамg1=gfl+ gb = 282 + 385 = 321 кНм

Временная нагрузка (V) с учетом коэффициента надежности по ответствен-ности здания γп = 10 и коэффициента сочетания (см табл1)

1

1

0604AA

ϕ = +

где А1 = 9 м2для помещений указанных в поз 1212[1] А ndash грузовая площадь ригеля А = 60times63 = 378 м2

10604 0693378

9

ϕ = + =

На коэффициент сочетания умножается нагрузка без учета перегородок V1=( Vp+ 1ϕ middot V0)middotᵞnmiddotln

V1= (06+0693middot195)middot10middot60 = 1171кНм Полная погонная нагрузка

g1 + V1 = 321 + 1171 = 438кНм

31

32

42 Определение усилий в ригеле Расчетная схема ригеля ndash однопролетная шарнирно опертая балка пролетом

l0 Вычисляем значение максимального изгибающего момента М и максимальной поперечной силы Q от полной расчетной нагрузки

( ) 2 21 1 0V 438 573 17976

8 8g l

M кН м+ sdot

= = = sdot

( )1 1 0V 438 573 12552 2

g lQ кН

+ sdot= = =

Характеристики прочности бетона и арматуры - бетон тяжелый класса В30 расчетное сопротивление при сжатии Rb = 170

МПа при растяжении Rbt= 115 МПа (табл 68[2] приложение 4) γb1 = 09 (6112[2])

- арматура продольная рабочая класса А500С диаметром 10-40 мм расчетное сопротивление Rs = 435 МПа=435Кнсм2 поперечная рабочая арматура класса А400 диаметром 6-8 мм Rsw = 280 МПа=280Кнсм2 (табл 615[2])

43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента

Определяем высоту сжатой зоны х = ξmiddoth0 где h0 ndash рабочая высота сечения ригеля ξ ndash относительная высота сжатой зоны определяемая в зависимости от αт

h0 = (hb ndash 5) = 40 см

201 hbR

M

bbm sdotsdotsdot=γ

α

М = 17081кНmiddotм = 17081кНmiddotсм Rb = 17 МПа = 17 кНсм2 b ndash ширина сечения ригеля b = 20 см

2 21 0

17980 036709 17 20 40m

b b

MR b h

αγ

= = =sdot sdot sdot sdot sdot sdot

1 1 2 1 1 2 0367 0485mξ α= minus minus = minus minus sdot = высота сжатой зоны х = ξmiddoth0 = 0485middot40 = 1938см Граница сжатой зоны проходит в узкой части сечения ригеля следовательно

расчет ведем как для прямоугольного сечения Расчет по прочности нормальных сечений производится в зависимости от со-

отношения относительной высоты сжатой зоны бетона и граничной относитель-ной высоты ξR при которой предельное состояние элемента наступает по сжатой зоне бетона одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения равного расчетному сопротивлению Rs

Значение ξR определяется по формуле

0

2

08

1

RR

s el

b

xh

ξ εε

= =+

(81[2])

где εsel ndash относительная деформация растянутой арматуры при напряжениях равных Rs

33

s

sels E

R=ε Rs = 435 МПа Еs = 2middot105МПа

εb2 ndash относительная деформация сжатого бетона при напряжениях равных Rb принимаемая равной 00035 (п 6120 [2])

00217501002

4355 =

sdot=elsε

4930

0035000217501

80=

+=Rξ

значение ξR можно определить по табл 32 [4] или по Приложению 11 тк ξltξR

площадь сечения растянутой арматуры определяется по формуле 1 0 09 17 20 0485 40 1365

435b b

ss

R b hAR

γ ξsdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot= = = см2

Если ξgtξR следует увеличить сечение ригеля или повысить класс бетона или запроектировать в сжатой зоне сжатую рабочую арматуру с площадью Аs

Если ξ = ξR = 0493 х = 0493middot40 = 1972 см те при ξ le ξR граница сжатой зо-

ны всегда проходит в узкой части сечения ригеля По найденной площади сечения растянутой арматуры по сортаменту (При-

ложение 12) подбираем 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Аsef = 1388см2 741

40201008813 =

sdotsdot

=micro

Площадь подобранной арматуры должна быть больше требуемой по расчету площади или равна ей

Можно подобрать стержни одинакового диаметра так чтобы площадь подо-бранной арматуры отличалась бы от площади требуемой арматуры незначитель-но

44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил

Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил производится на основе модели наклонных сечений [3] Ригель опирается на колонну с помощью консолей скрытых в его подрезке (рис 8) те имеет место резко изменяющаяся высота сечения ригеля на опоре При расчёте по модели наклонных сечений должны быть обеспечены проч-ность ригеля по бетонной полосе между наклонными сечениями по наклонному сечению на действие поперечной силы и изгибающего момента Для ригелей с подрезками на опорах производится расчёт по поперечной силе для наклонных сечений проходящих у опоры консоли образованной подрезкой При этом в расчётные формулы вводится рабочая высота h01короткой консоли ри-геля Таким образом в качестве расчётного принимаем прямоугольное сечение с размерами 1 20 30 b h смtimes = times в котором действует поперечная силаQ=1255 кН от полной расчётной нагрузки Рабочая высота сечения ригеля в подрезке составляет

01 27 h см= вне подрезки (у опор) 0 42 h см= в средней части пролёта 0 40 h см= При диаметре нижних стержней продольной рабочей арматуры ригеля ds=22мм с учётом требований п10312[2] назначаем поперечные стержни (хо-

34

муты) Oslash8 А400 Их шаг на приопорном участке предварительно принимаем по конструктивным соображениям 1 10 ws см= что в соответствии с п10313[2] не превышает 05h01=135см и 30 см Значения прочностных характеристик бетона класса В30 входящие в расчётные зависимости принимаем с учётом коэффици-ента условий работы 1 09bγ = Расчёт ригеля по бетонной полосе между наклонными трещинами произво-дится из условия

1 1 01b b bQ R bhϕ γle (855[2]) где 1bϕ minus коэффициент принимаемый равным 03 Проверка этого условия даёт

Q=1255 кН le 03times09times17times20times27=24786 кН те принятые размеры сечения ригеля в подрезке достаточны Проверяем требуется ли поперечная арматура по расчёту из условия

min 1 0105b b btQ Q R bhγle = (8133[2]) те Q=1255 кН gtQbmin=05times09times0115times20times27=2795 кН

поэтому расчёт поперечной арматуры необходим Находим погонное усилие в хомутах для принятых выше параметров попе-речного армирования 2101 swA см= (2Oslash8 А400) 285 swR МПа= 1 10 ws см=

11

280 101 283 10

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

Расчёт ригеля с рабочей поперечной арматурой по наклонному сечению про-изводится из условия

b swQ Q Qle + (856[2]) где b swQ Q minus поперечные силы воспринимаемые соответственно бетоном и попе-речной арматурой в наклонном сечении которые находятся по формулам

22 1 01 b b bt

bR bhQc

ϕ γ= 075sw swQ q c=

где с minus длина проекции наклонного сечения на продольную ось элемента 2bϕ minus коэффициент принимаемый равным 15 (п 8133[2])

Подставляя эти выражения в (856[2]) из условия минимума несущей спо-

собности ригеля по наклонному сечению в виде 0Qc

part=

part находим наиболее опас-

ную длину проекции наклонного сечения равную 2 2

2 1 01

1

15 09 0115 20 27 3266075 075 283

b b bt

sw

R bhc смq

ϕ γ times times times times= = =

times

35

36

которая должна быть не более 2h01 = 54 см С учётом этой величины условие (856[2]) преобразуем к виду

21 01

2

15 075

15 09 0115 20 27 075 283 3266 13863 3266

b btsw

R b hQ q сc

Q кН

γsdot sdot sdot sdotle + sdot sdot

sdot sdot sdot sdotle + sdot sdot =

1255 кН lt 13863 кН те условие прочности ригеля по наклонному сечению в подрезке при действии поперечной силы соблюдается

Необходимо также убедиться в том что принятый шаг хомутов смsw 101 = не превышает максимального шага хомутов maxws при котором ещё обеспечивается прочность ригеля по наклонному сечению между двумя соседними хомутами те

2 21 0

1 max09 0115 20 2710 1202

1255b bt

w wR b hs см s см

Qγ sdot sdot sdot sdot sdot

= lt = = asymp

Выясним теперь на каком расстоянии от опор в соответствии с характером эпюры поперечных сил в ригеле шаг поперечной арматуры может быть увеличен Примем согласно п10313[2] шаг хомутов в средней части пролёта равным

2 0075 075 40 30 ws h см= = times = что не превышает 500 мм Погонное усилие в хо-мутах для этого участка составляет

22

280 101 0942 30

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

что не меньше минимальной интенсивности этого усилия при которой попереч-ная арматура учитывается в расчёте

min 1025 025 09 0115 20 052 sw b btq R b кН смγ= = times times times asymp Очевидно что условие 1 minsw swq q для опорных участков ригеля соблюдается с ещё большим запасом При действии на ригель равномерно распределённой нагрузкиq=g1+v1 длина участка с интенсивностью усилия в хомутах 1swq принимается не менее значения

1l определяемого по формуле min

1 1bQ Q

l cq

minus= minus и не менее

40l

где minbQ minus то же что в формуле (2) но при замене 01h на рабочую высоту сечения ригеля в пролёте 0 40h см= 1с minus наиболее опасная длина проекции наклонного сечения для участка где изменяется шаг хомутов определяется по формуле (стр 34) с заменой в ней 01h на 0h а также 1swq на 2swq но не более 02 h

Тогда имеем min 05 09 0115 20 40 414 bQ кН= times times times times =

2

115 09 0115 20 40 8385

075 0942с смtimes times times times= =

times

Поскольку 1 02 80 с h см= то принимаем 1 80 c см= q=g+V=438 кНм=

37

=0438 кНсм тогда

11255 414 80 11201

0 438l смminus= minus =

В ригелях с подрезками у концов последних устанавливаются дополнитель-ные хомуты и отгибы для предотвращения горизонтальных трещин отрыва у вхо-дящего угла подрезки (рис 8) Эти хомуты и отгибы должны удовлетворять условию прочности

011

0

sin (1 )sw sw sw s inchR A R A Qh

θ+ ge minus

здесь 01 0 h h minus рабочая высота сечения ригеля соответственно в короткой консоли подрезки и вне её

Для рассматриваемого примера со сравнительно небольшим значением попе-речной силы примем дополнительные хомуты у конца подрезки в коли-честве 2Oslash12 А500С с площадью сечения 2

1 226 swA см= отгибы использовать не будем Тогда проверка условия прочности даёт

2730 226 678 1255 (1 ) 44842

кН кНtimes = gt times minus =

те установленных дополнительных хомутов достаточно для предотвращения го-ризонтальных трещин отрыва у входящего угла подрезки

Расчёт по прочности наклонного сечения проходящего через входящий угол подрезки на действие изгибающего момента производится из условия

s sw s incM M M Mle + + где М minus момент в наклонном сечении с длиной проекции laquoсraquo на продольную ось элемента Мs МswMsinc minus моменты воспринимаемые соответственно про-дольной и поперечной арматуройа также отгибами пересекаемыми рассмат-риваемым наклонным сечением относительно противоположного конца наклон-ного сечения (в отсутствии отгибов 0s incM = )

В рамках курсового проекта этот расчет не выполняется

45 Построение эпюры материалов Продольная рабочая арматура в пролете 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Пло-

щадь этой арматуры Аs определена из расчета на действие максимального изги-бающего момента в середине пролета В целях экономии арматуры по мере уменьшения изгибающего момента к опорам два стержня обрываются в пролете а два других доводятся до опор Если продольная рабочая арматура разного диа-метра то до опор доводятся два стержня большего диаметра

Площадь рабочей арматуры Аsef = 1388см2 Определяем изгибающий мо-мент воспринимаемый сечением ригеля с полной запроектированной арматурой 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С(Аs = 1388см2)

Из условия равновесия RsmiddotAs = γb1sdotRbmiddotbmiddotx гдех = ξmiddoth0

01

hbRAR

bb

efss

sdotsdotsdot

sdot=γ

ξ

38

Rs = 435 МПа = 435 кНсм2 Rb = 170 МПа = 17 кНсм2

493040207190

8813543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х = ξmiddoth0 = 0493middot40 = 1972см Изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля определяется из

условия равновесия М = RsmiddotAs(h0 ndash05х) М(2Oslash20+2Oslash22)= 435middot1388middot(40 ndash 05middot1972) = 181979кНmiddotсм = 182кНmiddotм

182кНmiddotмgt 17081кНmiddotм то есть больше действующего изгибающего момента от полной нагрузки это значит что прочность сечения обеспечена

До опоры доводятся 2Oslash22 А500С h0 = 45 ndash 3 = 42 см (см рис 9) As=76 см2

257042207190

67543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х1 = ξmiddoth0 = 0257middot42 = 108см Определяем изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля с рабо-

чей арматурой в виде двух стержней доводимых до опоры М(2Oslash22) = RsmiddotAs(2Oslash22) (h0 ndash05х1) М(2Oslash22) = 435middot76middot(42 ndash 05middot108) = 1209996кНmiddotсм =121кНmiddotм

Откладываем в масштабе на эпюре моментов полученные значения изгибаю-щих моментов М(2Oslash20+2Oslash22) и М(2Oslash22) и определяем место теоретического обрыва ра-бочей арматуры ndash это точки пересечения эпюры моментов с горизонтальной ли-нией соответствующей изгибающему моменту воспринимаемому сечением ри-геля с рабочей арматурой в виде двух стержней М(2Oslash22) (рис 10)

Эпюра моментов для этого должна быть построена точно с определением значений изгибающих моментов в

81 в

82 и в

83 пролета

Изгибающий момент в любом сечении ригеля определяется по формуле ( )

2

2xvgxRM Axsdot+

minussdot= где RA ndash опорная реакция х ndash текущая координата

( ) 0 12552A

g v lR Q

+ sdot= = = кН

При 081 lx = = 0716 м

2

18

438 07161255 0716 7862

M кН мsdot= sdot minus = sdot

При 082 lx = = 1433 м

2

28

438 14331255 1433 13482

M кН мsdot= sdot minus = sdot

39

40

При 083 lx = = 2149 м

0

2

38

438 21491255 2149 16852l

M кН мsdot= sdot minus = sdot

Длина анкеровки обрываемых стержней определяется по следующей зависи-мости

ddqQw

sw

1552

ge+= где d ndash диаметр обрываемой арматуры

Поперечная сила Q определяется графически в месте теоретического обрыва в данном случае Q = 72кН

Поперечные стержни Oslash8 А400 Rsw = 285 МПа с Аsw = 101см2 в месте теоре-тического обрыва имеют шаг 10 см

88210

011528=

sdot=

sdot=

w

swswsw S

ARq кНсм

72 5 20 2252 288

W = + sdot =sdot

см что меньше15d=1520=30 см

Принимаем W = 30 см Место теоретического обрыва арматуры можно определить аналитически

Для этого общее выражение для изгибающего момента нужно приравнять момен-ту воспринимаемому сечением ригеля с арматурой 2Oslash22 А500

М(2Oslash22) = 121кНsdotм ( ) ( ) 2 2

0 438 573 4382 2 2 2

g V l g V x xМ x x+ sdot + sdot sdot sdot

= sdot minus = sdot minus

1255х ndash 219х2 = 121 х2 ndash 573х + 553 = 0

212 2865 2865 581 2865 16365х = plusmn minus = plusmn

х1 = 1228м х2 = 553м Это точки теоретического обрыва арматуры Длина обрываемого стержня будет равна 4502ndash 1228 + 2middot03 = 3874м При-

нимаем длину обрываемого стержня 4 м Определяем аналитически величину поперечной силы в месте теоретического

обрыва арматуры ( ) ( )0

2g V l

Q g V x+ sdot

= minus + sdot

438 573 438 1228 7172

Q кНsdot= minus sdot =

Графически поперечная сила была принята 72кН с достаточной степенью точности

41

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ Для проектируемого 8-этажного здания принята сборная железобетонная ко-

лонна сечением 40times40 см Для колонн применяется тяжелый бетон классов по прочности на сжатие не

ниже В15 а для сильно загруженных ndash не ниже В25 Армируются колонны про-дольными стержнями диаметром 16 hellip40 мм из горячекатаной стали А400 А500С и поперечными стержнями преимущественно из горячекатаной стали класса А240

51 Исходные данные Нагрузка на 1 м2 перекрытия принимается такой же как и в предыдущих рас-

четах (см табл 1) Нагрузка на 1 м2 покрытия

Таблица 3 Вид нагрузки Нормативная нагруз-

ка (γf= 1) кНм2

Коэффициент надежности

по нагрузке γf

Расчетная нагрузка

(γfgt 1) кНм2 1 2 3 4

Гидроизоляционный ковер (3 слоя) 0150 13 0195 Армированная цементно-песчаная стяжка δ = 40 мм ρ = 2200 кгм3

0880 13 1144

Керамзит по уклону δ = 100 мм ρ = 600 кгм3

0600 13 0780

Утеплитель ndash минераловатные пли-ты δ = 150 мм ρ = 150 кгм3

0225 12 0270

Пароизоляция 1 слой 0050 13 0065 Многопустотная плита перекрытия с омоноличиванием швов δ = 220 мм

3400 11 3740

Постоянная нагрузка (groof) 5305 6194 Временная нагрузка ndash снеговая S = Sg 1800middot07 = 1260 ndash 1800 в том числе длительная часть снего-вой нагрузки Sl

0630 ndash 0900

Полная нагрузка (groof+ S) 6565 7994 - полная кратковременная снеговая нагрузка и коэффициент μ принимаются по СП 20133302011 или по Приложению 16

42

Материалы для колонны Бетон ndash тяжелый класса по прочности на сжатие В25 расчетное сопротивле-

ние при сжатии Rb = 145 МПа (табл 68[2] Приложение 4) Арматура minus продольная рабочая класса А500С (диаметр 16 hellip40мм) расчётное сопро-

тивление Rs = Rsc = 435 МПа (табл 614[2] Приложение 7) minus поперечная ndash класса А240

52 Определение усилий в колонне

Рассчитывается средняя колонна подвального этажа высотой hfl = 28 м Вы-сота типового этажа hflтакже равна 28 м

Грузовая площадь колонныА = 6times63 = 378 м2 Продольная сила N действующая на колонну определяется по формуле

N = γn(g +Vp + φзV0) nmiddotA + gb(n + 1) + gcol(n + 1) + γn(groof + S)A где n ndash количество этажей В нашем случае n = 8А ndash грузовая площадь g VpV0 ndash соответственно постоянная и временная нагрузки на 1 м2 перекрытия по табл 1

Согласно табл 1 g = 47 кНм2 Vp = 06кНм2V0 = 195кНм2 groof ndash постоянная нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 (groof = 6194 кНм2) S ndash полная снеговая нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 gbndash собственный вес ригеля с учетом γf и γnдлиной (63 ndash 04) = 59 м gb= 385middot59 = 2272кН 385 кНм ndash погонная нагрузка от собственного веса ригеля (см расчет риге-

ля) gcol ndash собственный вес колонны gcol = γnmiddot γf middot ρmiddot Аcolmiddothfl = 10middot11middot2500(10-2) middot04middot04middot28 = 1232 кН φ3 ndash коэффициент сочетаний (коэффициент снижения временных нагрузок в

зависимости от количества этажей) определяемый по формуле (83[1]) 1

30 404n

ϕ minusϕ = +

где φ1= 069 (см расчет ригеля) 10693 0404 0504

8ϕ minus

= + =

N = 10middot(47 +06+ 0504middot195) middot8middot378 + 2272middot (8 + 1) + 1232middot (8 + 1) + + 10middot (6194 + 18) middot378 = 251745кН

53 Расчет колонны по прочности

Расчет по прочности колонны производится как внецентренно сжатого эле-мента со случайным эксцентриситетом еа

3313040

301

=== colа he см 470600280

600=== fl

а

he см еа = 1 см

Однако расчет сжатых элементов из бетона классов В15 hellipВ35 (в нашем слу-чае В25) на действие продольной силы приложенной с эксцентриситетом е0 =

33130

== colа

he см при гибкости l0hcollt 20 допускается производить из условия

N le Nult (816[2])

43

где Nult - предельное значение продольной силы которую может воспринять элемент определяемое по формуле

Nult le ϕ(γb1RbAb + RscAstot) (817[2]) где Ab ndash площадь сечения колонны Astot ndash площадь всей продольной арматуры в сечении колонны l0 ndash расчетная длина колонны подвала с шарнирным опиранием в уровне 1-го

этажа и с жесткой заделкой в уровне фундамента Rscndash расчетное сопротивление арматуры сжатию

l0 = 07(hfl + 15 см) = 07(280 + 15) = 2065 см l0hcol =206540=516lt20 Ab=4040=1600 см2

ϕ - коэффициент принимаемый при длительном действии нагрузки по табл 81[2] или по Приложению 18 в зависимости от гибкости колонны

При l0hcol =516 коэффициент ϕ = 092

1

251745 09 145 1600092 149

435

b b b

s totsc

N R AA

R

γφminus minus sdot sdot

= = = см2

Из условия ванной сварки выпусков продольной арматуры при стыке колонн минимальный ее диаметр должен быть не менее 20 мм

Принимаем 4Oslash22 А500С Asef = 152 см2 152 100 095 021600

micro = sdot = gt тк l0hcolasymp 5

Диаметр поперечной арматуры принимаем Oslash6 А240 (из условия сварки c продольной арматурой) Шаг поперечных стержней s = 300 мм что удовлетворяет конструктивным требованиям (п10314[2]) s le 15d = 15middot22 = 330 мми s le 500 мм

Если μgt3 то шаг поперечных стержней должен быть s le 10d иs le 300 мм Армирование колонны показано на рис11

44

45

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ

61 Исходные данные Грунты основания ndash пески средней плотности условное расчётное сопротив-

ление грунта R0 = 035 МПа = 0035 кНсм2 = 350 кНм2 Бетон тяжелый класса В25 Расчетное сопротивление растяжению

Rbt = 105 МПа γb1 = 09 Арматура класса А500С Rs = 435 МПа= 435кНсм2 Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах

γm = 20 кНм3 Высоту фундамента предварительно принимаем 90см C учётом пола подвала

глубина заложения фундамента Н1 = 105 см Расчетное усилие передающееся с колонны на фундамент N = 251745кН Нормативное усилие

Nn = Nγfm = 251745115 = 218735кН где γfm = 115 ndash усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке

62 Определение размера стороны подошвы фундамента Площадь подошвы центрально нагруженного фундамента определяется по

условному давлению на грунт R0 без учета поправок в зависимости от размеров подошвы фундамента и глубины его заложения

0 1

218735 665350 20 105

n

m

NAR Hγ

= = =minus minus sdot

м2

Размер стороны квадратной подошвы фундамента 665 258a A= = = м Принимаем а = 27 м (кратно 03 м) Давление на грунт от расчетной нагрузки

2

Npa

= =251745272 = 3453кНм2 lt R0

63 Определение высоты фундамента Рабочая высота фундамента из условия продавливания

504

2

10 pR

Nhh

btb

col

++minus=

γ

0 3

25174502 05 0 2 0698 0 49809 105 10 3453

h м= minus + = minus + =sdot sdot +

Полная высота фундамента устанавливается из условий 1) продавливания Hf =(h0+005)=0498 + 005 = 0548м 2) заделки колонны в фундаменте

Hf = 15hcol + 025(м) = 15middot04 + 025 = 085 м 3) анкеровки сжатой арматуры колонны Hf = han + 025(м) Базовая длина анкеровки необходимая для передачи усилия в арматуре с

полным расчетным сопротивлением Rs на бетон определяется по формуле [3]

sbond

ssan UR

ARh =0

где As и Us ndash соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения (в нашем случае для арматуры Oslash22

As = 3801см2 Us = πd = 314middot22 = 6908 см) Rbond ndash расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном принимае-

мое равномерно распределенным по длине анкеровки

46

Rbond = γb1middotη1middotη2middotRbt где η1 ndash коэффициент учитывающий влияние вида поверхности арматуры

Для горячекатаной арматуры периодического профиля η1 = 25 η2 - коэффициент учитывающий влияние размера диаметра арматуры при-

нимаемый равным 10 ndash при диаметре продольной арматуры dsle32 мм 09 ndash при ds = 36 мм и ds = 40 мм Rbond = 09middot25middot1middot105 = 236 МПа

0435 3801 10142 236 6908anh смsdot

= =sdot

Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле[3]

efs

calsanan A

Ahh

0α=

где Ascаlи Asef ndash площади поперечного сечения арматуры соответственно требуе-мая по расчету и фактически установленная (для нашего случая Ascаl= 149 см2 Asef = 152 см2) α ndash коэффициент учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного со-стояния бетона и арматуры Для сжатых стержней периодического профиля α = 075Тогда

149075 10142 745615 2anh = sdot sdot = см

Кроме того согласно требованиям [3] фактическую длину анкеровки необ-ходимо принимать han ge 03h0an = 03middot10142 = 3043 см

han ge 15ds = 15middot20 = 30 см han ge20 см Из четырех величин принимаем максимальную длину анкеровки те han = 7456см

Следовательно из условия анкеровки арматуры Hf = 7456 + 25 = 9952см

Принимаем трехступенчатый фундамент общей высотой 100 см и с высотой ступеней 30 см и 40 см При этом ширина первой ступени а1 = 11 м а второй а2 = 18 м

Проверяем отвечает ли рабочая высота нижней ступени h03 = 40 ndash 5 = 35см условию прочности при действии поперечной силы без поперечного армирования в наклонном сечении Для единицы ширины этого сечения (b = 100 см) должно выполняться условие

Q = pl le Qbmin = 05γb1Rbth03b Поперечная сила от давления грунта

Q = pl= 05(а - a2 - 2h03)р где а - размер подошвы фундамента

h03 = 40 ndash 5 = 35см р ndash давление на грунт от расчетной нагрузки (на единицу длины) Q = 05(27 ndash18 - 2middot035) middot34533 = 3453кН Q = 3453кНltQbmin = 05middot09middot105middot103middot035middot10 = 16538кН ndash прочность обеспе-

чена

47

64 Расчет на продавливание

Проверяем нижнюю ступень фундамента на прочность против продавлива-ния

Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производится из условия (887[2]) F le Fbult где Fbult - пре-дельное усилие воспринимаемое бетоном

Fbult = γb1RbtAb

где Fminusпродавливающая сила принимаемая равной продольной силе в колонне подвального этажа на уровне обреза фундамента за вычетом нагрузки создавае-мой реактивным отпором грунта приложенным к подошве фундамента в преде-лах площади с размерами превышающими размер площадки опирания (в дан-ном случае второй ступени фундамента 2 2 18 18 a a мtimes = times ) на величину 0h во всех направлениях Ab ndash площадь расчетного поперечного сечения расположен-ного на расстоянии 05h0от границы площади приложения силы Nс рабочей высо-той сечения h0 В нашем случае h0 = h03 = 025м

Площадь Ab определяется по формуле Ab = Umiddoth03

где U ndash периметр контура расчетного сечения (см рис12а) U = (а2 + 2middot05h03) middot4 = (18 + 2middot05middot035) middot4 = 86 м

Площадь расчётного поперечного сеченияAb = 86middot035 = 301м2 Продавливающая сила равна

F=N-pA1

здесь p=3453 кНм2 minus реактивный отпор грунта A1minusплощадь основания продавливаемого фрагмента нижней ступени фундамен-

та в пределах контура расчётного поперечного сечения равная A1=(a2+205h03)2=(18+205035)2=462 м2

Проверка условия (697) [3] показывает

F=92202 кН lt 09105103301 = 284445 кН

те прочность нижней ступени фундамента против продавливания обеспече-на

48

49

65 Определение площади арматуры подошвы фундамента Подбор арматуры производим в 3-х вертикальныхсечениях фундамента

что позволяет учесть изменение параметров его расчётной схемы в качестве ко-торой принимается консольная балка загруженная действующим снизу вверх равномерно распределенным реактивным отпором грунта Для рассматривае-мых сечений вылет и высота сечения консоли будут разными поэтому выявить наиболее опасное сечение можно только после определения требуемой площади арматуры в каждом из них (см рис13)

Сечение I-I МI-I = 0125р (а ndash hcol)2middot a = 0125middot34533(27 ndash 04)2middot27 = 61654кНmiddotм Площадь сечения арматуры определяем по формуле

2

01

61654 10 165709 09 95 435

I IsI

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение II-II МII-II= 0125р(аndash а1)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 11)2middot27 = 29836кНmiddotм

2

02

29836 10 117209 09 65 435

II IIsII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение III-III МIII-III= 0125р(аndash а2)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 18)2middot27 = 944кНmiddotм

2

03

944 10 68809 09 35 435

III IIIsIII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Из трёх найденных значений подбор арматуры производим по максимально-му значению теAsmax = 1657см2

Шаг стержней принимается от 150 ммдо 300 мм (кратно 50 мм) При ширине подошвы фундамента а le 3 мминимальный диаметр стержней dmin = 10 мм при аgt3 мdmin = 12 мм

Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлени-ях арматурой из стержней Oslash14 А500с шагом 250 мм

Имеем 11Oslash14 А500С с As = 16929см2gtAsI = maxsA = 1657см2 Процент армирования μ

- в сечении I-I 11 01

16929100 100 0156 01110 95

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении II-II 22 02

16929100 100 0145 01180 65

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении III-III 33 03

16929100 100 0179 01270 35

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

Так как во всех сечениях μigtμmin=01 количество принятой арматуры оставляем без изменений В случае μiltμmin=01 диаметр принятой арматуры следует увеличить или уменьшить ее шаг

Конструкция фундамента приведена на рис13

50

51

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 СП 20133302011 Нагрузки и воздействия Актуализированная редакция СНиП 20107-85 М ГУП ЦПП 2011

2 СП 63133302012 Бетонные и железобетонные конструкции Основные положения Актуализированная редакция СНиП 52-101-2003 М ФГУП ЦПП 2004

3 ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований 4 СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные кон-

струкции М ФГУП ЦПП 2005 5 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из

тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

6 Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетон-ных конструкций из тяжелого бетона (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

52

ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Минимальный класс бетона элементов с предварительно напряженной арматурой

Таблица 4

Характеристика напрягаемой Класс бетона арматуры не ниже

Арматура классов

А540-А800

В20 А1000 В30

Арматура классов

Вр1200 Вр1300

В30 Вр1400 Вр1600 Вр1600 В20

К1400 К1500 К1600 К1700 В30

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин ndash acrсult из условия обеспечения сохранности арматуры

Таблица 5

Для элементов к которым не предъявляются требования непрониwаемости значения acrсult принимают равными

При арматуре классов

При продолжительном рас-крытии трещин мм

При непродолжительном раскрытии трещин мм

А240-А600 В500 03 04

А800А1000 Вр1200-Вр1400 К1400К1500(К-19) К1500(К-7)К1600 диаметром 12 мм

02 03

Вр1500 К1500(К-7)К1600 диамет-ром 6 и 9 мм

01 02

53

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Нормативные сопротивления бетона Rbnи Rbtn

Таблица 6

Вид сопротивления

Нормативные сопротивления бетона RbnиRbtn и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй

группы RbserиRbtser МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осевое (призменная прочность)

Rbn и Rbser

75 110 150 185 220 255 290 320 360 395 430

Растяже-ние осевое

Rbtn Rbtser 085 110 135 155 175 195 210 225 245 260 275

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Расчетные сопротивления бетона Rbи Rbt Таблица 7

Видсопротивления

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbи Rbt МПа при классе бетона

по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осе-вое(призменная прочность)

Rb

60 85 115 145 170 195 220 250 275 300 330

Растяжение осевое Rbt

056 075 090 105 115 130 140 150 160 170 180

Полностью таблицы нормативных и расчетных сопротивлений бетона см [2]

54

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения начального модуля упругости бетона Еь Таблица 8

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еьmiddot10-3 МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

190 240 275 300 325 345 360 370 380 390 395

55

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rsn

Таблица 9

Арматура классов

Номинальный диаметр арматуры мм

Нормативные значения сопротивления растяжению Rsnи расчетные значения сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы Rsser МПа

А240 6-40 240

А400 6-40 400

А500 10-40 500

А540 20-40 540

А600 10-40 600

А800 10-32 800

А1000 10-32 1000

В500 3-12 500

Вр500 3-5 500

Вр1200 8 1200

Вр1300 7 1300

Вр1400 4 5 6 1400

Вр1500 3 1500

Вр1600 3-5 1600

К1400(К-7) 15 1400

К1500(К-7) 6 9 12 1500

К1500(К-19) 14 1500

К1600 6 9 12 15 1600

К1700 6-9 1700

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 18: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

18

где S ndash коэффициент зависящий от расчетной схемы и вида нагрузки при действии равномерно распределенной нагрузки S = 548 при двух равных момен-тах по концам балки от силы обжатия ndash S = 18

max

1

r ndash полная кривизна в сечении с наибольшим изгибающим моментом от

нагрузки при которой определяется прогиб Полную кривизну изгибаемых элементов определяют для участков без тре-

щин в растянутой зоне по формуле

321

1111

minus

+

=

rrrr

где1

1

rndash кривизна от непродолжительного действия кратковременных нагру-

зок

2

1

rndash кривизна от продолжительного действия постоянных и длительных

нагрузок

3

1

rndash кривизна от непродолжительного действия усилия предварительно-

го обжатия Р(1)вычисленного с учётом только первых потерь те при действии момента (1) 0 pM P e= sdot

Кривизну элемента на участке без трещин определяют по формуле

redb IEM

r sdot=

1

1

где М ndash изгибающий момент от внешней нагрузки или момент усилия пред-варительного обжатия относительно оси проходящей через центр тяжести приве-денного сечения

Ired ndash момент инерции приведенного сечения Eb1 ndash модуль деформации сжатого бетона определяемый по формуле

crb

bb

EE

1 1 ϕ+=

гдеφbcr ndash коэффициент ползучести бетона принимаемый minus 018b crϕ = minus при непродолжительном действии нагрузки minus по табл612[2] или по Приложению15 в зависимости от класса бетона на сжатие и относительной влажности воздуха окружающей среды minus при продолжительном действии нагрузки minus при непродолжительном действии нагрузки Eb1=085Eb (8146[2]) Прогиб определяется с учетом эстетико-психологических требований те от

действия только постоянных и временных длительных нагрузок [1]

2 1

1 nl

b red

Mr E I

= sdot

nlM ndash изгибающий момент от продолжительного действия постоянных и дли-тельных нагрузок равный Мnl = 299 кНmiddotм (см п22)

19

33

1 102478310527

821sdot=

sdot=

+= b

bEE МПа = 724middot102кНсм2

52

2

1 2999 13827 10724 10 1082368r см

minus = = sdot sdot sdot

В запас жёсткости плиты оценим её прогиб только от постоянной и длитель-

ной нагрузок (без учёта выгиба от усилия предварительного обжатия) 5 25( 3827 10 ) 569 129 2845

48f см смminus= sdot sdot sdot = lt

Допустимый прогиб f = (1200)l = 569200 = 2845 см Так как f lt f ult можно выгиб в стадии изготовления не учитывать

20

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО

НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2

31 Исходные данные

Постоянная нагрузка та же что при расчете плиты перекрытия на действие нагрузки V =15 кНм2 (см п 21)

Нагрузки на 1м2 перекрытия Таблица 2

Вид нагрузки Нормативная нагрузка кНм2

Коэф-т надежности по нагрузке

γf

Расчетная нагрузка

кНм2

1 2 3 4 Постоянная нагрузка g 414 47

Временная Перегородки δ = 120 мм (при-веденная нагрузка длитель-ная) V p

05 12 06

Полезная (из задания) 45 12 54 в том числе кратковременная Vsh

29

12

348

длительная V lon 16 12 192 Итого временная нагрузка V 50 60 Временная нагрузка без учета перегородок V 0

45 54

Полная нагрузка g + V 914 107

Нагрузка на 1 погонный метр длины плиты при номинальной ее ширине 15м - расчетная постоянная g = 47middot15middot10 = 705 кНм - расчетная полная (g + V) = 107middot15middot10 = 1605 кНм - нормативная постоянная gп = 414middot15middot10 = 621 кНм - нормативная полная (gп + Vп) = 914middot15middot10 = 1371 кНм - нормативная постоянная и длительная (gп + Vlonп) = (414 + 21)middot15middot10 =

936 кНм

32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы

Определение внутренних усилий Материалы для плиты расчетный пролет и поперечное сечение те же что в

пункте 21 Усилия от расчетной полной нагрузки

( ) 2 20V 1605 569 6496

8 8g l

M кН м+ sdot sdot

= = = sdot

21

( ) 0V 1605 569 45662 2

g lQ кН

+ sdot sdot= = =

Усилия от нормативной нагрузки - полной

( ) 2 20V 1371 569 5548

8 8n n

п

g lM кН м

+ sdot= = = sdot

- постоянной и длительной ( ) 2 2

0 936 569 37888 8

n lon nn

g V lM кН м

+ sdot= = = sdot

Расчет по прочности на действие изгибающего момента

2 21 0

6496 011909 115 146 19m

b b f

MR b h

αγ

= = =sdot sdot sdot sdot sdot sdot

1 1 2 1 1 2 0119 01280435( 22)

m

R см пξ αξ= minus minus = minus minus sdot =

=

012 0277 060435R

ξξ

= = lt γs3 = 11

3

01

ss

fbbsp R

hbRA

γξγ sdotsdotsdotsdot

=

2

2

09 115 146 0128 19 642 11 52

520 52

sp

s

A см

R МПа кН см

sdot sdot sdot sdot= =

sdot

= =

Принимаем 6Oslash12А600 Аspef = 679 см2

Расчет по прочности при действии поперечной силы

Условие прочности по бетонной полосе между наклонными сечениями удо-влетворяется

4566 кНlt 22240кН(см п 22) Условие прочности по наклонному сечению

Q le Qb + Qsw допускается производить расчет наклонного сечения из условия

Q1geQb1+Qsw1 (860[2]) Qb1=05middotγb1middotRbmiddotbmiddoth0 (861[2]) Qsw1=qswmiddoth0 (862[2]) Qb1=05middot09middot009middot377middot19=2901кН

То поперечная арматура (хомуты) необходима по расчету для восприятия усилия

Qsw1 = 4566 ndash 2907 = 1665 кН

22

23

Поперечная арматура учитывается в расчете если qswgeqswmin

qswmin=025γb1Rbtb (п 8133[2])

Усилие в поперечной арматуре на единицу длины равно 1

0sw

swQqh

=

1665 087619swq = = кНсмltqswmin = 025middot09middot009middot377 = 0763кНсм

w

swswsw S

ARq sdot= (859[2])

Назначая шаг хомутов Sw = 10см le 05middoth0 (8311[3]) получаем 0876 10 0292

30sw w

swsw

q SARsdot sdot

= = = см2

Rsw = 300 МПа = 30 кНсм2 Проверяем прочность сечения при действии поперечной силы Условие

прочности Q1 le Qb1 + Qsw1 Q1 = 4566 кН - поперечная сила действующая в сечение Qb1 = 2901 кН Qsw1 = qswmiddoth0

30 078 23410

sw swsw

w

R AqSsdot sdot

= = = кнсм

Qsw1 = 234middot19 = 4446кН 4566 кН lt (2901 + 4466)кН 4566 кН lt 7347 кН

Прочность обеспечена Окончательно принимаем на приопорных участках плиты по четыре каркаса

с поперечной рабочей арматурой (хомутами) расположенной с шагомSw = 10см Для 4Oslash5 В500С в одном сечении имеем Аswef = 078см2gtАsw

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы

Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)

Ared = 184148 см2 Sred = 1975656 см3 у0= 1073 см

( ) ( )

( ) ( )

3 32 2

32 2 4

146 385 459 14146 385 22 1073 05 385 459 143 05 22 107312 12

149 385 149 385 1073 05 385 727 679 1073 3 1084577312

redI

см

sdot sdot= + sdot sdot minus minus sdot + + sdot sdot sdot minus +

sdot+ + sdot sdot minus sdot + sdot sdot minus =

3

0

10845773 1010791073

redred

IW смy

= = = sup 310845773 9623581127redW см= =

24

W= 125Wred = 125middot101079 = 126349 см3 101079 549184148

red

red

Wr смA

= = =

е0 = 1073 ndash 3 = 773 см eяр = 773 + 549 = 1322 см

Потери предварительного напряжения арматуры ∆σsp1 =144 МПа ∆σsp2 = 0 ∆σsp3 = 0 ∆σsp4 = 0 Таким образом первые потери составляют ∆σsp(1) =144 МПа

∆σsp5 = 40 МПа

11 орbp

red red

Pe yPA I

σ = + (см п 23)

Р1 = 679middot (48 ndash 144) = 31614 кН еор = 773 см 231614 31614 773 0414

183643 1081529bpσ sdot= + = кНсм2 = 414 МПа

0033980161792

096==micro

( )6 2

08 727 28 414 5803775 1836431 727 0003398 1 1 08 28

1081529

spσ sdot sdot sdot∆ = =

sdot+ sdot + sdot + sdot

МПа

То полные потери равны ∆σsp(2) = 144 + 40 + 5803 = 11203МПа Если полные потери будут меньше 100МПа следует принять σsp(2)= 100МПа

Р(2) = (480 ndash 112) middot609 = 24987кН Мcrc = RbtsermiddotW+P(2)middoteяр=0135middot126349 + 2498middot1322 = 50089кНmiddotсм =

5009кНmiddotм Изгибающий момент от полной нормативной нагрузки равен

Мn = 5548 кНmiddotмgtМсrс = 5009кНsdotм Следовательно трещины в растянутой зоне от эксплуатационных нагрузок

образуются

Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси Расчет по раскрытию трещин производят из условия

acrc le acrcult (8118[2]) acrc ndash ширина раскрытия трещины от действия внешней нагрузки acrcult ndash предельно допустимая ширина раскрытия трещин (п 826[4] При-

ложение 2) Для арматуры классов А240-А600 В500C величина acrcultсоставляет

03 мм ndash при продолжительном раскрытии трещин 04 мм ndash при непродолжительном раскрытии трещин

Ширину раскрытия нормальных трещин определяют по формуле

ss

sscrc l

Ea sdotsdotsdotsdotsdot=

σψϕϕϕ 321 (8128[4])

25

где σs ndash напряжение в продольной растянутой арматуре в нормальном сечении с трещиной от соответствующей внешней нагрузки

ls ndash базовое расстояние между смежными нормальными трещинами ψs ndash коэффициент учитывающий неравномерное распределение относительных

деформаций растянутой арматуры между трещинами допускается принимать ψs =1 если при этом условие 8118[2] не удовлетворяется значение ψs следу-ет определять по формуле 8138[2]

ϕ1 ndash коэффициент учитывающий продолжительность действия нагрузки при-нимаемый равным 10 ndash при непродолжительном действии нагрузки 14 ndash при продолжительном действии нагрузки

ϕ2 ndash коэффициент учитывающий профиль продольной арматуры и равный ϕ2 = 05 ndash для арматуры периодического профиля и канатной

ϕ3 ndash коэффициент учитывающий вид напряженного состояния и для изгибаемых элементов принимаемый равнымϕ3 = 10

Для прямоугольных тавровых и двутавровых сечений значение σsдопускает-ся определять по формуле

(2)( )s

ssp

M z PA

σminus

= (412 [5])

где z ndash плечо внутренней пары сил равное z=ςh0 а коэффициент ς определя-ется по табл 42 [5] или по Приложению 18 в зависимости от следующих пара-метров

)(

0

11

)2(0 bhAa

aPM

ebh

hbb spss

ss

fff

sdot==

minus= microϕ

Ms= Mn =5548 кНм=5548 кНсм P(2)ndashусилие предварительного обжатия с учетом полных потерь равное P(2)=24987 кН Производя вычисления получаем

0

(1460 459) 385 5548 2220442 222 117459 190 24987 190

sf s

ee смh

φ minus sdot= = = = = =

sdot

Коэффициент αs1 для всех видов арматуры кроме канатной можно прини-мать равным αs1=300Rbser=30015=20

где Rbser=15 МПа Тогда

1200 679 0156459 190samicro sdot

sdot = =sdot

По табл 42 [6] или по Приложению 18 определяем ς=082 z=ςh0=082190=1558 см

2(5548 1588) 24987 1564 1564 679s кН см МПаσ minus

= = =

26

С целью недопущения чрезмерных пластических деформаций в продольной рабочей арматуре напряжения σsвней (а точнее их приращение под действием внешней нагрузки) не должны превышать (Rsserndash σsp(2)) где σsp(2)ndash величина пред-варительного напряжения арматуры с учетом полных потерь те

(2) (2) 480 112 368 sp sp sp МПаσ σ σ= minus∆ = minus =

(2)1562 ( ) 600 368 232 s s ser spМПа R МПаσ σ= lt minus = minus = Как видим полученное значение σs удовлетворяет установленному ограни-

чению В противном случае следует увеличить площадь продольной рабочей ар-матуры

Значение базового расстояния между трещинами определяют по формуле

ss

bts d

AAl 50= (8217[2]) и принимают не менее 10d и 10 см и не более 40d

и 40 см Abtndash площадь сечения растянутого бетона As ndash площадь сечения растянутой арматуры Ширину раскрытия трещин acrc принимают - при продолжительном раскрытии

acrc = acrc1(8119[2]) - при непродолжительном раскрытии

acrc = acrc1 + acrc2 ndashacrc3 (8120[2]) где acrc1 ndash ширина раскрытия трещин от продолжительного действия посто-

янных и временных длительных нагрузок acrc2 ndash ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоян-

ных и временных (длительных и кратковременных) нагрузок acrc3 - ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоян-

ных и временных длительных нагрузок Базовое расстояние между смежными нормальными трещинами определяется

по формуле

ss

bts d

AAl 50=

Здесь Abt ndash площадь сечения растянутого бетона равная Abt = byt+(bf - b)hf

гдеyt ndash высота растянутой зоны которую для прямоугольных тавровых и двутавровых сечений допускается принимать по формуле

yt = ky0 Поправочный коэффициент kучитывает неупругие деформации растянутого

бетона и для двутавровых сечений принимается равным 095 Значение y0 ndash есть высота растянутой зоны бетона определяемая как для упругого материала по приведенному сечению по формуле

)(

)2(0

serbtred

red

RP

A

Sy

+=

27

Определяем

0

2

1975656 535 095 535 508 249871841480135

459 508 (1490 459) 385 6301

t

bt

y см y см

A см

= = = sdot =+

= sdot + minus sdot =

Значение Abt принимается равным площади сечения при ее высоте в пределах не менее 2а и не более 05h(п4233 [4]) те не менее

1490385+(6-385)459=6729 см2 и не более 45911+(149-459)385=90184 см2

следовательно принимаем Abt =6729см2 Тогда 246621

096967250 =sdotsdot=sl смПринимается не более 40d и не более 40см Оконча-

тельно принимается 40 см Поскольку изгибающий момент от постоянной и временной длительной нор-

мативной нагрузок Mnl=3788кНм меньше момента образования трещин Mcrc=5009кНм то приращение напряжений в продольной рабочей арматуре от внешней нагрузки (см формулу (412[5]) будет меньше нуля В этом случае сле-дует считатьacrc1= acrc3= 0 и определять только ширину раскрытия трещин acrc2 от непродолжительного действия постоянных длительных и кратковременных нагрузок при φl=10

2 5

156410 05 10 10 40 001564 0156 2 10crca см мм= sdot sdot sdot sdot = =sdot

Это значение необходимо сопоставить с предельно допустимой шириной раскрытия трещин acrcult принимаемой из условия обеспечения сохранности ар-матуры при непродолжительном раскрытии

acrc2ltacrcult=04 мм ndash условие (826[2]) или см Приложение 2 удовлетворя-ется

Расчет прогиба плиты

Расчет изгибаемых элементов по прогибам производят из условия flefult (8139[2])

где fndash прогиб элемента от действия внешней нагрузки fult ndash значение предельно допустимого прогиба (см п 23) Полная кривизна для участков с трещинами определяется по формуле

(102)[4] без учета кривизны от непродолжительного действия усилия обжатия и кривизны вследствие усадки и ползучести бетона

321

1111

+

minus

=

rrrr

где 1

1

rndash кривизна от непродолжительного действия всей нагрузки

2

1

r ndash кривизна от непродолжительного действия постоянных и

временных длительных нагрузок

28

3

1

r ndash кривизна от продолжительного действия постоянных и вре-

менных длительных нагрузок Так как прогиб плиты ограничивается эстетико-психологическими требова-

ниями

1

1

rndash

2

1

r ndash кривизна вызванная непродолжительным действием кратко-

временной нагрузки не учитывается Таким образом кривизна в середине пролета определяется только от про-

должительного действия постоянных и длительных нагрузок те при действии изгибающего момента Мnl = 3788 кНmiddotм

Для элементов прямоугольного и таврового сечений при hfle 03h0 кривизну

допускается определять по формуле (440 [5])

redbc

nl

EhbM

r 30

1sdotsdotsdot

где ϕс ndash коэффициент определяемый по табл 45 [5] или по Приложению 15в за-висимости от параметров

( )0

bhhbb ff

f

sdotminus=ϕ μmiddotαs2 и esh0

0bhAs=micro

redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α

При определении αs2допускается принимать 1=sψ Если при этом условие flefult не удовлетворяется то расчет производят с учетом коэффициента ψs опреде-ляемого по формуле

s

crcss σ

σψ 801minus= (8138[2])

где σscrc ndash приращение напряжений в растянутой арматуре в сечении с трещиной сразу после образования нормальных трещин при М = Мcrc σs ndash то же при действии рассматриваемой нагрузки

sp

ss A

PzM )2()( minus=σ (412 [5])

sp

crccrcs A

PzM )2(

)( minus=σ

z ndash расстояние от центра тяжести арматуры расположенной в растянутой зоне сечения до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне эле-мента

Ebred ndash приведенный модуль деформации сжатого бетона принимаемый равным

redb

serbredb

RE

1

ε

=

где εb1red =28sdot10-4 при продолжительном действии нагрузки при относительной влажности воздуха окружающей среды 75 ge W ge 40(табл610[2])

)2(PM

e ss = Ms = Mnl= 3788 кНmiddotм

Р(2) ndash усилие предварительного обжатия с учетом всех потерь Р(2) = 24987 кН

Определяем величины необходимые для нахождения ϕс

29

( ) ( ) 442019945

853945146

0

=sdotsdotminus

=sdotminus

=bh

hbb fffϕ

0

679 000779459 19

sAbh

micro = = =sdot

Коэффициент приведения арматуры к бетону

redb

redss E

E

2 =α (117[4]) Еsred =

s

sEψ

(118[4]) redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α принимаем sψ = 1

Приведенный модуль деформаций сжатого бетона

53571028

0154

1

=

sdot== minus

redb

serbredb

RE

εМПа = 5357кНсм2

5

22 10 37335357sαsdot

= = μmiddotαs2= 000779∙3733 = 0291 (2)

nls

MeP

=3788 1516

24987se = = см

0

1516 079819

seh

= =

Теперь по табл 45[5] или по таблице Приложения 15 путем интерполяции находимϕс = 0603

Определяем кривизну имея все данные 5

3

1 3788 1372 10 0603 459 19 5357r см

minus= = sdotsdot sdot sdot

20

5 2

5 1 485 372 10 569 126 2845 48 ult

f lr

f см f cмminus

= sdot sdot

= sdot sdot sdot = lt =

Условие 8139[2] удовлетворяется те жесткость плиты достаточна

30

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ Для опирания пустотных панелей принимается сечение ригеля высотой hb =

45 см или hb = 60 см для опирания ребристых панелей принимается сечение риге-ля высотой hb = 60 см Ригели могут выполняться обычными или предварительно напряженными Высота сечения обычного ригеля bb lh

asymp

101

151

41 Исходные данные Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м2 перекрытия принимаются те же

что и при расчете панели перекрытия Ригель шарнирно оперт на консоли колон-ны hb = 45 см Расчетный пролет (рис 6)

l0 = lb ndash b ndash 2times20 ndash 130 = 6300 ndash 400 ndash 40 ndash 130 = 5730 мм = 573 м где lb ndash пролет ригеля в осях

b ndash размер колонны 20 ndash зазор между колонной и торцом ригеля 130 ndash размер площадки опирания Расчетная нагрузка на 1 м длины ригеля определяется с грузовой полосы

равной шагу рам в данном случае шаг рам 6 м(табл 1) Постоянная (g) - от перекрытия с учетом коэффициента надежности по ответственности зда-

нияγп = 10 gfl =gmiddotlnmiddotᵞn= 47middot60middot10 = 282 кНм

гдеln ndashшаг рам - от веса ригеля

gbn = (02middot045 + 02middot025) middot2500middot10-2 = 35 кНм где 2500 кгм3 ndash плотность железобетона С учетом коэффициента надежно-

сти по нагрузке γf = 11 и по ответственности здания γп = 10 gb = 35middot11middot10 = 385 кНм

Итого постоянная нагрузка погонная те с грузовой полосы равной шагу рамg1=gfl+ gb = 282 + 385 = 321 кНм

Временная нагрузка (V) с учетом коэффициента надежности по ответствен-ности здания γп = 10 и коэффициента сочетания (см табл1)

1

1

0604AA

ϕ = +

где А1 = 9 м2для помещений указанных в поз 1212[1] А ndash грузовая площадь ригеля А = 60times63 = 378 м2

10604 0693378

9

ϕ = + =

На коэффициент сочетания умножается нагрузка без учета перегородок V1=( Vp+ 1ϕ middot V0)middotᵞnmiddotln

V1= (06+0693middot195)middot10middot60 = 1171кНм Полная погонная нагрузка

g1 + V1 = 321 + 1171 = 438кНм

31

32

42 Определение усилий в ригеле Расчетная схема ригеля ndash однопролетная шарнирно опертая балка пролетом

l0 Вычисляем значение максимального изгибающего момента М и максимальной поперечной силы Q от полной расчетной нагрузки

( ) 2 21 1 0V 438 573 17976

8 8g l

M кН м+ sdot

= = = sdot

( )1 1 0V 438 573 12552 2

g lQ кН

+ sdot= = =

Характеристики прочности бетона и арматуры - бетон тяжелый класса В30 расчетное сопротивление при сжатии Rb = 170

МПа при растяжении Rbt= 115 МПа (табл 68[2] приложение 4) γb1 = 09 (6112[2])

- арматура продольная рабочая класса А500С диаметром 10-40 мм расчетное сопротивление Rs = 435 МПа=435Кнсм2 поперечная рабочая арматура класса А400 диаметром 6-8 мм Rsw = 280 МПа=280Кнсм2 (табл 615[2])

43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента

Определяем высоту сжатой зоны х = ξmiddoth0 где h0 ndash рабочая высота сечения ригеля ξ ndash относительная высота сжатой зоны определяемая в зависимости от αт

h0 = (hb ndash 5) = 40 см

201 hbR

M

bbm sdotsdotsdot=γ

α

М = 17081кНmiddotм = 17081кНmiddotсм Rb = 17 МПа = 17 кНсм2 b ndash ширина сечения ригеля b = 20 см

2 21 0

17980 036709 17 20 40m

b b

MR b h

αγ

= = =sdot sdot sdot sdot sdot sdot

1 1 2 1 1 2 0367 0485mξ α= minus minus = minus minus sdot = высота сжатой зоны х = ξmiddoth0 = 0485middot40 = 1938см Граница сжатой зоны проходит в узкой части сечения ригеля следовательно

расчет ведем как для прямоугольного сечения Расчет по прочности нормальных сечений производится в зависимости от со-

отношения относительной высоты сжатой зоны бетона и граничной относитель-ной высоты ξR при которой предельное состояние элемента наступает по сжатой зоне бетона одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения равного расчетному сопротивлению Rs

Значение ξR определяется по формуле

0

2

08

1

RR

s el

b

xh

ξ εε

= =+

(81[2])

где εsel ndash относительная деформация растянутой арматуры при напряжениях равных Rs

33

s

sels E

R=ε Rs = 435 МПа Еs = 2middot105МПа

εb2 ndash относительная деформация сжатого бетона при напряжениях равных Rb принимаемая равной 00035 (п 6120 [2])

00217501002

4355 =

sdot=elsε

4930

0035000217501

80=

+=Rξ

значение ξR можно определить по табл 32 [4] или по Приложению 11 тк ξltξR

площадь сечения растянутой арматуры определяется по формуле 1 0 09 17 20 0485 40 1365

435b b

ss

R b hAR

γ ξsdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot= = = см2

Если ξgtξR следует увеличить сечение ригеля или повысить класс бетона или запроектировать в сжатой зоне сжатую рабочую арматуру с площадью Аs

Если ξ = ξR = 0493 х = 0493middot40 = 1972 см те при ξ le ξR граница сжатой зо-

ны всегда проходит в узкой части сечения ригеля По найденной площади сечения растянутой арматуры по сортаменту (При-

ложение 12) подбираем 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Аsef = 1388см2 741

40201008813 =

sdotsdot

=micro

Площадь подобранной арматуры должна быть больше требуемой по расчету площади или равна ей

Можно подобрать стержни одинакового диаметра так чтобы площадь подо-бранной арматуры отличалась бы от площади требуемой арматуры незначитель-но

44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил

Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил производится на основе модели наклонных сечений [3] Ригель опирается на колонну с помощью консолей скрытых в его подрезке (рис 8) те имеет место резко изменяющаяся высота сечения ригеля на опоре При расчёте по модели наклонных сечений должны быть обеспечены проч-ность ригеля по бетонной полосе между наклонными сечениями по наклонному сечению на действие поперечной силы и изгибающего момента Для ригелей с подрезками на опорах производится расчёт по поперечной силе для наклонных сечений проходящих у опоры консоли образованной подрезкой При этом в расчётные формулы вводится рабочая высота h01короткой консоли ри-геля Таким образом в качестве расчётного принимаем прямоугольное сечение с размерами 1 20 30 b h смtimes = times в котором действует поперечная силаQ=1255 кН от полной расчётной нагрузки Рабочая высота сечения ригеля в подрезке составляет

01 27 h см= вне подрезки (у опор) 0 42 h см= в средней части пролёта 0 40 h см= При диаметре нижних стержней продольной рабочей арматуры ригеля ds=22мм с учётом требований п10312[2] назначаем поперечные стержни (хо-

34

муты) Oslash8 А400 Их шаг на приопорном участке предварительно принимаем по конструктивным соображениям 1 10 ws см= что в соответствии с п10313[2] не превышает 05h01=135см и 30 см Значения прочностных характеристик бетона класса В30 входящие в расчётные зависимости принимаем с учётом коэффици-ента условий работы 1 09bγ = Расчёт ригеля по бетонной полосе между наклонными трещинами произво-дится из условия

1 1 01b b bQ R bhϕ γle (855[2]) где 1bϕ minus коэффициент принимаемый равным 03 Проверка этого условия даёт

Q=1255 кН le 03times09times17times20times27=24786 кН те принятые размеры сечения ригеля в подрезке достаточны Проверяем требуется ли поперечная арматура по расчёту из условия

min 1 0105b b btQ Q R bhγle = (8133[2]) те Q=1255 кН gtQbmin=05times09times0115times20times27=2795 кН

поэтому расчёт поперечной арматуры необходим Находим погонное усилие в хомутах для принятых выше параметров попе-речного армирования 2101 swA см= (2Oslash8 А400) 285 swR МПа= 1 10 ws см=

11

280 101 283 10

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

Расчёт ригеля с рабочей поперечной арматурой по наклонному сечению про-изводится из условия

b swQ Q Qle + (856[2]) где b swQ Q minus поперечные силы воспринимаемые соответственно бетоном и попе-речной арматурой в наклонном сечении которые находятся по формулам

22 1 01 b b bt

bR bhQc

ϕ γ= 075sw swQ q c=

где с minus длина проекции наклонного сечения на продольную ось элемента 2bϕ minus коэффициент принимаемый равным 15 (п 8133[2])

Подставляя эти выражения в (856[2]) из условия минимума несущей спо-

собности ригеля по наклонному сечению в виде 0Qc

part=

part находим наиболее опас-

ную длину проекции наклонного сечения равную 2 2

2 1 01

1

15 09 0115 20 27 3266075 075 283

b b bt

sw

R bhc смq

ϕ γ times times times times= = =

times

35

36

которая должна быть не более 2h01 = 54 см С учётом этой величины условие (856[2]) преобразуем к виду

21 01

2

15 075

15 09 0115 20 27 075 283 3266 13863 3266

b btsw

R b hQ q сc

Q кН

γsdot sdot sdot sdotle + sdot sdot

sdot sdot sdot sdotle + sdot sdot =

1255 кН lt 13863 кН те условие прочности ригеля по наклонному сечению в подрезке при действии поперечной силы соблюдается

Необходимо также убедиться в том что принятый шаг хомутов смsw 101 = не превышает максимального шага хомутов maxws при котором ещё обеспечивается прочность ригеля по наклонному сечению между двумя соседними хомутами те

2 21 0

1 max09 0115 20 2710 1202

1255b bt

w wR b hs см s см

Qγ sdot sdot sdot sdot sdot

= lt = = asymp

Выясним теперь на каком расстоянии от опор в соответствии с характером эпюры поперечных сил в ригеле шаг поперечной арматуры может быть увеличен Примем согласно п10313[2] шаг хомутов в средней части пролёта равным

2 0075 075 40 30 ws h см= = times = что не превышает 500 мм Погонное усилие в хо-мутах для этого участка составляет

22

280 101 0942 30

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

что не меньше минимальной интенсивности этого усилия при которой попереч-ная арматура учитывается в расчёте

min 1025 025 09 0115 20 052 sw b btq R b кН смγ= = times times times asymp Очевидно что условие 1 minsw swq q для опорных участков ригеля соблюдается с ещё большим запасом При действии на ригель равномерно распределённой нагрузкиq=g1+v1 длина участка с интенсивностью усилия в хомутах 1swq принимается не менее значения

1l определяемого по формуле min

1 1bQ Q

l cq

minus= minus и не менее

40l

где minbQ minus то же что в формуле (2) но при замене 01h на рабочую высоту сечения ригеля в пролёте 0 40h см= 1с minus наиболее опасная длина проекции наклонного сечения для участка где изменяется шаг хомутов определяется по формуле (стр 34) с заменой в ней 01h на 0h а также 1swq на 2swq но не более 02 h

Тогда имеем min 05 09 0115 20 40 414 bQ кН= times times times times =

2

115 09 0115 20 40 8385

075 0942с смtimes times times times= =

times

Поскольку 1 02 80 с h см= то принимаем 1 80 c см= q=g+V=438 кНм=

37

=0438 кНсм тогда

11255 414 80 11201

0 438l смminus= minus =

В ригелях с подрезками у концов последних устанавливаются дополнитель-ные хомуты и отгибы для предотвращения горизонтальных трещин отрыва у вхо-дящего угла подрезки (рис 8) Эти хомуты и отгибы должны удовлетворять условию прочности

011

0

sin (1 )sw sw sw s inchR A R A Qh

θ+ ge minus

здесь 01 0 h h minus рабочая высота сечения ригеля соответственно в короткой консоли подрезки и вне её

Для рассматриваемого примера со сравнительно небольшим значением попе-речной силы примем дополнительные хомуты у конца подрезки в коли-честве 2Oslash12 А500С с площадью сечения 2

1 226 swA см= отгибы использовать не будем Тогда проверка условия прочности даёт

2730 226 678 1255 (1 ) 44842

кН кНtimes = gt times minus =

те установленных дополнительных хомутов достаточно для предотвращения го-ризонтальных трещин отрыва у входящего угла подрезки

Расчёт по прочности наклонного сечения проходящего через входящий угол подрезки на действие изгибающего момента производится из условия

s sw s incM M M Mle + + где М minus момент в наклонном сечении с длиной проекции laquoсraquo на продольную ось элемента Мs МswMsinc minus моменты воспринимаемые соответственно про-дольной и поперечной арматуройа также отгибами пересекаемыми рассмат-риваемым наклонным сечением относительно противоположного конца наклон-ного сечения (в отсутствии отгибов 0s incM = )

В рамках курсового проекта этот расчет не выполняется

45 Построение эпюры материалов Продольная рабочая арматура в пролете 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Пло-

щадь этой арматуры Аs определена из расчета на действие максимального изги-бающего момента в середине пролета В целях экономии арматуры по мере уменьшения изгибающего момента к опорам два стержня обрываются в пролете а два других доводятся до опор Если продольная рабочая арматура разного диа-метра то до опор доводятся два стержня большего диаметра

Площадь рабочей арматуры Аsef = 1388см2 Определяем изгибающий мо-мент воспринимаемый сечением ригеля с полной запроектированной арматурой 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С(Аs = 1388см2)

Из условия равновесия RsmiddotAs = γb1sdotRbmiddotbmiddotx гдех = ξmiddoth0

01

hbRAR

bb

efss

sdotsdotsdot

sdot=γ

ξ

38

Rs = 435 МПа = 435 кНсм2 Rb = 170 МПа = 17 кНсм2

493040207190

8813543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х = ξmiddoth0 = 0493middot40 = 1972см Изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля определяется из

условия равновесия М = RsmiddotAs(h0 ndash05х) М(2Oslash20+2Oslash22)= 435middot1388middot(40 ndash 05middot1972) = 181979кНmiddotсм = 182кНmiddotм

182кНmiddotмgt 17081кНmiddotм то есть больше действующего изгибающего момента от полной нагрузки это значит что прочность сечения обеспечена

До опоры доводятся 2Oslash22 А500С h0 = 45 ndash 3 = 42 см (см рис 9) As=76 см2

257042207190

67543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х1 = ξmiddoth0 = 0257middot42 = 108см Определяем изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля с рабо-

чей арматурой в виде двух стержней доводимых до опоры М(2Oslash22) = RsmiddotAs(2Oslash22) (h0 ndash05х1) М(2Oslash22) = 435middot76middot(42 ndash 05middot108) = 1209996кНmiddotсм =121кНmiddotм

Откладываем в масштабе на эпюре моментов полученные значения изгибаю-щих моментов М(2Oslash20+2Oslash22) и М(2Oslash22) и определяем место теоретического обрыва ра-бочей арматуры ndash это точки пересечения эпюры моментов с горизонтальной ли-нией соответствующей изгибающему моменту воспринимаемому сечением ри-геля с рабочей арматурой в виде двух стержней М(2Oslash22) (рис 10)

Эпюра моментов для этого должна быть построена точно с определением значений изгибающих моментов в

81 в

82 и в

83 пролета

Изгибающий момент в любом сечении ригеля определяется по формуле ( )

2

2xvgxRM Axsdot+

minussdot= где RA ndash опорная реакция х ndash текущая координата

( ) 0 12552A

g v lR Q

+ sdot= = = кН

При 081 lx = = 0716 м

2

18

438 07161255 0716 7862

M кН мsdot= sdot minus = sdot

При 082 lx = = 1433 м

2

28

438 14331255 1433 13482

M кН мsdot= sdot minus = sdot

39

40

При 083 lx = = 2149 м

0

2

38

438 21491255 2149 16852l

M кН мsdot= sdot minus = sdot

Длина анкеровки обрываемых стержней определяется по следующей зависи-мости

ddqQw

sw

1552

ge+= где d ndash диаметр обрываемой арматуры

Поперечная сила Q определяется графически в месте теоретического обрыва в данном случае Q = 72кН

Поперечные стержни Oslash8 А400 Rsw = 285 МПа с Аsw = 101см2 в месте теоре-тического обрыва имеют шаг 10 см

88210

011528=

sdot=

sdot=

w

swswsw S

ARq кНсм

72 5 20 2252 288

W = + sdot =sdot

см что меньше15d=1520=30 см

Принимаем W = 30 см Место теоретического обрыва арматуры можно определить аналитически

Для этого общее выражение для изгибающего момента нужно приравнять момен-ту воспринимаемому сечением ригеля с арматурой 2Oslash22 А500

М(2Oslash22) = 121кНsdotм ( ) ( ) 2 2

0 438 573 4382 2 2 2

g V l g V x xМ x x+ sdot + sdot sdot sdot

= sdot minus = sdot minus

1255х ndash 219х2 = 121 х2 ndash 573х + 553 = 0

212 2865 2865 581 2865 16365х = plusmn minus = plusmn

х1 = 1228м х2 = 553м Это точки теоретического обрыва арматуры Длина обрываемого стержня будет равна 4502ndash 1228 + 2middot03 = 3874м При-

нимаем длину обрываемого стержня 4 м Определяем аналитически величину поперечной силы в месте теоретического

обрыва арматуры ( ) ( )0

2g V l

Q g V x+ sdot

= minus + sdot

438 573 438 1228 7172

Q кНsdot= minus sdot =

Графически поперечная сила была принята 72кН с достаточной степенью точности

41

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ Для проектируемого 8-этажного здания принята сборная железобетонная ко-

лонна сечением 40times40 см Для колонн применяется тяжелый бетон классов по прочности на сжатие не

ниже В15 а для сильно загруженных ndash не ниже В25 Армируются колонны про-дольными стержнями диаметром 16 hellip40 мм из горячекатаной стали А400 А500С и поперечными стержнями преимущественно из горячекатаной стали класса А240

51 Исходные данные Нагрузка на 1 м2 перекрытия принимается такой же как и в предыдущих рас-

четах (см табл 1) Нагрузка на 1 м2 покрытия

Таблица 3 Вид нагрузки Нормативная нагруз-

ка (γf= 1) кНм2

Коэффициент надежности

по нагрузке γf

Расчетная нагрузка

(γfgt 1) кНм2 1 2 3 4

Гидроизоляционный ковер (3 слоя) 0150 13 0195 Армированная цементно-песчаная стяжка δ = 40 мм ρ = 2200 кгм3

0880 13 1144

Керамзит по уклону δ = 100 мм ρ = 600 кгм3

0600 13 0780

Утеплитель ndash минераловатные пли-ты δ = 150 мм ρ = 150 кгм3

0225 12 0270

Пароизоляция 1 слой 0050 13 0065 Многопустотная плита перекрытия с омоноличиванием швов δ = 220 мм

3400 11 3740

Постоянная нагрузка (groof) 5305 6194 Временная нагрузка ndash снеговая S = Sg 1800middot07 = 1260 ndash 1800 в том числе длительная часть снего-вой нагрузки Sl

0630 ndash 0900

Полная нагрузка (groof+ S) 6565 7994 - полная кратковременная снеговая нагрузка и коэффициент μ принимаются по СП 20133302011 или по Приложению 16

42

Материалы для колонны Бетон ndash тяжелый класса по прочности на сжатие В25 расчетное сопротивле-

ние при сжатии Rb = 145 МПа (табл 68[2] Приложение 4) Арматура minus продольная рабочая класса А500С (диаметр 16 hellip40мм) расчётное сопро-

тивление Rs = Rsc = 435 МПа (табл 614[2] Приложение 7) minus поперечная ndash класса А240

52 Определение усилий в колонне

Рассчитывается средняя колонна подвального этажа высотой hfl = 28 м Вы-сота типового этажа hflтакже равна 28 м

Грузовая площадь колонныА = 6times63 = 378 м2 Продольная сила N действующая на колонну определяется по формуле

N = γn(g +Vp + φзV0) nmiddotA + gb(n + 1) + gcol(n + 1) + γn(groof + S)A где n ndash количество этажей В нашем случае n = 8А ndash грузовая площадь g VpV0 ndash соответственно постоянная и временная нагрузки на 1 м2 перекрытия по табл 1

Согласно табл 1 g = 47 кНм2 Vp = 06кНм2V0 = 195кНм2 groof ndash постоянная нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 (groof = 6194 кНм2) S ndash полная снеговая нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 gbndash собственный вес ригеля с учетом γf и γnдлиной (63 ndash 04) = 59 м gb= 385middot59 = 2272кН 385 кНм ndash погонная нагрузка от собственного веса ригеля (см расчет риге-

ля) gcol ndash собственный вес колонны gcol = γnmiddot γf middot ρmiddot Аcolmiddothfl = 10middot11middot2500(10-2) middot04middot04middot28 = 1232 кН φ3 ndash коэффициент сочетаний (коэффициент снижения временных нагрузок в

зависимости от количества этажей) определяемый по формуле (83[1]) 1

30 404n

ϕ minusϕ = +

где φ1= 069 (см расчет ригеля) 10693 0404 0504

8ϕ minus

= + =

N = 10middot(47 +06+ 0504middot195) middot8middot378 + 2272middot (8 + 1) + 1232middot (8 + 1) + + 10middot (6194 + 18) middot378 = 251745кН

53 Расчет колонны по прочности

Расчет по прочности колонны производится как внецентренно сжатого эле-мента со случайным эксцентриситетом еа

3313040

301

=== colа he см 470600280

600=== fl

а

he см еа = 1 см

Однако расчет сжатых элементов из бетона классов В15 hellipВ35 (в нашем слу-чае В25) на действие продольной силы приложенной с эксцентриситетом е0 =

33130

== colа

he см при гибкости l0hcollt 20 допускается производить из условия

N le Nult (816[2])

43

где Nult - предельное значение продольной силы которую может воспринять элемент определяемое по формуле

Nult le ϕ(γb1RbAb + RscAstot) (817[2]) где Ab ndash площадь сечения колонны Astot ndash площадь всей продольной арматуры в сечении колонны l0 ndash расчетная длина колонны подвала с шарнирным опиранием в уровне 1-го

этажа и с жесткой заделкой в уровне фундамента Rscndash расчетное сопротивление арматуры сжатию

l0 = 07(hfl + 15 см) = 07(280 + 15) = 2065 см l0hcol =206540=516lt20 Ab=4040=1600 см2

ϕ - коэффициент принимаемый при длительном действии нагрузки по табл 81[2] или по Приложению 18 в зависимости от гибкости колонны

При l0hcol =516 коэффициент ϕ = 092

1

251745 09 145 1600092 149

435

b b b

s totsc

N R AA

R

γφminus minus sdot sdot

= = = см2

Из условия ванной сварки выпусков продольной арматуры при стыке колонн минимальный ее диаметр должен быть не менее 20 мм

Принимаем 4Oslash22 А500С Asef = 152 см2 152 100 095 021600

micro = sdot = gt тк l0hcolasymp 5

Диаметр поперечной арматуры принимаем Oslash6 А240 (из условия сварки c продольной арматурой) Шаг поперечных стержней s = 300 мм что удовлетворяет конструктивным требованиям (п10314[2]) s le 15d = 15middot22 = 330 мми s le 500 мм

Если μgt3 то шаг поперечных стержней должен быть s le 10d иs le 300 мм Армирование колонны показано на рис11

44

45

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ

61 Исходные данные Грунты основания ndash пески средней плотности условное расчётное сопротив-

ление грунта R0 = 035 МПа = 0035 кНсм2 = 350 кНм2 Бетон тяжелый класса В25 Расчетное сопротивление растяжению

Rbt = 105 МПа γb1 = 09 Арматура класса А500С Rs = 435 МПа= 435кНсм2 Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах

γm = 20 кНм3 Высоту фундамента предварительно принимаем 90см C учётом пола подвала

глубина заложения фундамента Н1 = 105 см Расчетное усилие передающееся с колонны на фундамент N = 251745кН Нормативное усилие

Nn = Nγfm = 251745115 = 218735кН где γfm = 115 ndash усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке

62 Определение размера стороны подошвы фундамента Площадь подошвы центрально нагруженного фундамента определяется по

условному давлению на грунт R0 без учета поправок в зависимости от размеров подошвы фундамента и глубины его заложения

0 1

218735 665350 20 105

n

m

NAR Hγ

= = =minus minus sdot

м2

Размер стороны квадратной подошвы фундамента 665 258a A= = = м Принимаем а = 27 м (кратно 03 м) Давление на грунт от расчетной нагрузки

2

Npa

= =251745272 = 3453кНм2 lt R0

63 Определение высоты фундамента Рабочая высота фундамента из условия продавливания

504

2

10 pR

Nhh

btb

col

++minus=

γ

0 3

25174502 05 0 2 0698 0 49809 105 10 3453

h м= minus + = minus + =sdot sdot +

Полная высота фундамента устанавливается из условий 1) продавливания Hf =(h0+005)=0498 + 005 = 0548м 2) заделки колонны в фундаменте

Hf = 15hcol + 025(м) = 15middot04 + 025 = 085 м 3) анкеровки сжатой арматуры колонны Hf = han + 025(м) Базовая длина анкеровки необходимая для передачи усилия в арматуре с

полным расчетным сопротивлением Rs на бетон определяется по формуле [3]

sbond

ssan UR

ARh =0

где As и Us ndash соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения (в нашем случае для арматуры Oslash22

As = 3801см2 Us = πd = 314middot22 = 6908 см) Rbond ndash расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном принимае-

мое равномерно распределенным по длине анкеровки

46

Rbond = γb1middotη1middotη2middotRbt где η1 ndash коэффициент учитывающий влияние вида поверхности арматуры

Для горячекатаной арматуры периодического профиля η1 = 25 η2 - коэффициент учитывающий влияние размера диаметра арматуры при-

нимаемый равным 10 ndash при диаметре продольной арматуры dsle32 мм 09 ndash при ds = 36 мм и ds = 40 мм Rbond = 09middot25middot1middot105 = 236 МПа

0435 3801 10142 236 6908anh смsdot

= =sdot

Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле[3]

efs

calsanan A

Ahh

0α=

где Ascаlи Asef ndash площади поперечного сечения арматуры соответственно требуе-мая по расчету и фактически установленная (для нашего случая Ascаl= 149 см2 Asef = 152 см2) α ndash коэффициент учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного со-стояния бетона и арматуры Для сжатых стержней периодического профиля α = 075Тогда

149075 10142 745615 2anh = sdot sdot = см

Кроме того согласно требованиям [3] фактическую длину анкеровки необ-ходимо принимать han ge 03h0an = 03middot10142 = 3043 см

han ge 15ds = 15middot20 = 30 см han ge20 см Из четырех величин принимаем максимальную длину анкеровки те han = 7456см

Следовательно из условия анкеровки арматуры Hf = 7456 + 25 = 9952см

Принимаем трехступенчатый фундамент общей высотой 100 см и с высотой ступеней 30 см и 40 см При этом ширина первой ступени а1 = 11 м а второй а2 = 18 м

Проверяем отвечает ли рабочая высота нижней ступени h03 = 40 ndash 5 = 35см условию прочности при действии поперечной силы без поперечного армирования в наклонном сечении Для единицы ширины этого сечения (b = 100 см) должно выполняться условие

Q = pl le Qbmin = 05γb1Rbth03b Поперечная сила от давления грунта

Q = pl= 05(а - a2 - 2h03)р где а - размер подошвы фундамента

h03 = 40 ndash 5 = 35см р ndash давление на грунт от расчетной нагрузки (на единицу длины) Q = 05(27 ndash18 - 2middot035) middot34533 = 3453кН Q = 3453кНltQbmin = 05middot09middot105middot103middot035middot10 = 16538кН ndash прочность обеспе-

чена

47

64 Расчет на продавливание

Проверяем нижнюю ступень фундамента на прочность против продавлива-ния

Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производится из условия (887[2]) F le Fbult где Fbult - пре-дельное усилие воспринимаемое бетоном

Fbult = γb1RbtAb

где Fminusпродавливающая сила принимаемая равной продольной силе в колонне подвального этажа на уровне обреза фундамента за вычетом нагрузки создавае-мой реактивным отпором грунта приложенным к подошве фундамента в преде-лах площади с размерами превышающими размер площадки опирания (в дан-ном случае второй ступени фундамента 2 2 18 18 a a мtimes = times ) на величину 0h во всех направлениях Ab ndash площадь расчетного поперечного сечения расположен-ного на расстоянии 05h0от границы площади приложения силы Nс рабочей высо-той сечения h0 В нашем случае h0 = h03 = 025м

Площадь Ab определяется по формуле Ab = Umiddoth03

где U ndash периметр контура расчетного сечения (см рис12а) U = (а2 + 2middot05h03) middot4 = (18 + 2middot05middot035) middot4 = 86 м

Площадь расчётного поперечного сеченияAb = 86middot035 = 301м2 Продавливающая сила равна

F=N-pA1

здесь p=3453 кНм2 minus реактивный отпор грунта A1minusплощадь основания продавливаемого фрагмента нижней ступени фундамен-

та в пределах контура расчётного поперечного сечения равная A1=(a2+205h03)2=(18+205035)2=462 м2

Проверка условия (697) [3] показывает

F=92202 кН lt 09105103301 = 284445 кН

те прочность нижней ступени фундамента против продавливания обеспече-на

48

49

65 Определение площади арматуры подошвы фундамента Подбор арматуры производим в 3-х вертикальныхсечениях фундамента

что позволяет учесть изменение параметров его расчётной схемы в качестве ко-торой принимается консольная балка загруженная действующим снизу вверх равномерно распределенным реактивным отпором грунта Для рассматривае-мых сечений вылет и высота сечения консоли будут разными поэтому выявить наиболее опасное сечение можно только после определения требуемой площади арматуры в каждом из них (см рис13)

Сечение I-I МI-I = 0125р (а ndash hcol)2middot a = 0125middot34533(27 ndash 04)2middot27 = 61654кНmiddotм Площадь сечения арматуры определяем по формуле

2

01

61654 10 165709 09 95 435

I IsI

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение II-II МII-II= 0125р(аndash а1)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 11)2middot27 = 29836кНmiddotм

2

02

29836 10 117209 09 65 435

II IIsII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение III-III МIII-III= 0125р(аndash а2)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 18)2middot27 = 944кНmiddotм

2

03

944 10 68809 09 35 435

III IIIsIII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Из трёх найденных значений подбор арматуры производим по максимально-му значению теAsmax = 1657см2

Шаг стержней принимается от 150 ммдо 300 мм (кратно 50 мм) При ширине подошвы фундамента а le 3 мминимальный диаметр стержней dmin = 10 мм при аgt3 мdmin = 12 мм

Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлени-ях арматурой из стержней Oslash14 А500с шагом 250 мм

Имеем 11Oslash14 А500С с As = 16929см2gtAsI = maxsA = 1657см2 Процент армирования μ

- в сечении I-I 11 01

16929100 100 0156 01110 95

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении II-II 22 02

16929100 100 0145 01180 65

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении III-III 33 03

16929100 100 0179 01270 35

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

Так как во всех сечениях μigtμmin=01 количество принятой арматуры оставляем без изменений В случае μiltμmin=01 диаметр принятой арматуры следует увеличить или уменьшить ее шаг

Конструкция фундамента приведена на рис13

50

51

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 СП 20133302011 Нагрузки и воздействия Актуализированная редакция СНиП 20107-85 М ГУП ЦПП 2011

2 СП 63133302012 Бетонные и железобетонные конструкции Основные положения Актуализированная редакция СНиП 52-101-2003 М ФГУП ЦПП 2004

3 ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований 4 СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные кон-

струкции М ФГУП ЦПП 2005 5 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из

тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

6 Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетон-ных конструкций из тяжелого бетона (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

52

ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Минимальный класс бетона элементов с предварительно напряженной арматурой

Таблица 4

Характеристика напрягаемой Класс бетона арматуры не ниже

Арматура классов

А540-А800

В20 А1000 В30

Арматура классов

Вр1200 Вр1300

В30 Вр1400 Вр1600 Вр1600 В20

К1400 К1500 К1600 К1700 В30

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин ndash acrсult из условия обеспечения сохранности арматуры

Таблица 5

Для элементов к которым не предъявляются требования непрониwаемости значения acrсult принимают равными

При арматуре классов

При продолжительном рас-крытии трещин мм

При непродолжительном раскрытии трещин мм

А240-А600 В500 03 04

А800А1000 Вр1200-Вр1400 К1400К1500(К-19) К1500(К-7)К1600 диаметром 12 мм

02 03

Вр1500 К1500(К-7)К1600 диамет-ром 6 и 9 мм

01 02

53

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Нормативные сопротивления бетона Rbnи Rbtn

Таблица 6

Вид сопротивления

Нормативные сопротивления бетона RbnиRbtn и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй

группы RbserиRbtser МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осевое (призменная прочность)

Rbn и Rbser

75 110 150 185 220 255 290 320 360 395 430

Растяже-ние осевое

Rbtn Rbtser 085 110 135 155 175 195 210 225 245 260 275

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Расчетные сопротивления бетона Rbи Rbt Таблица 7

Видсопротивления

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbи Rbt МПа при классе бетона

по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осе-вое(призменная прочность)

Rb

60 85 115 145 170 195 220 250 275 300 330

Растяжение осевое Rbt

056 075 090 105 115 130 140 150 160 170 180

Полностью таблицы нормативных и расчетных сопротивлений бетона см [2]

54

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения начального модуля упругости бетона Еь Таблица 8

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еьmiddot10-3 МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

190 240 275 300 325 345 360 370 380 390 395

55

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rsn

Таблица 9

Арматура классов

Номинальный диаметр арматуры мм

Нормативные значения сопротивления растяжению Rsnи расчетные значения сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы Rsser МПа

А240 6-40 240

А400 6-40 400

А500 10-40 500

А540 20-40 540

А600 10-40 600

А800 10-32 800

А1000 10-32 1000

В500 3-12 500

Вр500 3-5 500

Вр1200 8 1200

Вр1300 7 1300

Вр1400 4 5 6 1400

Вр1500 3 1500

Вр1600 3-5 1600

К1400(К-7) 15 1400

К1500(К-7) 6 9 12 1500

К1500(К-19) 14 1500

К1600 6 9 12 15 1600

К1700 6-9 1700

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 19: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

19

33

1 102478310527

821sdot=

sdot=

+= b

bEE МПа = 724middot102кНсм2

52

2

1 2999 13827 10724 10 1082368r см

minus = = sdot sdot sdot

В запас жёсткости плиты оценим её прогиб только от постоянной и длитель-

ной нагрузок (без учёта выгиба от усилия предварительного обжатия) 5 25( 3827 10 ) 569 129 2845

48f см смminus= sdot sdot sdot = lt

Допустимый прогиб f = (1200)l = 569200 = 2845 см Так как f lt f ult можно выгиб в стадии изготовления не учитывать

20

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО

НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2

31 Исходные данные

Постоянная нагрузка та же что при расчете плиты перекрытия на действие нагрузки V =15 кНм2 (см п 21)

Нагрузки на 1м2 перекрытия Таблица 2

Вид нагрузки Нормативная нагрузка кНм2

Коэф-т надежности по нагрузке

γf

Расчетная нагрузка

кНм2

1 2 3 4 Постоянная нагрузка g 414 47

Временная Перегородки δ = 120 мм (при-веденная нагрузка длитель-ная) V p

05 12 06

Полезная (из задания) 45 12 54 в том числе кратковременная Vsh

29

12

348

длительная V lon 16 12 192 Итого временная нагрузка V 50 60 Временная нагрузка без учета перегородок V 0

45 54

Полная нагрузка g + V 914 107

Нагрузка на 1 погонный метр длины плиты при номинальной ее ширине 15м - расчетная постоянная g = 47middot15middot10 = 705 кНм - расчетная полная (g + V) = 107middot15middot10 = 1605 кНм - нормативная постоянная gп = 414middot15middot10 = 621 кНм - нормативная полная (gп + Vп) = 914middot15middot10 = 1371 кНм - нормативная постоянная и длительная (gп + Vlonп) = (414 + 21)middot15middot10 =

936 кНм

32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы

Определение внутренних усилий Материалы для плиты расчетный пролет и поперечное сечение те же что в

пункте 21 Усилия от расчетной полной нагрузки

( ) 2 20V 1605 569 6496

8 8g l

M кН м+ sdot sdot

= = = sdot

21

( ) 0V 1605 569 45662 2

g lQ кН

+ sdot sdot= = =

Усилия от нормативной нагрузки - полной

( ) 2 20V 1371 569 5548

8 8n n

п

g lM кН м

+ sdot= = = sdot

- постоянной и длительной ( ) 2 2

0 936 569 37888 8

n lon nn

g V lM кН м

+ sdot= = = sdot

Расчет по прочности на действие изгибающего момента

2 21 0

6496 011909 115 146 19m

b b f

MR b h

αγ

= = =sdot sdot sdot sdot sdot sdot

1 1 2 1 1 2 0119 01280435( 22)

m

R см пξ αξ= minus minus = minus minus sdot =

=

012 0277 060435R

ξξ

= = lt γs3 = 11

3

01

ss

fbbsp R

hbRA

γξγ sdotsdotsdotsdot

=

2

2

09 115 146 0128 19 642 11 52

520 52

sp

s

A см

R МПа кН см

sdot sdot sdot sdot= =

sdot

= =

Принимаем 6Oslash12А600 Аspef = 679 см2

Расчет по прочности при действии поперечной силы

Условие прочности по бетонной полосе между наклонными сечениями удо-влетворяется

4566 кНlt 22240кН(см п 22) Условие прочности по наклонному сечению

Q le Qb + Qsw допускается производить расчет наклонного сечения из условия

Q1geQb1+Qsw1 (860[2]) Qb1=05middotγb1middotRbmiddotbmiddoth0 (861[2]) Qsw1=qswmiddoth0 (862[2]) Qb1=05middot09middot009middot377middot19=2901кН

То поперечная арматура (хомуты) необходима по расчету для восприятия усилия

Qsw1 = 4566 ndash 2907 = 1665 кН

22

23

Поперечная арматура учитывается в расчете если qswgeqswmin

qswmin=025γb1Rbtb (п 8133[2])

Усилие в поперечной арматуре на единицу длины равно 1

0sw

swQqh

=

1665 087619swq = = кНсмltqswmin = 025middot09middot009middot377 = 0763кНсм

w

swswsw S

ARq sdot= (859[2])

Назначая шаг хомутов Sw = 10см le 05middoth0 (8311[3]) получаем 0876 10 0292

30sw w

swsw

q SARsdot sdot

= = = см2

Rsw = 300 МПа = 30 кНсм2 Проверяем прочность сечения при действии поперечной силы Условие

прочности Q1 le Qb1 + Qsw1 Q1 = 4566 кН - поперечная сила действующая в сечение Qb1 = 2901 кН Qsw1 = qswmiddoth0

30 078 23410

sw swsw

w

R AqSsdot sdot

= = = кнсм

Qsw1 = 234middot19 = 4446кН 4566 кН lt (2901 + 4466)кН 4566 кН lt 7347 кН

Прочность обеспечена Окончательно принимаем на приопорных участках плиты по четыре каркаса

с поперечной рабочей арматурой (хомутами) расположенной с шагомSw = 10см Для 4Oslash5 В500С в одном сечении имеем Аswef = 078см2gtАsw

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы

Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)

Ared = 184148 см2 Sred = 1975656 см3 у0= 1073 см

( ) ( )

( ) ( )

3 32 2

32 2 4

146 385 459 14146 385 22 1073 05 385 459 143 05 22 107312 12

149 385 149 385 1073 05 385 727 679 1073 3 1084577312

redI

см

sdot sdot= + sdot sdot minus minus sdot + + sdot sdot sdot minus +

sdot+ + sdot sdot minus sdot + sdot sdot minus =

3

0

10845773 1010791073

redred

IW смy

= = = sup 310845773 9623581127redW см= =

24

W= 125Wred = 125middot101079 = 126349 см3 101079 549184148

red

red

Wr смA

= = =

е0 = 1073 ndash 3 = 773 см eяр = 773 + 549 = 1322 см

Потери предварительного напряжения арматуры ∆σsp1 =144 МПа ∆σsp2 = 0 ∆σsp3 = 0 ∆σsp4 = 0 Таким образом первые потери составляют ∆σsp(1) =144 МПа

∆σsp5 = 40 МПа

11 орbp

red red

Pe yPA I

σ = + (см п 23)

Р1 = 679middot (48 ndash 144) = 31614 кН еор = 773 см 231614 31614 773 0414

183643 1081529bpσ sdot= + = кНсм2 = 414 МПа

0033980161792

096==micro

( )6 2

08 727 28 414 5803775 1836431 727 0003398 1 1 08 28

1081529

spσ sdot sdot sdot∆ = =

sdot+ sdot + sdot + sdot

МПа

То полные потери равны ∆σsp(2) = 144 + 40 + 5803 = 11203МПа Если полные потери будут меньше 100МПа следует принять σsp(2)= 100МПа

Р(2) = (480 ndash 112) middot609 = 24987кН Мcrc = RbtsermiddotW+P(2)middoteяр=0135middot126349 + 2498middot1322 = 50089кНmiddotсм =

5009кНmiddotм Изгибающий момент от полной нормативной нагрузки равен

Мn = 5548 кНmiddotмgtМсrс = 5009кНsdotм Следовательно трещины в растянутой зоне от эксплуатационных нагрузок

образуются

Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси Расчет по раскрытию трещин производят из условия

acrc le acrcult (8118[2]) acrc ndash ширина раскрытия трещины от действия внешней нагрузки acrcult ndash предельно допустимая ширина раскрытия трещин (п 826[4] При-

ложение 2) Для арматуры классов А240-А600 В500C величина acrcultсоставляет

03 мм ndash при продолжительном раскрытии трещин 04 мм ndash при непродолжительном раскрытии трещин

Ширину раскрытия нормальных трещин определяют по формуле

ss

sscrc l

Ea sdotsdotsdotsdotsdot=

σψϕϕϕ 321 (8128[4])

25

где σs ndash напряжение в продольной растянутой арматуре в нормальном сечении с трещиной от соответствующей внешней нагрузки

ls ndash базовое расстояние между смежными нормальными трещинами ψs ndash коэффициент учитывающий неравномерное распределение относительных

деформаций растянутой арматуры между трещинами допускается принимать ψs =1 если при этом условие 8118[2] не удовлетворяется значение ψs следу-ет определять по формуле 8138[2]

ϕ1 ndash коэффициент учитывающий продолжительность действия нагрузки при-нимаемый равным 10 ndash при непродолжительном действии нагрузки 14 ndash при продолжительном действии нагрузки

ϕ2 ndash коэффициент учитывающий профиль продольной арматуры и равный ϕ2 = 05 ndash для арматуры периодического профиля и канатной

ϕ3 ndash коэффициент учитывающий вид напряженного состояния и для изгибаемых элементов принимаемый равнымϕ3 = 10

Для прямоугольных тавровых и двутавровых сечений значение σsдопускает-ся определять по формуле

(2)( )s

ssp

M z PA

σminus

= (412 [5])

где z ndash плечо внутренней пары сил равное z=ςh0 а коэффициент ς определя-ется по табл 42 [5] или по Приложению 18 в зависимости от следующих пара-метров

)(

0

11

)2(0 bhAa

aPM

ebh

hbb spss

ss

fff

sdot==

minus= microϕ

Ms= Mn =5548 кНм=5548 кНсм P(2)ndashусилие предварительного обжатия с учетом полных потерь равное P(2)=24987 кН Производя вычисления получаем

0

(1460 459) 385 5548 2220442 222 117459 190 24987 190

sf s

ee смh

φ minus sdot= = = = = =

sdot

Коэффициент αs1 для всех видов арматуры кроме канатной можно прини-мать равным αs1=300Rbser=30015=20

где Rbser=15 МПа Тогда

1200 679 0156459 190samicro sdot

sdot = =sdot

По табл 42 [6] или по Приложению 18 определяем ς=082 z=ςh0=082190=1558 см

2(5548 1588) 24987 1564 1564 679s кН см МПаσ minus

= = =

26

С целью недопущения чрезмерных пластических деформаций в продольной рабочей арматуре напряжения σsвней (а точнее их приращение под действием внешней нагрузки) не должны превышать (Rsserndash σsp(2)) где σsp(2)ndash величина пред-варительного напряжения арматуры с учетом полных потерь те

(2) (2) 480 112 368 sp sp sp МПаσ σ σ= minus∆ = minus =

(2)1562 ( ) 600 368 232 s s ser spМПа R МПаσ σ= lt minus = minus = Как видим полученное значение σs удовлетворяет установленному ограни-

чению В противном случае следует увеличить площадь продольной рабочей ар-матуры

Значение базового расстояния между трещинами определяют по формуле

ss

bts d

AAl 50= (8217[2]) и принимают не менее 10d и 10 см и не более 40d

и 40 см Abtndash площадь сечения растянутого бетона As ndash площадь сечения растянутой арматуры Ширину раскрытия трещин acrc принимают - при продолжительном раскрытии

acrc = acrc1(8119[2]) - при непродолжительном раскрытии

acrc = acrc1 + acrc2 ndashacrc3 (8120[2]) где acrc1 ndash ширина раскрытия трещин от продолжительного действия посто-

янных и временных длительных нагрузок acrc2 ndash ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоян-

ных и временных (длительных и кратковременных) нагрузок acrc3 - ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоян-

ных и временных длительных нагрузок Базовое расстояние между смежными нормальными трещинами определяется

по формуле

ss

bts d

AAl 50=

Здесь Abt ndash площадь сечения растянутого бетона равная Abt = byt+(bf - b)hf

гдеyt ndash высота растянутой зоны которую для прямоугольных тавровых и двутавровых сечений допускается принимать по формуле

yt = ky0 Поправочный коэффициент kучитывает неупругие деформации растянутого

бетона и для двутавровых сечений принимается равным 095 Значение y0 ndash есть высота растянутой зоны бетона определяемая как для упругого материала по приведенному сечению по формуле

)(

)2(0

serbtred

red

RP

A

Sy

+=

27

Определяем

0

2

1975656 535 095 535 508 249871841480135

459 508 (1490 459) 385 6301

t

bt

y см y см

A см

= = = sdot =+

= sdot + minus sdot =

Значение Abt принимается равным площади сечения при ее высоте в пределах не менее 2а и не более 05h(п4233 [4]) те не менее

1490385+(6-385)459=6729 см2 и не более 45911+(149-459)385=90184 см2

следовательно принимаем Abt =6729см2 Тогда 246621

096967250 =sdotsdot=sl смПринимается не более 40d и не более 40см Оконча-

тельно принимается 40 см Поскольку изгибающий момент от постоянной и временной длительной нор-

мативной нагрузок Mnl=3788кНм меньше момента образования трещин Mcrc=5009кНм то приращение напряжений в продольной рабочей арматуре от внешней нагрузки (см формулу (412[5]) будет меньше нуля В этом случае сле-дует считатьacrc1= acrc3= 0 и определять только ширину раскрытия трещин acrc2 от непродолжительного действия постоянных длительных и кратковременных нагрузок при φl=10

2 5

156410 05 10 10 40 001564 0156 2 10crca см мм= sdot sdot sdot sdot = =sdot

Это значение необходимо сопоставить с предельно допустимой шириной раскрытия трещин acrcult принимаемой из условия обеспечения сохранности ар-матуры при непродолжительном раскрытии

acrc2ltacrcult=04 мм ndash условие (826[2]) или см Приложение 2 удовлетворя-ется

Расчет прогиба плиты

Расчет изгибаемых элементов по прогибам производят из условия flefult (8139[2])

где fndash прогиб элемента от действия внешней нагрузки fult ndash значение предельно допустимого прогиба (см п 23) Полная кривизна для участков с трещинами определяется по формуле

(102)[4] без учета кривизны от непродолжительного действия усилия обжатия и кривизны вследствие усадки и ползучести бетона

321

1111

+

minus

=

rrrr

где 1

1

rndash кривизна от непродолжительного действия всей нагрузки

2

1

r ndash кривизна от непродолжительного действия постоянных и

временных длительных нагрузок

28

3

1

r ndash кривизна от продолжительного действия постоянных и вре-

менных длительных нагрузок Так как прогиб плиты ограничивается эстетико-психологическими требова-

ниями

1

1

rndash

2

1

r ndash кривизна вызванная непродолжительным действием кратко-

временной нагрузки не учитывается Таким образом кривизна в середине пролета определяется только от про-

должительного действия постоянных и длительных нагрузок те при действии изгибающего момента Мnl = 3788 кНmiddotм

Для элементов прямоугольного и таврового сечений при hfle 03h0 кривизну

допускается определять по формуле (440 [5])

redbc

nl

EhbM

r 30

1sdotsdotsdot

где ϕс ndash коэффициент определяемый по табл 45 [5] или по Приложению 15в за-висимости от параметров

( )0

bhhbb ff

f

sdotminus=ϕ μmiddotαs2 и esh0

0bhAs=micro

redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α

При определении αs2допускается принимать 1=sψ Если при этом условие flefult не удовлетворяется то расчет производят с учетом коэффициента ψs опреде-ляемого по формуле

s

crcss σ

σψ 801minus= (8138[2])

где σscrc ndash приращение напряжений в растянутой арматуре в сечении с трещиной сразу после образования нормальных трещин при М = Мcrc σs ndash то же при действии рассматриваемой нагрузки

sp

ss A

PzM )2()( minus=σ (412 [5])

sp

crccrcs A

PzM )2(

)( minus=σ

z ndash расстояние от центра тяжести арматуры расположенной в растянутой зоне сечения до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне эле-мента

Ebred ndash приведенный модуль деформации сжатого бетона принимаемый равным

redb

serbredb

RE

1

ε

=

где εb1red =28sdot10-4 при продолжительном действии нагрузки при относительной влажности воздуха окружающей среды 75 ge W ge 40(табл610[2])

)2(PM

e ss = Ms = Mnl= 3788 кНmiddotм

Р(2) ndash усилие предварительного обжатия с учетом всех потерь Р(2) = 24987 кН

Определяем величины необходимые для нахождения ϕс

29

( ) ( ) 442019945

853945146

0

=sdotsdotminus

=sdotminus

=bh

hbb fffϕ

0

679 000779459 19

sAbh

micro = = =sdot

Коэффициент приведения арматуры к бетону

redb

redss E

E

2 =α (117[4]) Еsred =

s

sEψ

(118[4]) redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α принимаем sψ = 1

Приведенный модуль деформаций сжатого бетона

53571028

0154

1

=

sdot== minus

redb

serbredb

RE

εМПа = 5357кНсм2

5

22 10 37335357sαsdot

= = μmiddotαs2= 000779∙3733 = 0291 (2)

nls

MeP

=3788 1516

24987se = = см

0

1516 079819

seh

= =

Теперь по табл 45[5] или по таблице Приложения 15 путем интерполяции находимϕс = 0603

Определяем кривизну имея все данные 5

3

1 3788 1372 10 0603 459 19 5357r см

minus= = sdotsdot sdot sdot

20

5 2

5 1 485 372 10 569 126 2845 48 ult

f lr

f см f cмminus

= sdot sdot

= sdot sdot sdot = lt =

Условие 8139[2] удовлетворяется те жесткость плиты достаточна

30

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ Для опирания пустотных панелей принимается сечение ригеля высотой hb =

45 см или hb = 60 см для опирания ребристых панелей принимается сечение риге-ля высотой hb = 60 см Ригели могут выполняться обычными или предварительно напряженными Высота сечения обычного ригеля bb lh

asymp

101

151

41 Исходные данные Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м2 перекрытия принимаются те же

что и при расчете панели перекрытия Ригель шарнирно оперт на консоли колон-ны hb = 45 см Расчетный пролет (рис 6)

l0 = lb ndash b ndash 2times20 ndash 130 = 6300 ndash 400 ndash 40 ndash 130 = 5730 мм = 573 м где lb ndash пролет ригеля в осях

b ndash размер колонны 20 ndash зазор между колонной и торцом ригеля 130 ndash размер площадки опирания Расчетная нагрузка на 1 м длины ригеля определяется с грузовой полосы

равной шагу рам в данном случае шаг рам 6 м(табл 1) Постоянная (g) - от перекрытия с учетом коэффициента надежности по ответственности зда-

нияγп = 10 gfl =gmiddotlnmiddotᵞn= 47middot60middot10 = 282 кНм

гдеln ndashшаг рам - от веса ригеля

gbn = (02middot045 + 02middot025) middot2500middot10-2 = 35 кНм где 2500 кгм3 ndash плотность железобетона С учетом коэффициента надежно-

сти по нагрузке γf = 11 и по ответственности здания γп = 10 gb = 35middot11middot10 = 385 кНм

Итого постоянная нагрузка погонная те с грузовой полосы равной шагу рамg1=gfl+ gb = 282 + 385 = 321 кНм

Временная нагрузка (V) с учетом коэффициента надежности по ответствен-ности здания γп = 10 и коэффициента сочетания (см табл1)

1

1

0604AA

ϕ = +

где А1 = 9 м2для помещений указанных в поз 1212[1] А ndash грузовая площадь ригеля А = 60times63 = 378 м2

10604 0693378

9

ϕ = + =

На коэффициент сочетания умножается нагрузка без учета перегородок V1=( Vp+ 1ϕ middot V0)middotᵞnmiddotln

V1= (06+0693middot195)middot10middot60 = 1171кНм Полная погонная нагрузка

g1 + V1 = 321 + 1171 = 438кНм

31

32

42 Определение усилий в ригеле Расчетная схема ригеля ndash однопролетная шарнирно опертая балка пролетом

l0 Вычисляем значение максимального изгибающего момента М и максимальной поперечной силы Q от полной расчетной нагрузки

( ) 2 21 1 0V 438 573 17976

8 8g l

M кН м+ sdot

= = = sdot

( )1 1 0V 438 573 12552 2

g lQ кН

+ sdot= = =

Характеристики прочности бетона и арматуры - бетон тяжелый класса В30 расчетное сопротивление при сжатии Rb = 170

МПа при растяжении Rbt= 115 МПа (табл 68[2] приложение 4) γb1 = 09 (6112[2])

- арматура продольная рабочая класса А500С диаметром 10-40 мм расчетное сопротивление Rs = 435 МПа=435Кнсм2 поперечная рабочая арматура класса А400 диаметром 6-8 мм Rsw = 280 МПа=280Кнсм2 (табл 615[2])

43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента

Определяем высоту сжатой зоны х = ξmiddoth0 где h0 ndash рабочая высота сечения ригеля ξ ndash относительная высота сжатой зоны определяемая в зависимости от αт

h0 = (hb ndash 5) = 40 см

201 hbR

M

bbm sdotsdotsdot=γ

α

М = 17081кНmiddotм = 17081кНmiddotсм Rb = 17 МПа = 17 кНсм2 b ndash ширина сечения ригеля b = 20 см

2 21 0

17980 036709 17 20 40m

b b

MR b h

αγ

= = =sdot sdot sdot sdot sdot sdot

1 1 2 1 1 2 0367 0485mξ α= minus minus = minus minus sdot = высота сжатой зоны х = ξmiddoth0 = 0485middot40 = 1938см Граница сжатой зоны проходит в узкой части сечения ригеля следовательно

расчет ведем как для прямоугольного сечения Расчет по прочности нормальных сечений производится в зависимости от со-

отношения относительной высоты сжатой зоны бетона и граничной относитель-ной высоты ξR при которой предельное состояние элемента наступает по сжатой зоне бетона одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения равного расчетному сопротивлению Rs

Значение ξR определяется по формуле

0

2

08

1

RR

s el

b

xh

ξ εε

= =+

(81[2])

где εsel ndash относительная деформация растянутой арматуры при напряжениях равных Rs

33

s

sels E

R=ε Rs = 435 МПа Еs = 2middot105МПа

εb2 ndash относительная деформация сжатого бетона при напряжениях равных Rb принимаемая равной 00035 (п 6120 [2])

00217501002

4355 =

sdot=elsε

4930

0035000217501

80=

+=Rξ

значение ξR можно определить по табл 32 [4] или по Приложению 11 тк ξltξR

площадь сечения растянутой арматуры определяется по формуле 1 0 09 17 20 0485 40 1365

435b b

ss

R b hAR

γ ξsdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot= = = см2

Если ξgtξR следует увеличить сечение ригеля или повысить класс бетона или запроектировать в сжатой зоне сжатую рабочую арматуру с площадью Аs

Если ξ = ξR = 0493 х = 0493middot40 = 1972 см те при ξ le ξR граница сжатой зо-

ны всегда проходит в узкой части сечения ригеля По найденной площади сечения растянутой арматуры по сортаменту (При-

ложение 12) подбираем 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Аsef = 1388см2 741

40201008813 =

sdotsdot

=micro

Площадь подобранной арматуры должна быть больше требуемой по расчету площади или равна ей

Можно подобрать стержни одинакового диаметра так чтобы площадь подо-бранной арматуры отличалась бы от площади требуемой арматуры незначитель-но

44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил

Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил производится на основе модели наклонных сечений [3] Ригель опирается на колонну с помощью консолей скрытых в его подрезке (рис 8) те имеет место резко изменяющаяся высота сечения ригеля на опоре При расчёте по модели наклонных сечений должны быть обеспечены проч-ность ригеля по бетонной полосе между наклонными сечениями по наклонному сечению на действие поперечной силы и изгибающего момента Для ригелей с подрезками на опорах производится расчёт по поперечной силе для наклонных сечений проходящих у опоры консоли образованной подрезкой При этом в расчётные формулы вводится рабочая высота h01короткой консоли ри-геля Таким образом в качестве расчётного принимаем прямоугольное сечение с размерами 1 20 30 b h смtimes = times в котором действует поперечная силаQ=1255 кН от полной расчётной нагрузки Рабочая высота сечения ригеля в подрезке составляет

01 27 h см= вне подрезки (у опор) 0 42 h см= в средней части пролёта 0 40 h см= При диаметре нижних стержней продольной рабочей арматуры ригеля ds=22мм с учётом требований п10312[2] назначаем поперечные стержни (хо-

34

муты) Oslash8 А400 Их шаг на приопорном участке предварительно принимаем по конструктивным соображениям 1 10 ws см= что в соответствии с п10313[2] не превышает 05h01=135см и 30 см Значения прочностных характеристик бетона класса В30 входящие в расчётные зависимости принимаем с учётом коэффици-ента условий работы 1 09bγ = Расчёт ригеля по бетонной полосе между наклонными трещинами произво-дится из условия

1 1 01b b bQ R bhϕ γle (855[2]) где 1bϕ minus коэффициент принимаемый равным 03 Проверка этого условия даёт

Q=1255 кН le 03times09times17times20times27=24786 кН те принятые размеры сечения ригеля в подрезке достаточны Проверяем требуется ли поперечная арматура по расчёту из условия

min 1 0105b b btQ Q R bhγle = (8133[2]) те Q=1255 кН gtQbmin=05times09times0115times20times27=2795 кН

поэтому расчёт поперечной арматуры необходим Находим погонное усилие в хомутах для принятых выше параметров попе-речного армирования 2101 swA см= (2Oslash8 А400) 285 swR МПа= 1 10 ws см=

11

280 101 283 10

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

Расчёт ригеля с рабочей поперечной арматурой по наклонному сечению про-изводится из условия

b swQ Q Qle + (856[2]) где b swQ Q minus поперечные силы воспринимаемые соответственно бетоном и попе-речной арматурой в наклонном сечении которые находятся по формулам

22 1 01 b b bt

bR bhQc

ϕ γ= 075sw swQ q c=

где с minus длина проекции наклонного сечения на продольную ось элемента 2bϕ minus коэффициент принимаемый равным 15 (п 8133[2])

Подставляя эти выражения в (856[2]) из условия минимума несущей спо-

собности ригеля по наклонному сечению в виде 0Qc

part=

part находим наиболее опас-

ную длину проекции наклонного сечения равную 2 2

2 1 01

1

15 09 0115 20 27 3266075 075 283

b b bt

sw

R bhc смq

ϕ γ times times times times= = =

times

35

36

которая должна быть не более 2h01 = 54 см С учётом этой величины условие (856[2]) преобразуем к виду

21 01

2

15 075

15 09 0115 20 27 075 283 3266 13863 3266

b btsw

R b hQ q сc

Q кН

γsdot sdot sdot sdotle + sdot sdot

sdot sdot sdot sdotle + sdot sdot =

1255 кН lt 13863 кН те условие прочности ригеля по наклонному сечению в подрезке при действии поперечной силы соблюдается

Необходимо также убедиться в том что принятый шаг хомутов смsw 101 = не превышает максимального шага хомутов maxws при котором ещё обеспечивается прочность ригеля по наклонному сечению между двумя соседними хомутами те

2 21 0

1 max09 0115 20 2710 1202

1255b bt

w wR b hs см s см

Qγ sdot sdot sdot sdot sdot

= lt = = asymp

Выясним теперь на каком расстоянии от опор в соответствии с характером эпюры поперечных сил в ригеле шаг поперечной арматуры может быть увеличен Примем согласно п10313[2] шаг хомутов в средней части пролёта равным

2 0075 075 40 30 ws h см= = times = что не превышает 500 мм Погонное усилие в хо-мутах для этого участка составляет

22

280 101 0942 30

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

что не меньше минимальной интенсивности этого усилия при которой попереч-ная арматура учитывается в расчёте

min 1025 025 09 0115 20 052 sw b btq R b кН смγ= = times times times asymp Очевидно что условие 1 minsw swq q для опорных участков ригеля соблюдается с ещё большим запасом При действии на ригель равномерно распределённой нагрузкиq=g1+v1 длина участка с интенсивностью усилия в хомутах 1swq принимается не менее значения

1l определяемого по формуле min

1 1bQ Q

l cq

minus= minus и не менее

40l

где minbQ minus то же что в формуле (2) но при замене 01h на рабочую высоту сечения ригеля в пролёте 0 40h см= 1с minus наиболее опасная длина проекции наклонного сечения для участка где изменяется шаг хомутов определяется по формуле (стр 34) с заменой в ней 01h на 0h а также 1swq на 2swq но не более 02 h

Тогда имеем min 05 09 0115 20 40 414 bQ кН= times times times times =

2

115 09 0115 20 40 8385

075 0942с смtimes times times times= =

times

Поскольку 1 02 80 с h см= то принимаем 1 80 c см= q=g+V=438 кНм=

37

=0438 кНсм тогда

11255 414 80 11201

0 438l смminus= minus =

В ригелях с подрезками у концов последних устанавливаются дополнитель-ные хомуты и отгибы для предотвращения горизонтальных трещин отрыва у вхо-дящего угла подрезки (рис 8) Эти хомуты и отгибы должны удовлетворять условию прочности

011

0

sin (1 )sw sw sw s inchR A R A Qh

θ+ ge minus

здесь 01 0 h h minus рабочая высота сечения ригеля соответственно в короткой консоли подрезки и вне её

Для рассматриваемого примера со сравнительно небольшим значением попе-речной силы примем дополнительные хомуты у конца подрезки в коли-честве 2Oslash12 А500С с площадью сечения 2

1 226 swA см= отгибы использовать не будем Тогда проверка условия прочности даёт

2730 226 678 1255 (1 ) 44842

кН кНtimes = gt times minus =

те установленных дополнительных хомутов достаточно для предотвращения го-ризонтальных трещин отрыва у входящего угла подрезки

Расчёт по прочности наклонного сечения проходящего через входящий угол подрезки на действие изгибающего момента производится из условия

s sw s incM M M Mle + + где М minus момент в наклонном сечении с длиной проекции laquoсraquo на продольную ось элемента Мs МswMsinc minus моменты воспринимаемые соответственно про-дольной и поперечной арматуройа также отгибами пересекаемыми рассмат-риваемым наклонным сечением относительно противоположного конца наклон-ного сечения (в отсутствии отгибов 0s incM = )

В рамках курсового проекта этот расчет не выполняется

45 Построение эпюры материалов Продольная рабочая арматура в пролете 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Пло-

щадь этой арматуры Аs определена из расчета на действие максимального изги-бающего момента в середине пролета В целях экономии арматуры по мере уменьшения изгибающего момента к опорам два стержня обрываются в пролете а два других доводятся до опор Если продольная рабочая арматура разного диа-метра то до опор доводятся два стержня большего диаметра

Площадь рабочей арматуры Аsef = 1388см2 Определяем изгибающий мо-мент воспринимаемый сечением ригеля с полной запроектированной арматурой 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С(Аs = 1388см2)

Из условия равновесия RsmiddotAs = γb1sdotRbmiddotbmiddotx гдех = ξmiddoth0

01

hbRAR

bb

efss

sdotsdotsdot

sdot=γ

ξ

38

Rs = 435 МПа = 435 кНсм2 Rb = 170 МПа = 17 кНсм2

493040207190

8813543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х = ξmiddoth0 = 0493middot40 = 1972см Изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля определяется из

условия равновесия М = RsmiddotAs(h0 ndash05х) М(2Oslash20+2Oslash22)= 435middot1388middot(40 ndash 05middot1972) = 181979кНmiddotсм = 182кНmiddotм

182кНmiddotмgt 17081кНmiddotм то есть больше действующего изгибающего момента от полной нагрузки это значит что прочность сечения обеспечена

До опоры доводятся 2Oslash22 А500С h0 = 45 ndash 3 = 42 см (см рис 9) As=76 см2

257042207190

67543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х1 = ξmiddoth0 = 0257middot42 = 108см Определяем изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля с рабо-

чей арматурой в виде двух стержней доводимых до опоры М(2Oslash22) = RsmiddotAs(2Oslash22) (h0 ndash05х1) М(2Oslash22) = 435middot76middot(42 ndash 05middot108) = 1209996кНmiddotсм =121кНmiddotм

Откладываем в масштабе на эпюре моментов полученные значения изгибаю-щих моментов М(2Oslash20+2Oslash22) и М(2Oslash22) и определяем место теоретического обрыва ра-бочей арматуры ndash это точки пересечения эпюры моментов с горизонтальной ли-нией соответствующей изгибающему моменту воспринимаемому сечением ри-геля с рабочей арматурой в виде двух стержней М(2Oslash22) (рис 10)

Эпюра моментов для этого должна быть построена точно с определением значений изгибающих моментов в

81 в

82 и в

83 пролета

Изгибающий момент в любом сечении ригеля определяется по формуле ( )

2

2xvgxRM Axsdot+

minussdot= где RA ndash опорная реакция х ndash текущая координата

( ) 0 12552A

g v lR Q

+ sdot= = = кН

При 081 lx = = 0716 м

2

18

438 07161255 0716 7862

M кН мsdot= sdot minus = sdot

При 082 lx = = 1433 м

2

28

438 14331255 1433 13482

M кН мsdot= sdot minus = sdot

39

40

При 083 lx = = 2149 м

0

2

38

438 21491255 2149 16852l

M кН мsdot= sdot minus = sdot

Длина анкеровки обрываемых стержней определяется по следующей зависи-мости

ddqQw

sw

1552

ge+= где d ndash диаметр обрываемой арматуры

Поперечная сила Q определяется графически в месте теоретического обрыва в данном случае Q = 72кН

Поперечные стержни Oslash8 А400 Rsw = 285 МПа с Аsw = 101см2 в месте теоре-тического обрыва имеют шаг 10 см

88210

011528=

sdot=

sdot=

w

swswsw S

ARq кНсм

72 5 20 2252 288

W = + sdot =sdot

см что меньше15d=1520=30 см

Принимаем W = 30 см Место теоретического обрыва арматуры можно определить аналитически

Для этого общее выражение для изгибающего момента нужно приравнять момен-ту воспринимаемому сечением ригеля с арматурой 2Oslash22 А500

М(2Oslash22) = 121кНsdotм ( ) ( ) 2 2

0 438 573 4382 2 2 2

g V l g V x xМ x x+ sdot + sdot sdot sdot

= sdot minus = sdot minus

1255х ndash 219х2 = 121 х2 ndash 573х + 553 = 0

212 2865 2865 581 2865 16365х = plusmn minus = plusmn

х1 = 1228м х2 = 553м Это точки теоретического обрыва арматуры Длина обрываемого стержня будет равна 4502ndash 1228 + 2middot03 = 3874м При-

нимаем длину обрываемого стержня 4 м Определяем аналитически величину поперечной силы в месте теоретического

обрыва арматуры ( ) ( )0

2g V l

Q g V x+ sdot

= minus + sdot

438 573 438 1228 7172

Q кНsdot= minus sdot =

Графически поперечная сила была принята 72кН с достаточной степенью точности

41

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ Для проектируемого 8-этажного здания принята сборная железобетонная ко-

лонна сечением 40times40 см Для колонн применяется тяжелый бетон классов по прочности на сжатие не

ниже В15 а для сильно загруженных ndash не ниже В25 Армируются колонны про-дольными стержнями диаметром 16 hellip40 мм из горячекатаной стали А400 А500С и поперечными стержнями преимущественно из горячекатаной стали класса А240

51 Исходные данные Нагрузка на 1 м2 перекрытия принимается такой же как и в предыдущих рас-

четах (см табл 1) Нагрузка на 1 м2 покрытия

Таблица 3 Вид нагрузки Нормативная нагруз-

ка (γf= 1) кНм2

Коэффициент надежности

по нагрузке γf

Расчетная нагрузка

(γfgt 1) кНм2 1 2 3 4

Гидроизоляционный ковер (3 слоя) 0150 13 0195 Армированная цементно-песчаная стяжка δ = 40 мм ρ = 2200 кгм3

0880 13 1144

Керамзит по уклону δ = 100 мм ρ = 600 кгм3

0600 13 0780

Утеплитель ndash минераловатные пли-ты δ = 150 мм ρ = 150 кгм3

0225 12 0270

Пароизоляция 1 слой 0050 13 0065 Многопустотная плита перекрытия с омоноличиванием швов δ = 220 мм

3400 11 3740

Постоянная нагрузка (groof) 5305 6194 Временная нагрузка ndash снеговая S = Sg 1800middot07 = 1260 ndash 1800 в том числе длительная часть снего-вой нагрузки Sl

0630 ndash 0900

Полная нагрузка (groof+ S) 6565 7994 - полная кратковременная снеговая нагрузка и коэффициент μ принимаются по СП 20133302011 или по Приложению 16

42

Материалы для колонны Бетон ndash тяжелый класса по прочности на сжатие В25 расчетное сопротивле-

ние при сжатии Rb = 145 МПа (табл 68[2] Приложение 4) Арматура minus продольная рабочая класса А500С (диаметр 16 hellip40мм) расчётное сопро-

тивление Rs = Rsc = 435 МПа (табл 614[2] Приложение 7) minus поперечная ndash класса А240

52 Определение усилий в колонне

Рассчитывается средняя колонна подвального этажа высотой hfl = 28 м Вы-сота типового этажа hflтакже равна 28 м

Грузовая площадь колонныА = 6times63 = 378 м2 Продольная сила N действующая на колонну определяется по формуле

N = γn(g +Vp + φзV0) nmiddotA + gb(n + 1) + gcol(n + 1) + γn(groof + S)A где n ndash количество этажей В нашем случае n = 8А ndash грузовая площадь g VpV0 ndash соответственно постоянная и временная нагрузки на 1 м2 перекрытия по табл 1

Согласно табл 1 g = 47 кНм2 Vp = 06кНм2V0 = 195кНм2 groof ndash постоянная нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 (groof = 6194 кНм2) S ndash полная снеговая нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 gbndash собственный вес ригеля с учетом γf и γnдлиной (63 ndash 04) = 59 м gb= 385middot59 = 2272кН 385 кНм ndash погонная нагрузка от собственного веса ригеля (см расчет риге-

ля) gcol ndash собственный вес колонны gcol = γnmiddot γf middot ρmiddot Аcolmiddothfl = 10middot11middot2500(10-2) middot04middot04middot28 = 1232 кН φ3 ndash коэффициент сочетаний (коэффициент снижения временных нагрузок в

зависимости от количества этажей) определяемый по формуле (83[1]) 1

30 404n

ϕ minusϕ = +

где φ1= 069 (см расчет ригеля) 10693 0404 0504

8ϕ minus

= + =

N = 10middot(47 +06+ 0504middot195) middot8middot378 + 2272middot (8 + 1) + 1232middot (8 + 1) + + 10middot (6194 + 18) middot378 = 251745кН

53 Расчет колонны по прочности

Расчет по прочности колонны производится как внецентренно сжатого эле-мента со случайным эксцентриситетом еа

3313040

301

=== colа he см 470600280

600=== fl

а

he см еа = 1 см

Однако расчет сжатых элементов из бетона классов В15 hellipВ35 (в нашем слу-чае В25) на действие продольной силы приложенной с эксцентриситетом е0 =

33130

== colа

he см при гибкости l0hcollt 20 допускается производить из условия

N le Nult (816[2])

43

где Nult - предельное значение продольной силы которую может воспринять элемент определяемое по формуле

Nult le ϕ(γb1RbAb + RscAstot) (817[2]) где Ab ndash площадь сечения колонны Astot ndash площадь всей продольной арматуры в сечении колонны l0 ndash расчетная длина колонны подвала с шарнирным опиранием в уровне 1-го

этажа и с жесткой заделкой в уровне фундамента Rscndash расчетное сопротивление арматуры сжатию

l0 = 07(hfl + 15 см) = 07(280 + 15) = 2065 см l0hcol =206540=516lt20 Ab=4040=1600 см2

ϕ - коэффициент принимаемый при длительном действии нагрузки по табл 81[2] или по Приложению 18 в зависимости от гибкости колонны

При l0hcol =516 коэффициент ϕ = 092

1

251745 09 145 1600092 149

435

b b b

s totsc

N R AA

R

γφminus minus sdot sdot

= = = см2

Из условия ванной сварки выпусков продольной арматуры при стыке колонн минимальный ее диаметр должен быть не менее 20 мм

Принимаем 4Oslash22 А500С Asef = 152 см2 152 100 095 021600

micro = sdot = gt тк l0hcolasymp 5

Диаметр поперечной арматуры принимаем Oslash6 А240 (из условия сварки c продольной арматурой) Шаг поперечных стержней s = 300 мм что удовлетворяет конструктивным требованиям (п10314[2]) s le 15d = 15middot22 = 330 мми s le 500 мм

Если μgt3 то шаг поперечных стержней должен быть s le 10d иs le 300 мм Армирование колонны показано на рис11

44

45

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ

61 Исходные данные Грунты основания ndash пески средней плотности условное расчётное сопротив-

ление грунта R0 = 035 МПа = 0035 кНсм2 = 350 кНм2 Бетон тяжелый класса В25 Расчетное сопротивление растяжению

Rbt = 105 МПа γb1 = 09 Арматура класса А500С Rs = 435 МПа= 435кНсм2 Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах

γm = 20 кНм3 Высоту фундамента предварительно принимаем 90см C учётом пола подвала

глубина заложения фундамента Н1 = 105 см Расчетное усилие передающееся с колонны на фундамент N = 251745кН Нормативное усилие

Nn = Nγfm = 251745115 = 218735кН где γfm = 115 ndash усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке

62 Определение размера стороны подошвы фундамента Площадь подошвы центрально нагруженного фундамента определяется по

условному давлению на грунт R0 без учета поправок в зависимости от размеров подошвы фундамента и глубины его заложения

0 1

218735 665350 20 105

n

m

NAR Hγ

= = =minus minus sdot

м2

Размер стороны квадратной подошвы фундамента 665 258a A= = = м Принимаем а = 27 м (кратно 03 м) Давление на грунт от расчетной нагрузки

2

Npa

= =251745272 = 3453кНм2 lt R0

63 Определение высоты фундамента Рабочая высота фундамента из условия продавливания

504

2

10 pR

Nhh

btb

col

++minus=

γ

0 3

25174502 05 0 2 0698 0 49809 105 10 3453

h м= minus + = minus + =sdot sdot +

Полная высота фундамента устанавливается из условий 1) продавливания Hf =(h0+005)=0498 + 005 = 0548м 2) заделки колонны в фундаменте

Hf = 15hcol + 025(м) = 15middot04 + 025 = 085 м 3) анкеровки сжатой арматуры колонны Hf = han + 025(м) Базовая длина анкеровки необходимая для передачи усилия в арматуре с

полным расчетным сопротивлением Rs на бетон определяется по формуле [3]

sbond

ssan UR

ARh =0

где As и Us ndash соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения (в нашем случае для арматуры Oslash22

As = 3801см2 Us = πd = 314middot22 = 6908 см) Rbond ndash расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном принимае-

мое равномерно распределенным по длине анкеровки

46

Rbond = γb1middotη1middotη2middotRbt где η1 ndash коэффициент учитывающий влияние вида поверхности арматуры

Для горячекатаной арматуры периодического профиля η1 = 25 η2 - коэффициент учитывающий влияние размера диаметра арматуры при-

нимаемый равным 10 ndash при диаметре продольной арматуры dsle32 мм 09 ndash при ds = 36 мм и ds = 40 мм Rbond = 09middot25middot1middot105 = 236 МПа

0435 3801 10142 236 6908anh смsdot

= =sdot

Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле[3]

efs

calsanan A

Ahh

0α=

где Ascаlи Asef ndash площади поперечного сечения арматуры соответственно требуе-мая по расчету и фактически установленная (для нашего случая Ascаl= 149 см2 Asef = 152 см2) α ndash коэффициент учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного со-стояния бетона и арматуры Для сжатых стержней периодического профиля α = 075Тогда

149075 10142 745615 2anh = sdot sdot = см

Кроме того согласно требованиям [3] фактическую длину анкеровки необ-ходимо принимать han ge 03h0an = 03middot10142 = 3043 см

han ge 15ds = 15middot20 = 30 см han ge20 см Из четырех величин принимаем максимальную длину анкеровки те han = 7456см

Следовательно из условия анкеровки арматуры Hf = 7456 + 25 = 9952см

Принимаем трехступенчатый фундамент общей высотой 100 см и с высотой ступеней 30 см и 40 см При этом ширина первой ступени а1 = 11 м а второй а2 = 18 м

Проверяем отвечает ли рабочая высота нижней ступени h03 = 40 ndash 5 = 35см условию прочности при действии поперечной силы без поперечного армирования в наклонном сечении Для единицы ширины этого сечения (b = 100 см) должно выполняться условие

Q = pl le Qbmin = 05γb1Rbth03b Поперечная сила от давления грунта

Q = pl= 05(а - a2 - 2h03)р где а - размер подошвы фундамента

h03 = 40 ndash 5 = 35см р ndash давление на грунт от расчетной нагрузки (на единицу длины) Q = 05(27 ndash18 - 2middot035) middot34533 = 3453кН Q = 3453кНltQbmin = 05middot09middot105middot103middot035middot10 = 16538кН ndash прочность обеспе-

чена

47

64 Расчет на продавливание

Проверяем нижнюю ступень фундамента на прочность против продавлива-ния

Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производится из условия (887[2]) F le Fbult где Fbult - пре-дельное усилие воспринимаемое бетоном

Fbult = γb1RbtAb

где Fminusпродавливающая сила принимаемая равной продольной силе в колонне подвального этажа на уровне обреза фундамента за вычетом нагрузки создавае-мой реактивным отпором грунта приложенным к подошве фундамента в преде-лах площади с размерами превышающими размер площадки опирания (в дан-ном случае второй ступени фундамента 2 2 18 18 a a мtimes = times ) на величину 0h во всех направлениях Ab ndash площадь расчетного поперечного сечения расположен-ного на расстоянии 05h0от границы площади приложения силы Nс рабочей высо-той сечения h0 В нашем случае h0 = h03 = 025м

Площадь Ab определяется по формуле Ab = Umiddoth03

где U ndash периметр контура расчетного сечения (см рис12а) U = (а2 + 2middot05h03) middot4 = (18 + 2middot05middot035) middot4 = 86 м

Площадь расчётного поперечного сеченияAb = 86middot035 = 301м2 Продавливающая сила равна

F=N-pA1

здесь p=3453 кНм2 minus реактивный отпор грунта A1minusплощадь основания продавливаемого фрагмента нижней ступени фундамен-

та в пределах контура расчётного поперечного сечения равная A1=(a2+205h03)2=(18+205035)2=462 м2

Проверка условия (697) [3] показывает

F=92202 кН lt 09105103301 = 284445 кН

те прочность нижней ступени фундамента против продавливания обеспече-на

48

49

65 Определение площади арматуры подошвы фундамента Подбор арматуры производим в 3-х вертикальныхсечениях фундамента

что позволяет учесть изменение параметров его расчётной схемы в качестве ко-торой принимается консольная балка загруженная действующим снизу вверх равномерно распределенным реактивным отпором грунта Для рассматривае-мых сечений вылет и высота сечения консоли будут разными поэтому выявить наиболее опасное сечение можно только после определения требуемой площади арматуры в каждом из них (см рис13)

Сечение I-I МI-I = 0125р (а ndash hcol)2middot a = 0125middot34533(27 ndash 04)2middot27 = 61654кНmiddotм Площадь сечения арматуры определяем по формуле

2

01

61654 10 165709 09 95 435

I IsI

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение II-II МII-II= 0125р(аndash а1)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 11)2middot27 = 29836кНmiddotм

2

02

29836 10 117209 09 65 435

II IIsII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение III-III МIII-III= 0125р(аndash а2)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 18)2middot27 = 944кНmiddotм

2

03

944 10 68809 09 35 435

III IIIsIII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Из трёх найденных значений подбор арматуры производим по максимально-му значению теAsmax = 1657см2

Шаг стержней принимается от 150 ммдо 300 мм (кратно 50 мм) При ширине подошвы фундамента а le 3 мминимальный диаметр стержней dmin = 10 мм при аgt3 мdmin = 12 мм

Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлени-ях арматурой из стержней Oslash14 А500с шагом 250 мм

Имеем 11Oslash14 А500С с As = 16929см2gtAsI = maxsA = 1657см2 Процент армирования μ

- в сечении I-I 11 01

16929100 100 0156 01110 95

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении II-II 22 02

16929100 100 0145 01180 65

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении III-III 33 03

16929100 100 0179 01270 35

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

Так как во всех сечениях μigtμmin=01 количество принятой арматуры оставляем без изменений В случае μiltμmin=01 диаметр принятой арматуры следует увеличить или уменьшить ее шаг

Конструкция фундамента приведена на рис13

50

51

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 СП 20133302011 Нагрузки и воздействия Актуализированная редакция СНиП 20107-85 М ГУП ЦПП 2011

2 СП 63133302012 Бетонные и железобетонные конструкции Основные положения Актуализированная редакция СНиП 52-101-2003 М ФГУП ЦПП 2004

3 ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований 4 СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные кон-

струкции М ФГУП ЦПП 2005 5 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из

тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

6 Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетон-ных конструкций из тяжелого бетона (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

52

ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Минимальный класс бетона элементов с предварительно напряженной арматурой

Таблица 4

Характеристика напрягаемой Класс бетона арматуры не ниже

Арматура классов

А540-А800

В20 А1000 В30

Арматура классов

Вр1200 Вр1300

В30 Вр1400 Вр1600 Вр1600 В20

К1400 К1500 К1600 К1700 В30

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин ndash acrсult из условия обеспечения сохранности арматуры

Таблица 5

Для элементов к которым не предъявляются требования непрониwаемости значения acrсult принимают равными

При арматуре классов

При продолжительном рас-крытии трещин мм

При непродолжительном раскрытии трещин мм

А240-А600 В500 03 04

А800А1000 Вр1200-Вр1400 К1400К1500(К-19) К1500(К-7)К1600 диаметром 12 мм

02 03

Вр1500 К1500(К-7)К1600 диамет-ром 6 и 9 мм

01 02

53

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Нормативные сопротивления бетона Rbnи Rbtn

Таблица 6

Вид сопротивления

Нормативные сопротивления бетона RbnиRbtn и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй

группы RbserиRbtser МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осевое (призменная прочность)

Rbn и Rbser

75 110 150 185 220 255 290 320 360 395 430

Растяже-ние осевое

Rbtn Rbtser 085 110 135 155 175 195 210 225 245 260 275

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Расчетные сопротивления бетона Rbи Rbt Таблица 7

Видсопротивления

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbи Rbt МПа при классе бетона

по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осе-вое(призменная прочность)

Rb

60 85 115 145 170 195 220 250 275 300 330

Растяжение осевое Rbt

056 075 090 105 115 130 140 150 160 170 180

Полностью таблицы нормативных и расчетных сопротивлений бетона см [2]

54

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения начального модуля упругости бетона Еь Таблица 8

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еьmiddot10-3 МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

190 240 275 300 325 345 360 370 380 390 395

55

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rsn

Таблица 9

Арматура классов

Номинальный диаметр арматуры мм

Нормативные значения сопротивления растяжению Rsnи расчетные значения сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы Rsser МПа

А240 6-40 240

А400 6-40 400

А500 10-40 500

А540 20-40 540

А600 10-40 600

А800 10-32 800

А1000 10-32 1000

В500 3-12 500

Вр500 3-5 500

Вр1200 8 1200

Вр1300 7 1300

Вр1400 4 5 6 1400

Вр1500 3 1500

Вр1600 3-5 1600

К1400(К-7) 15 1400

К1500(К-7) 6 9 12 1500

К1500(К-19) 14 1500

К1600 6 9 12 15 1600

К1700 6-9 1700

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 20: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

20

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО

НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2

31 Исходные данные

Постоянная нагрузка та же что при расчете плиты перекрытия на действие нагрузки V =15 кНм2 (см п 21)

Нагрузки на 1м2 перекрытия Таблица 2

Вид нагрузки Нормативная нагрузка кНм2

Коэф-т надежности по нагрузке

γf

Расчетная нагрузка

кНм2

1 2 3 4 Постоянная нагрузка g 414 47

Временная Перегородки δ = 120 мм (при-веденная нагрузка длитель-ная) V p

05 12 06

Полезная (из задания) 45 12 54 в том числе кратковременная Vsh

29

12

348

длительная V lon 16 12 192 Итого временная нагрузка V 50 60 Временная нагрузка без учета перегородок V 0

45 54

Полная нагрузка g + V 914 107

Нагрузка на 1 погонный метр длины плиты при номинальной ее ширине 15м - расчетная постоянная g = 47middot15middot10 = 705 кНм - расчетная полная (g + V) = 107middot15middot10 = 1605 кНм - нормативная постоянная gп = 414middot15middot10 = 621 кНм - нормативная полная (gп + Vп) = 914middot15middot10 = 1371 кНм - нормативная постоянная и длительная (gп + Vlonп) = (414 + 21)middot15middot10 =

936 кНм

32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы

Определение внутренних усилий Материалы для плиты расчетный пролет и поперечное сечение те же что в

пункте 21 Усилия от расчетной полной нагрузки

( ) 2 20V 1605 569 6496

8 8g l

M кН м+ sdot sdot

= = = sdot

21

( ) 0V 1605 569 45662 2

g lQ кН

+ sdot sdot= = =

Усилия от нормативной нагрузки - полной

( ) 2 20V 1371 569 5548

8 8n n

п

g lM кН м

+ sdot= = = sdot

- постоянной и длительной ( ) 2 2

0 936 569 37888 8

n lon nn

g V lM кН м

+ sdot= = = sdot

Расчет по прочности на действие изгибающего момента

2 21 0

6496 011909 115 146 19m

b b f

MR b h

αγ

= = =sdot sdot sdot sdot sdot sdot

1 1 2 1 1 2 0119 01280435( 22)

m

R см пξ αξ= minus minus = minus minus sdot =

=

012 0277 060435R

ξξ

= = lt γs3 = 11

3

01

ss

fbbsp R

hbRA

γξγ sdotsdotsdotsdot

=

2

2

09 115 146 0128 19 642 11 52

520 52

sp

s

A см

R МПа кН см

sdot sdot sdot sdot= =

sdot

= =

Принимаем 6Oslash12А600 Аspef = 679 см2

Расчет по прочности при действии поперечной силы

Условие прочности по бетонной полосе между наклонными сечениями удо-влетворяется

4566 кНlt 22240кН(см п 22) Условие прочности по наклонному сечению

Q le Qb + Qsw допускается производить расчет наклонного сечения из условия

Q1geQb1+Qsw1 (860[2]) Qb1=05middotγb1middotRbmiddotbmiddoth0 (861[2]) Qsw1=qswmiddoth0 (862[2]) Qb1=05middot09middot009middot377middot19=2901кН

То поперечная арматура (хомуты) необходима по расчету для восприятия усилия

Qsw1 = 4566 ndash 2907 = 1665 кН

22

23

Поперечная арматура учитывается в расчете если qswgeqswmin

qswmin=025γb1Rbtb (п 8133[2])

Усилие в поперечной арматуре на единицу длины равно 1

0sw

swQqh

=

1665 087619swq = = кНсмltqswmin = 025middot09middot009middot377 = 0763кНсм

w

swswsw S

ARq sdot= (859[2])

Назначая шаг хомутов Sw = 10см le 05middoth0 (8311[3]) получаем 0876 10 0292

30sw w

swsw

q SARsdot sdot

= = = см2

Rsw = 300 МПа = 30 кНсм2 Проверяем прочность сечения при действии поперечной силы Условие

прочности Q1 le Qb1 + Qsw1 Q1 = 4566 кН - поперечная сила действующая в сечение Qb1 = 2901 кН Qsw1 = qswmiddoth0

30 078 23410

sw swsw

w

R AqSsdot sdot

= = = кнсм

Qsw1 = 234middot19 = 4446кН 4566 кН lt (2901 + 4466)кН 4566 кН lt 7347 кН

Прочность обеспечена Окончательно принимаем на приопорных участках плиты по четыре каркаса

с поперечной рабочей арматурой (хомутами) расположенной с шагомSw = 10см Для 4Oslash5 В500С в одном сечении имеем Аswef = 078см2gtАsw

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы

Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)

Ared = 184148 см2 Sred = 1975656 см3 у0= 1073 см

( ) ( )

( ) ( )

3 32 2

32 2 4

146 385 459 14146 385 22 1073 05 385 459 143 05 22 107312 12

149 385 149 385 1073 05 385 727 679 1073 3 1084577312

redI

см

sdot sdot= + sdot sdot minus minus sdot + + sdot sdot sdot minus +

sdot+ + sdot sdot minus sdot + sdot sdot minus =

3

0

10845773 1010791073

redred

IW смy

= = = sup 310845773 9623581127redW см= =

24

W= 125Wred = 125middot101079 = 126349 см3 101079 549184148

red

red

Wr смA

= = =

е0 = 1073 ndash 3 = 773 см eяр = 773 + 549 = 1322 см

Потери предварительного напряжения арматуры ∆σsp1 =144 МПа ∆σsp2 = 0 ∆σsp3 = 0 ∆σsp4 = 0 Таким образом первые потери составляют ∆σsp(1) =144 МПа

∆σsp5 = 40 МПа

11 орbp

red red

Pe yPA I

σ = + (см п 23)

Р1 = 679middot (48 ndash 144) = 31614 кН еор = 773 см 231614 31614 773 0414

183643 1081529bpσ sdot= + = кНсм2 = 414 МПа

0033980161792

096==micro

( )6 2

08 727 28 414 5803775 1836431 727 0003398 1 1 08 28

1081529

spσ sdot sdot sdot∆ = =

sdot+ sdot + sdot + sdot

МПа

То полные потери равны ∆σsp(2) = 144 + 40 + 5803 = 11203МПа Если полные потери будут меньше 100МПа следует принять σsp(2)= 100МПа

Р(2) = (480 ndash 112) middot609 = 24987кН Мcrc = RbtsermiddotW+P(2)middoteяр=0135middot126349 + 2498middot1322 = 50089кНmiddotсм =

5009кНmiddotм Изгибающий момент от полной нормативной нагрузки равен

Мn = 5548 кНmiddotмgtМсrс = 5009кНsdotм Следовательно трещины в растянутой зоне от эксплуатационных нагрузок

образуются

Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси Расчет по раскрытию трещин производят из условия

acrc le acrcult (8118[2]) acrc ndash ширина раскрытия трещины от действия внешней нагрузки acrcult ndash предельно допустимая ширина раскрытия трещин (п 826[4] При-

ложение 2) Для арматуры классов А240-А600 В500C величина acrcultсоставляет

03 мм ndash при продолжительном раскрытии трещин 04 мм ndash при непродолжительном раскрытии трещин

Ширину раскрытия нормальных трещин определяют по формуле

ss

sscrc l

Ea sdotsdotsdotsdotsdot=

σψϕϕϕ 321 (8128[4])

25

где σs ndash напряжение в продольной растянутой арматуре в нормальном сечении с трещиной от соответствующей внешней нагрузки

ls ndash базовое расстояние между смежными нормальными трещинами ψs ndash коэффициент учитывающий неравномерное распределение относительных

деформаций растянутой арматуры между трещинами допускается принимать ψs =1 если при этом условие 8118[2] не удовлетворяется значение ψs следу-ет определять по формуле 8138[2]

ϕ1 ndash коэффициент учитывающий продолжительность действия нагрузки при-нимаемый равным 10 ndash при непродолжительном действии нагрузки 14 ndash при продолжительном действии нагрузки

ϕ2 ndash коэффициент учитывающий профиль продольной арматуры и равный ϕ2 = 05 ndash для арматуры периодического профиля и канатной

ϕ3 ndash коэффициент учитывающий вид напряженного состояния и для изгибаемых элементов принимаемый равнымϕ3 = 10

Для прямоугольных тавровых и двутавровых сечений значение σsдопускает-ся определять по формуле

(2)( )s

ssp

M z PA

σminus

= (412 [5])

где z ndash плечо внутренней пары сил равное z=ςh0 а коэффициент ς определя-ется по табл 42 [5] или по Приложению 18 в зависимости от следующих пара-метров

)(

0

11

)2(0 bhAa

aPM

ebh

hbb spss

ss

fff

sdot==

minus= microϕ

Ms= Mn =5548 кНм=5548 кНсм P(2)ndashусилие предварительного обжатия с учетом полных потерь равное P(2)=24987 кН Производя вычисления получаем

0

(1460 459) 385 5548 2220442 222 117459 190 24987 190

sf s

ee смh

φ minus sdot= = = = = =

sdot

Коэффициент αs1 для всех видов арматуры кроме канатной можно прини-мать равным αs1=300Rbser=30015=20

где Rbser=15 МПа Тогда

1200 679 0156459 190samicro sdot

sdot = =sdot

По табл 42 [6] или по Приложению 18 определяем ς=082 z=ςh0=082190=1558 см

2(5548 1588) 24987 1564 1564 679s кН см МПаσ minus

= = =

26

С целью недопущения чрезмерных пластических деформаций в продольной рабочей арматуре напряжения σsвней (а точнее их приращение под действием внешней нагрузки) не должны превышать (Rsserndash σsp(2)) где σsp(2)ndash величина пред-варительного напряжения арматуры с учетом полных потерь те

(2) (2) 480 112 368 sp sp sp МПаσ σ σ= minus∆ = minus =

(2)1562 ( ) 600 368 232 s s ser spМПа R МПаσ σ= lt minus = minus = Как видим полученное значение σs удовлетворяет установленному ограни-

чению В противном случае следует увеличить площадь продольной рабочей ар-матуры

Значение базового расстояния между трещинами определяют по формуле

ss

bts d

AAl 50= (8217[2]) и принимают не менее 10d и 10 см и не более 40d

и 40 см Abtndash площадь сечения растянутого бетона As ndash площадь сечения растянутой арматуры Ширину раскрытия трещин acrc принимают - при продолжительном раскрытии

acrc = acrc1(8119[2]) - при непродолжительном раскрытии

acrc = acrc1 + acrc2 ndashacrc3 (8120[2]) где acrc1 ndash ширина раскрытия трещин от продолжительного действия посто-

янных и временных длительных нагрузок acrc2 ndash ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоян-

ных и временных (длительных и кратковременных) нагрузок acrc3 - ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоян-

ных и временных длительных нагрузок Базовое расстояние между смежными нормальными трещинами определяется

по формуле

ss

bts d

AAl 50=

Здесь Abt ndash площадь сечения растянутого бетона равная Abt = byt+(bf - b)hf

гдеyt ndash высота растянутой зоны которую для прямоугольных тавровых и двутавровых сечений допускается принимать по формуле

yt = ky0 Поправочный коэффициент kучитывает неупругие деформации растянутого

бетона и для двутавровых сечений принимается равным 095 Значение y0 ndash есть высота растянутой зоны бетона определяемая как для упругого материала по приведенному сечению по формуле

)(

)2(0

serbtred

red

RP

A

Sy

+=

27

Определяем

0

2

1975656 535 095 535 508 249871841480135

459 508 (1490 459) 385 6301

t

bt

y см y см

A см

= = = sdot =+

= sdot + minus sdot =

Значение Abt принимается равным площади сечения при ее высоте в пределах не менее 2а и не более 05h(п4233 [4]) те не менее

1490385+(6-385)459=6729 см2 и не более 45911+(149-459)385=90184 см2

следовательно принимаем Abt =6729см2 Тогда 246621

096967250 =sdotsdot=sl смПринимается не более 40d и не более 40см Оконча-

тельно принимается 40 см Поскольку изгибающий момент от постоянной и временной длительной нор-

мативной нагрузок Mnl=3788кНм меньше момента образования трещин Mcrc=5009кНм то приращение напряжений в продольной рабочей арматуре от внешней нагрузки (см формулу (412[5]) будет меньше нуля В этом случае сле-дует считатьacrc1= acrc3= 0 и определять только ширину раскрытия трещин acrc2 от непродолжительного действия постоянных длительных и кратковременных нагрузок при φl=10

2 5

156410 05 10 10 40 001564 0156 2 10crca см мм= sdot sdot sdot sdot = =sdot

Это значение необходимо сопоставить с предельно допустимой шириной раскрытия трещин acrcult принимаемой из условия обеспечения сохранности ар-матуры при непродолжительном раскрытии

acrc2ltacrcult=04 мм ndash условие (826[2]) или см Приложение 2 удовлетворя-ется

Расчет прогиба плиты

Расчет изгибаемых элементов по прогибам производят из условия flefult (8139[2])

где fndash прогиб элемента от действия внешней нагрузки fult ndash значение предельно допустимого прогиба (см п 23) Полная кривизна для участков с трещинами определяется по формуле

(102)[4] без учета кривизны от непродолжительного действия усилия обжатия и кривизны вследствие усадки и ползучести бетона

321

1111

+

minus

=

rrrr

где 1

1

rndash кривизна от непродолжительного действия всей нагрузки

2

1

r ndash кривизна от непродолжительного действия постоянных и

временных длительных нагрузок

28

3

1

r ndash кривизна от продолжительного действия постоянных и вре-

менных длительных нагрузок Так как прогиб плиты ограничивается эстетико-психологическими требова-

ниями

1

1

rndash

2

1

r ndash кривизна вызванная непродолжительным действием кратко-

временной нагрузки не учитывается Таким образом кривизна в середине пролета определяется только от про-

должительного действия постоянных и длительных нагрузок те при действии изгибающего момента Мnl = 3788 кНmiddotм

Для элементов прямоугольного и таврового сечений при hfle 03h0 кривизну

допускается определять по формуле (440 [5])

redbc

nl

EhbM

r 30

1sdotsdotsdot

где ϕс ndash коэффициент определяемый по табл 45 [5] или по Приложению 15в за-висимости от параметров

( )0

bhhbb ff

f

sdotminus=ϕ μmiddotαs2 и esh0

0bhAs=micro

redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α

При определении αs2допускается принимать 1=sψ Если при этом условие flefult не удовлетворяется то расчет производят с учетом коэффициента ψs опреде-ляемого по формуле

s

crcss σ

σψ 801minus= (8138[2])

где σscrc ndash приращение напряжений в растянутой арматуре в сечении с трещиной сразу после образования нормальных трещин при М = Мcrc σs ndash то же при действии рассматриваемой нагрузки

sp

ss A

PzM )2()( minus=σ (412 [5])

sp

crccrcs A

PzM )2(

)( minus=σ

z ndash расстояние от центра тяжести арматуры расположенной в растянутой зоне сечения до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне эле-мента

Ebred ndash приведенный модуль деформации сжатого бетона принимаемый равным

redb

serbredb

RE

1

ε

=

где εb1red =28sdot10-4 при продолжительном действии нагрузки при относительной влажности воздуха окружающей среды 75 ge W ge 40(табл610[2])

)2(PM

e ss = Ms = Mnl= 3788 кНmiddotм

Р(2) ndash усилие предварительного обжатия с учетом всех потерь Р(2) = 24987 кН

Определяем величины необходимые для нахождения ϕс

29

( ) ( ) 442019945

853945146

0

=sdotsdotminus

=sdotminus

=bh

hbb fffϕ

0

679 000779459 19

sAbh

micro = = =sdot

Коэффициент приведения арматуры к бетону

redb

redss E

E

2 =α (117[4]) Еsred =

s

sEψ

(118[4]) redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α принимаем sψ = 1

Приведенный модуль деформаций сжатого бетона

53571028

0154

1

=

sdot== minus

redb

serbredb

RE

εМПа = 5357кНсм2

5

22 10 37335357sαsdot

= = μmiddotαs2= 000779∙3733 = 0291 (2)

nls

MeP

=3788 1516

24987se = = см

0

1516 079819

seh

= =

Теперь по табл 45[5] или по таблице Приложения 15 путем интерполяции находимϕс = 0603

Определяем кривизну имея все данные 5

3

1 3788 1372 10 0603 459 19 5357r см

minus= = sdotsdot sdot sdot

20

5 2

5 1 485 372 10 569 126 2845 48 ult

f lr

f см f cмminus

= sdot sdot

= sdot sdot sdot = lt =

Условие 8139[2] удовлетворяется те жесткость плиты достаточна

30

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ Для опирания пустотных панелей принимается сечение ригеля высотой hb =

45 см или hb = 60 см для опирания ребристых панелей принимается сечение риге-ля высотой hb = 60 см Ригели могут выполняться обычными или предварительно напряженными Высота сечения обычного ригеля bb lh

asymp

101

151

41 Исходные данные Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м2 перекрытия принимаются те же

что и при расчете панели перекрытия Ригель шарнирно оперт на консоли колон-ны hb = 45 см Расчетный пролет (рис 6)

l0 = lb ndash b ndash 2times20 ndash 130 = 6300 ndash 400 ndash 40 ndash 130 = 5730 мм = 573 м где lb ndash пролет ригеля в осях

b ndash размер колонны 20 ndash зазор между колонной и торцом ригеля 130 ndash размер площадки опирания Расчетная нагрузка на 1 м длины ригеля определяется с грузовой полосы

равной шагу рам в данном случае шаг рам 6 м(табл 1) Постоянная (g) - от перекрытия с учетом коэффициента надежности по ответственности зда-

нияγп = 10 gfl =gmiddotlnmiddotᵞn= 47middot60middot10 = 282 кНм

гдеln ndashшаг рам - от веса ригеля

gbn = (02middot045 + 02middot025) middot2500middot10-2 = 35 кНм где 2500 кгм3 ndash плотность железобетона С учетом коэффициента надежно-

сти по нагрузке γf = 11 и по ответственности здания γп = 10 gb = 35middot11middot10 = 385 кНм

Итого постоянная нагрузка погонная те с грузовой полосы равной шагу рамg1=gfl+ gb = 282 + 385 = 321 кНм

Временная нагрузка (V) с учетом коэффициента надежности по ответствен-ности здания γп = 10 и коэффициента сочетания (см табл1)

1

1

0604AA

ϕ = +

где А1 = 9 м2для помещений указанных в поз 1212[1] А ndash грузовая площадь ригеля А = 60times63 = 378 м2

10604 0693378

9

ϕ = + =

На коэффициент сочетания умножается нагрузка без учета перегородок V1=( Vp+ 1ϕ middot V0)middotᵞnmiddotln

V1= (06+0693middot195)middot10middot60 = 1171кНм Полная погонная нагрузка

g1 + V1 = 321 + 1171 = 438кНм

31

32

42 Определение усилий в ригеле Расчетная схема ригеля ndash однопролетная шарнирно опертая балка пролетом

l0 Вычисляем значение максимального изгибающего момента М и максимальной поперечной силы Q от полной расчетной нагрузки

( ) 2 21 1 0V 438 573 17976

8 8g l

M кН м+ sdot

= = = sdot

( )1 1 0V 438 573 12552 2

g lQ кН

+ sdot= = =

Характеристики прочности бетона и арматуры - бетон тяжелый класса В30 расчетное сопротивление при сжатии Rb = 170

МПа при растяжении Rbt= 115 МПа (табл 68[2] приложение 4) γb1 = 09 (6112[2])

- арматура продольная рабочая класса А500С диаметром 10-40 мм расчетное сопротивление Rs = 435 МПа=435Кнсм2 поперечная рабочая арматура класса А400 диаметром 6-8 мм Rsw = 280 МПа=280Кнсм2 (табл 615[2])

43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента

Определяем высоту сжатой зоны х = ξmiddoth0 где h0 ndash рабочая высота сечения ригеля ξ ndash относительная высота сжатой зоны определяемая в зависимости от αт

h0 = (hb ndash 5) = 40 см

201 hbR

M

bbm sdotsdotsdot=γ

α

М = 17081кНmiddotм = 17081кНmiddotсм Rb = 17 МПа = 17 кНсм2 b ndash ширина сечения ригеля b = 20 см

2 21 0

17980 036709 17 20 40m

b b

MR b h

αγ

= = =sdot sdot sdot sdot sdot sdot

1 1 2 1 1 2 0367 0485mξ α= minus minus = minus minus sdot = высота сжатой зоны х = ξmiddoth0 = 0485middot40 = 1938см Граница сжатой зоны проходит в узкой части сечения ригеля следовательно

расчет ведем как для прямоугольного сечения Расчет по прочности нормальных сечений производится в зависимости от со-

отношения относительной высоты сжатой зоны бетона и граничной относитель-ной высоты ξR при которой предельное состояние элемента наступает по сжатой зоне бетона одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения равного расчетному сопротивлению Rs

Значение ξR определяется по формуле

0

2

08

1

RR

s el

b

xh

ξ εε

= =+

(81[2])

где εsel ndash относительная деформация растянутой арматуры при напряжениях равных Rs

33

s

sels E

R=ε Rs = 435 МПа Еs = 2middot105МПа

εb2 ndash относительная деформация сжатого бетона при напряжениях равных Rb принимаемая равной 00035 (п 6120 [2])

00217501002

4355 =

sdot=elsε

4930

0035000217501

80=

+=Rξ

значение ξR можно определить по табл 32 [4] или по Приложению 11 тк ξltξR

площадь сечения растянутой арматуры определяется по формуле 1 0 09 17 20 0485 40 1365

435b b

ss

R b hAR

γ ξsdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot= = = см2

Если ξgtξR следует увеличить сечение ригеля или повысить класс бетона или запроектировать в сжатой зоне сжатую рабочую арматуру с площадью Аs

Если ξ = ξR = 0493 х = 0493middot40 = 1972 см те при ξ le ξR граница сжатой зо-

ны всегда проходит в узкой части сечения ригеля По найденной площади сечения растянутой арматуры по сортаменту (При-

ложение 12) подбираем 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Аsef = 1388см2 741

40201008813 =

sdotsdot

=micro

Площадь подобранной арматуры должна быть больше требуемой по расчету площади или равна ей

Можно подобрать стержни одинакового диаметра так чтобы площадь подо-бранной арматуры отличалась бы от площади требуемой арматуры незначитель-но

44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил

Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил производится на основе модели наклонных сечений [3] Ригель опирается на колонну с помощью консолей скрытых в его подрезке (рис 8) те имеет место резко изменяющаяся высота сечения ригеля на опоре При расчёте по модели наклонных сечений должны быть обеспечены проч-ность ригеля по бетонной полосе между наклонными сечениями по наклонному сечению на действие поперечной силы и изгибающего момента Для ригелей с подрезками на опорах производится расчёт по поперечной силе для наклонных сечений проходящих у опоры консоли образованной подрезкой При этом в расчётные формулы вводится рабочая высота h01короткой консоли ри-геля Таким образом в качестве расчётного принимаем прямоугольное сечение с размерами 1 20 30 b h смtimes = times в котором действует поперечная силаQ=1255 кН от полной расчётной нагрузки Рабочая высота сечения ригеля в подрезке составляет

01 27 h см= вне подрезки (у опор) 0 42 h см= в средней части пролёта 0 40 h см= При диаметре нижних стержней продольной рабочей арматуры ригеля ds=22мм с учётом требований п10312[2] назначаем поперечные стержни (хо-

34

муты) Oslash8 А400 Их шаг на приопорном участке предварительно принимаем по конструктивным соображениям 1 10 ws см= что в соответствии с п10313[2] не превышает 05h01=135см и 30 см Значения прочностных характеристик бетона класса В30 входящие в расчётные зависимости принимаем с учётом коэффици-ента условий работы 1 09bγ = Расчёт ригеля по бетонной полосе между наклонными трещинами произво-дится из условия

1 1 01b b bQ R bhϕ γle (855[2]) где 1bϕ minus коэффициент принимаемый равным 03 Проверка этого условия даёт

Q=1255 кН le 03times09times17times20times27=24786 кН те принятые размеры сечения ригеля в подрезке достаточны Проверяем требуется ли поперечная арматура по расчёту из условия

min 1 0105b b btQ Q R bhγle = (8133[2]) те Q=1255 кН gtQbmin=05times09times0115times20times27=2795 кН

поэтому расчёт поперечной арматуры необходим Находим погонное усилие в хомутах для принятых выше параметров попе-речного армирования 2101 swA см= (2Oslash8 А400) 285 swR МПа= 1 10 ws см=

11

280 101 283 10

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

Расчёт ригеля с рабочей поперечной арматурой по наклонному сечению про-изводится из условия

b swQ Q Qle + (856[2]) где b swQ Q minus поперечные силы воспринимаемые соответственно бетоном и попе-речной арматурой в наклонном сечении которые находятся по формулам

22 1 01 b b bt

bR bhQc

ϕ γ= 075sw swQ q c=

где с minus длина проекции наклонного сечения на продольную ось элемента 2bϕ minus коэффициент принимаемый равным 15 (п 8133[2])

Подставляя эти выражения в (856[2]) из условия минимума несущей спо-

собности ригеля по наклонному сечению в виде 0Qc

part=

part находим наиболее опас-

ную длину проекции наклонного сечения равную 2 2

2 1 01

1

15 09 0115 20 27 3266075 075 283

b b bt

sw

R bhc смq

ϕ γ times times times times= = =

times

35

36

которая должна быть не более 2h01 = 54 см С учётом этой величины условие (856[2]) преобразуем к виду

21 01

2

15 075

15 09 0115 20 27 075 283 3266 13863 3266

b btsw

R b hQ q сc

Q кН

γsdot sdot sdot sdotle + sdot sdot

sdot sdot sdot sdotle + sdot sdot =

1255 кН lt 13863 кН те условие прочности ригеля по наклонному сечению в подрезке при действии поперечной силы соблюдается

Необходимо также убедиться в том что принятый шаг хомутов смsw 101 = не превышает максимального шага хомутов maxws при котором ещё обеспечивается прочность ригеля по наклонному сечению между двумя соседними хомутами те

2 21 0

1 max09 0115 20 2710 1202

1255b bt

w wR b hs см s см

Qγ sdot sdot sdot sdot sdot

= lt = = asymp

Выясним теперь на каком расстоянии от опор в соответствии с характером эпюры поперечных сил в ригеле шаг поперечной арматуры может быть увеличен Примем согласно п10313[2] шаг хомутов в средней части пролёта равным

2 0075 075 40 30 ws h см= = times = что не превышает 500 мм Погонное усилие в хо-мутах для этого участка составляет

22

280 101 0942 30

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

что не меньше минимальной интенсивности этого усилия при которой попереч-ная арматура учитывается в расчёте

min 1025 025 09 0115 20 052 sw b btq R b кН смγ= = times times times asymp Очевидно что условие 1 minsw swq q для опорных участков ригеля соблюдается с ещё большим запасом При действии на ригель равномерно распределённой нагрузкиq=g1+v1 длина участка с интенсивностью усилия в хомутах 1swq принимается не менее значения

1l определяемого по формуле min

1 1bQ Q

l cq

minus= minus и не менее

40l

где minbQ minus то же что в формуле (2) но при замене 01h на рабочую высоту сечения ригеля в пролёте 0 40h см= 1с minus наиболее опасная длина проекции наклонного сечения для участка где изменяется шаг хомутов определяется по формуле (стр 34) с заменой в ней 01h на 0h а также 1swq на 2swq но не более 02 h

Тогда имеем min 05 09 0115 20 40 414 bQ кН= times times times times =

2

115 09 0115 20 40 8385

075 0942с смtimes times times times= =

times

Поскольку 1 02 80 с h см= то принимаем 1 80 c см= q=g+V=438 кНм=

37

=0438 кНсм тогда

11255 414 80 11201

0 438l смminus= minus =

В ригелях с подрезками у концов последних устанавливаются дополнитель-ные хомуты и отгибы для предотвращения горизонтальных трещин отрыва у вхо-дящего угла подрезки (рис 8) Эти хомуты и отгибы должны удовлетворять условию прочности

011

0

sin (1 )sw sw sw s inchR A R A Qh

θ+ ge minus

здесь 01 0 h h minus рабочая высота сечения ригеля соответственно в короткой консоли подрезки и вне её

Для рассматриваемого примера со сравнительно небольшим значением попе-речной силы примем дополнительные хомуты у конца подрезки в коли-честве 2Oslash12 А500С с площадью сечения 2

1 226 swA см= отгибы использовать не будем Тогда проверка условия прочности даёт

2730 226 678 1255 (1 ) 44842

кН кНtimes = gt times minus =

те установленных дополнительных хомутов достаточно для предотвращения го-ризонтальных трещин отрыва у входящего угла подрезки

Расчёт по прочности наклонного сечения проходящего через входящий угол подрезки на действие изгибающего момента производится из условия

s sw s incM M M Mle + + где М minus момент в наклонном сечении с длиной проекции laquoсraquo на продольную ось элемента Мs МswMsinc minus моменты воспринимаемые соответственно про-дольной и поперечной арматуройа также отгибами пересекаемыми рассмат-риваемым наклонным сечением относительно противоположного конца наклон-ного сечения (в отсутствии отгибов 0s incM = )

В рамках курсового проекта этот расчет не выполняется

45 Построение эпюры материалов Продольная рабочая арматура в пролете 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Пло-

щадь этой арматуры Аs определена из расчета на действие максимального изги-бающего момента в середине пролета В целях экономии арматуры по мере уменьшения изгибающего момента к опорам два стержня обрываются в пролете а два других доводятся до опор Если продольная рабочая арматура разного диа-метра то до опор доводятся два стержня большего диаметра

Площадь рабочей арматуры Аsef = 1388см2 Определяем изгибающий мо-мент воспринимаемый сечением ригеля с полной запроектированной арматурой 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С(Аs = 1388см2)

Из условия равновесия RsmiddotAs = γb1sdotRbmiddotbmiddotx гдех = ξmiddoth0

01

hbRAR

bb

efss

sdotsdotsdot

sdot=γ

ξ

38

Rs = 435 МПа = 435 кНсм2 Rb = 170 МПа = 17 кНсм2

493040207190

8813543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х = ξmiddoth0 = 0493middot40 = 1972см Изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля определяется из

условия равновесия М = RsmiddotAs(h0 ndash05х) М(2Oslash20+2Oslash22)= 435middot1388middot(40 ndash 05middot1972) = 181979кНmiddotсм = 182кНmiddotм

182кНmiddotмgt 17081кНmiddotм то есть больше действующего изгибающего момента от полной нагрузки это значит что прочность сечения обеспечена

До опоры доводятся 2Oslash22 А500С h0 = 45 ndash 3 = 42 см (см рис 9) As=76 см2

257042207190

67543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х1 = ξmiddoth0 = 0257middot42 = 108см Определяем изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля с рабо-

чей арматурой в виде двух стержней доводимых до опоры М(2Oslash22) = RsmiddotAs(2Oslash22) (h0 ndash05х1) М(2Oslash22) = 435middot76middot(42 ndash 05middot108) = 1209996кНmiddotсм =121кНmiddotм

Откладываем в масштабе на эпюре моментов полученные значения изгибаю-щих моментов М(2Oslash20+2Oslash22) и М(2Oslash22) и определяем место теоретического обрыва ра-бочей арматуры ndash это точки пересечения эпюры моментов с горизонтальной ли-нией соответствующей изгибающему моменту воспринимаемому сечением ри-геля с рабочей арматурой в виде двух стержней М(2Oslash22) (рис 10)

Эпюра моментов для этого должна быть построена точно с определением значений изгибающих моментов в

81 в

82 и в

83 пролета

Изгибающий момент в любом сечении ригеля определяется по формуле ( )

2

2xvgxRM Axsdot+

minussdot= где RA ndash опорная реакция х ndash текущая координата

( ) 0 12552A

g v lR Q

+ sdot= = = кН

При 081 lx = = 0716 м

2

18

438 07161255 0716 7862

M кН мsdot= sdot minus = sdot

При 082 lx = = 1433 м

2

28

438 14331255 1433 13482

M кН мsdot= sdot minus = sdot

39

40

При 083 lx = = 2149 м

0

2

38

438 21491255 2149 16852l

M кН мsdot= sdot minus = sdot

Длина анкеровки обрываемых стержней определяется по следующей зависи-мости

ddqQw

sw

1552

ge+= где d ndash диаметр обрываемой арматуры

Поперечная сила Q определяется графически в месте теоретического обрыва в данном случае Q = 72кН

Поперечные стержни Oslash8 А400 Rsw = 285 МПа с Аsw = 101см2 в месте теоре-тического обрыва имеют шаг 10 см

88210

011528=

sdot=

sdot=

w

swswsw S

ARq кНсм

72 5 20 2252 288

W = + sdot =sdot

см что меньше15d=1520=30 см

Принимаем W = 30 см Место теоретического обрыва арматуры можно определить аналитически

Для этого общее выражение для изгибающего момента нужно приравнять момен-ту воспринимаемому сечением ригеля с арматурой 2Oslash22 А500

М(2Oslash22) = 121кНsdotм ( ) ( ) 2 2

0 438 573 4382 2 2 2

g V l g V x xМ x x+ sdot + sdot sdot sdot

= sdot minus = sdot minus

1255х ndash 219х2 = 121 х2 ndash 573х + 553 = 0

212 2865 2865 581 2865 16365х = plusmn minus = plusmn

х1 = 1228м х2 = 553м Это точки теоретического обрыва арматуры Длина обрываемого стержня будет равна 4502ndash 1228 + 2middot03 = 3874м При-

нимаем длину обрываемого стержня 4 м Определяем аналитически величину поперечной силы в месте теоретического

обрыва арматуры ( ) ( )0

2g V l

Q g V x+ sdot

= minus + sdot

438 573 438 1228 7172

Q кНsdot= minus sdot =

Графически поперечная сила была принята 72кН с достаточной степенью точности

41

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ Для проектируемого 8-этажного здания принята сборная железобетонная ко-

лонна сечением 40times40 см Для колонн применяется тяжелый бетон классов по прочности на сжатие не

ниже В15 а для сильно загруженных ndash не ниже В25 Армируются колонны про-дольными стержнями диаметром 16 hellip40 мм из горячекатаной стали А400 А500С и поперечными стержнями преимущественно из горячекатаной стали класса А240

51 Исходные данные Нагрузка на 1 м2 перекрытия принимается такой же как и в предыдущих рас-

четах (см табл 1) Нагрузка на 1 м2 покрытия

Таблица 3 Вид нагрузки Нормативная нагруз-

ка (γf= 1) кНм2

Коэффициент надежности

по нагрузке γf

Расчетная нагрузка

(γfgt 1) кНм2 1 2 3 4

Гидроизоляционный ковер (3 слоя) 0150 13 0195 Армированная цементно-песчаная стяжка δ = 40 мм ρ = 2200 кгм3

0880 13 1144

Керамзит по уклону δ = 100 мм ρ = 600 кгм3

0600 13 0780

Утеплитель ndash минераловатные пли-ты δ = 150 мм ρ = 150 кгм3

0225 12 0270

Пароизоляция 1 слой 0050 13 0065 Многопустотная плита перекрытия с омоноличиванием швов δ = 220 мм

3400 11 3740

Постоянная нагрузка (groof) 5305 6194 Временная нагрузка ndash снеговая S = Sg 1800middot07 = 1260 ndash 1800 в том числе длительная часть снего-вой нагрузки Sl

0630 ndash 0900

Полная нагрузка (groof+ S) 6565 7994 - полная кратковременная снеговая нагрузка и коэффициент μ принимаются по СП 20133302011 или по Приложению 16

42

Материалы для колонны Бетон ndash тяжелый класса по прочности на сжатие В25 расчетное сопротивле-

ние при сжатии Rb = 145 МПа (табл 68[2] Приложение 4) Арматура minus продольная рабочая класса А500С (диаметр 16 hellip40мм) расчётное сопро-

тивление Rs = Rsc = 435 МПа (табл 614[2] Приложение 7) minus поперечная ndash класса А240

52 Определение усилий в колонне

Рассчитывается средняя колонна подвального этажа высотой hfl = 28 м Вы-сота типового этажа hflтакже равна 28 м

Грузовая площадь колонныА = 6times63 = 378 м2 Продольная сила N действующая на колонну определяется по формуле

N = γn(g +Vp + φзV0) nmiddotA + gb(n + 1) + gcol(n + 1) + γn(groof + S)A где n ndash количество этажей В нашем случае n = 8А ndash грузовая площадь g VpV0 ndash соответственно постоянная и временная нагрузки на 1 м2 перекрытия по табл 1

Согласно табл 1 g = 47 кНм2 Vp = 06кНм2V0 = 195кНм2 groof ndash постоянная нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 (groof = 6194 кНм2) S ndash полная снеговая нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 gbndash собственный вес ригеля с учетом γf и γnдлиной (63 ndash 04) = 59 м gb= 385middot59 = 2272кН 385 кНм ndash погонная нагрузка от собственного веса ригеля (см расчет риге-

ля) gcol ndash собственный вес колонны gcol = γnmiddot γf middot ρmiddot Аcolmiddothfl = 10middot11middot2500(10-2) middot04middot04middot28 = 1232 кН φ3 ndash коэффициент сочетаний (коэффициент снижения временных нагрузок в

зависимости от количества этажей) определяемый по формуле (83[1]) 1

30 404n

ϕ minusϕ = +

где φ1= 069 (см расчет ригеля) 10693 0404 0504

8ϕ minus

= + =

N = 10middot(47 +06+ 0504middot195) middot8middot378 + 2272middot (8 + 1) + 1232middot (8 + 1) + + 10middot (6194 + 18) middot378 = 251745кН

53 Расчет колонны по прочности

Расчет по прочности колонны производится как внецентренно сжатого эле-мента со случайным эксцентриситетом еа

3313040

301

=== colа he см 470600280

600=== fl

а

he см еа = 1 см

Однако расчет сжатых элементов из бетона классов В15 hellipВ35 (в нашем слу-чае В25) на действие продольной силы приложенной с эксцентриситетом е0 =

33130

== colа

he см при гибкости l0hcollt 20 допускается производить из условия

N le Nult (816[2])

43

где Nult - предельное значение продольной силы которую может воспринять элемент определяемое по формуле

Nult le ϕ(γb1RbAb + RscAstot) (817[2]) где Ab ndash площадь сечения колонны Astot ndash площадь всей продольной арматуры в сечении колонны l0 ndash расчетная длина колонны подвала с шарнирным опиранием в уровне 1-го

этажа и с жесткой заделкой в уровне фундамента Rscndash расчетное сопротивление арматуры сжатию

l0 = 07(hfl + 15 см) = 07(280 + 15) = 2065 см l0hcol =206540=516lt20 Ab=4040=1600 см2

ϕ - коэффициент принимаемый при длительном действии нагрузки по табл 81[2] или по Приложению 18 в зависимости от гибкости колонны

При l0hcol =516 коэффициент ϕ = 092

1

251745 09 145 1600092 149

435

b b b

s totsc

N R AA

R

γφminus minus sdot sdot

= = = см2

Из условия ванной сварки выпусков продольной арматуры при стыке колонн минимальный ее диаметр должен быть не менее 20 мм

Принимаем 4Oslash22 А500С Asef = 152 см2 152 100 095 021600

micro = sdot = gt тк l0hcolasymp 5

Диаметр поперечной арматуры принимаем Oslash6 А240 (из условия сварки c продольной арматурой) Шаг поперечных стержней s = 300 мм что удовлетворяет конструктивным требованиям (п10314[2]) s le 15d = 15middot22 = 330 мми s le 500 мм

Если μgt3 то шаг поперечных стержней должен быть s le 10d иs le 300 мм Армирование колонны показано на рис11

44

45

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ

61 Исходные данные Грунты основания ndash пески средней плотности условное расчётное сопротив-

ление грунта R0 = 035 МПа = 0035 кНсм2 = 350 кНм2 Бетон тяжелый класса В25 Расчетное сопротивление растяжению

Rbt = 105 МПа γb1 = 09 Арматура класса А500С Rs = 435 МПа= 435кНсм2 Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах

γm = 20 кНм3 Высоту фундамента предварительно принимаем 90см C учётом пола подвала

глубина заложения фундамента Н1 = 105 см Расчетное усилие передающееся с колонны на фундамент N = 251745кН Нормативное усилие

Nn = Nγfm = 251745115 = 218735кН где γfm = 115 ndash усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке

62 Определение размера стороны подошвы фундамента Площадь подошвы центрально нагруженного фундамента определяется по

условному давлению на грунт R0 без учета поправок в зависимости от размеров подошвы фундамента и глубины его заложения

0 1

218735 665350 20 105

n

m

NAR Hγ

= = =minus minus sdot

м2

Размер стороны квадратной подошвы фундамента 665 258a A= = = м Принимаем а = 27 м (кратно 03 м) Давление на грунт от расчетной нагрузки

2

Npa

= =251745272 = 3453кНм2 lt R0

63 Определение высоты фундамента Рабочая высота фундамента из условия продавливания

504

2

10 pR

Nhh

btb

col

++minus=

γ

0 3

25174502 05 0 2 0698 0 49809 105 10 3453

h м= minus + = minus + =sdot sdot +

Полная высота фундамента устанавливается из условий 1) продавливания Hf =(h0+005)=0498 + 005 = 0548м 2) заделки колонны в фундаменте

Hf = 15hcol + 025(м) = 15middot04 + 025 = 085 м 3) анкеровки сжатой арматуры колонны Hf = han + 025(м) Базовая длина анкеровки необходимая для передачи усилия в арматуре с

полным расчетным сопротивлением Rs на бетон определяется по формуле [3]

sbond

ssan UR

ARh =0

где As и Us ndash соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения (в нашем случае для арматуры Oslash22

As = 3801см2 Us = πd = 314middot22 = 6908 см) Rbond ndash расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном принимае-

мое равномерно распределенным по длине анкеровки

46

Rbond = γb1middotη1middotη2middotRbt где η1 ndash коэффициент учитывающий влияние вида поверхности арматуры

Для горячекатаной арматуры периодического профиля η1 = 25 η2 - коэффициент учитывающий влияние размера диаметра арматуры при-

нимаемый равным 10 ndash при диаметре продольной арматуры dsle32 мм 09 ndash при ds = 36 мм и ds = 40 мм Rbond = 09middot25middot1middot105 = 236 МПа

0435 3801 10142 236 6908anh смsdot

= =sdot

Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле[3]

efs

calsanan A

Ahh

0α=

где Ascаlи Asef ndash площади поперечного сечения арматуры соответственно требуе-мая по расчету и фактически установленная (для нашего случая Ascаl= 149 см2 Asef = 152 см2) α ndash коэффициент учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного со-стояния бетона и арматуры Для сжатых стержней периодического профиля α = 075Тогда

149075 10142 745615 2anh = sdot sdot = см

Кроме того согласно требованиям [3] фактическую длину анкеровки необ-ходимо принимать han ge 03h0an = 03middot10142 = 3043 см

han ge 15ds = 15middot20 = 30 см han ge20 см Из четырех величин принимаем максимальную длину анкеровки те han = 7456см

Следовательно из условия анкеровки арматуры Hf = 7456 + 25 = 9952см

Принимаем трехступенчатый фундамент общей высотой 100 см и с высотой ступеней 30 см и 40 см При этом ширина первой ступени а1 = 11 м а второй а2 = 18 м

Проверяем отвечает ли рабочая высота нижней ступени h03 = 40 ndash 5 = 35см условию прочности при действии поперечной силы без поперечного армирования в наклонном сечении Для единицы ширины этого сечения (b = 100 см) должно выполняться условие

Q = pl le Qbmin = 05γb1Rbth03b Поперечная сила от давления грунта

Q = pl= 05(а - a2 - 2h03)р где а - размер подошвы фундамента

h03 = 40 ndash 5 = 35см р ndash давление на грунт от расчетной нагрузки (на единицу длины) Q = 05(27 ndash18 - 2middot035) middot34533 = 3453кН Q = 3453кНltQbmin = 05middot09middot105middot103middot035middot10 = 16538кН ndash прочность обеспе-

чена

47

64 Расчет на продавливание

Проверяем нижнюю ступень фундамента на прочность против продавлива-ния

Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производится из условия (887[2]) F le Fbult где Fbult - пре-дельное усилие воспринимаемое бетоном

Fbult = γb1RbtAb

где Fminusпродавливающая сила принимаемая равной продольной силе в колонне подвального этажа на уровне обреза фундамента за вычетом нагрузки создавае-мой реактивным отпором грунта приложенным к подошве фундамента в преде-лах площади с размерами превышающими размер площадки опирания (в дан-ном случае второй ступени фундамента 2 2 18 18 a a мtimes = times ) на величину 0h во всех направлениях Ab ndash площадь расчетного поперечного сечения расположен-ного на расстоянии 05h0от границы площади приложения силы Nс рабочей высо-той сечения h0 В нашем случае h0 = h03 = 025м

Площадь Ab определяется по формуле Ab = Umiddoth03

где U ndash периметр контура расчетного сечения (см рис12а) U = (а2 + 2middot05h03) middot4 = (18 + 2middot05middot035) middot4 = 86 м

Площадь расчётного поперечного сеченияAb = 86middot035 = 301м2 Продавливающая сила равна

F=N-pA1

здесь p=3453 кНм2 minus реактивный отпор грунта A1minusплощадь основания продавливаемого фрагмента нижней ступени фундамен-

та в пределах контура расчётного поперечного сечения равная A1=(a2+205h03)2=(18+205035)2=462 м2

Проверка условия (697) [3] показывает

F=92202 кН lt 09105103301 = 284445 кН

те прочность нижней ступени фундамента против продавливания обеспече-на

48

49

65 Определение площади арматуры подошвы фундамента Подбор арматуры производим в 3-х вертикальныхсечениях фундамента

что позволяет учесть изменение параметров его расчётной схемы в качестве ко-торой принимается консольная балка загруженная действующим снизу вверх равномерно распределенным реактивным отпором грунта Для рассматривае-мых сечений вылет и высота сечения консоли будут разными поэтому выявить наиболее опасное сечение можно только после определения требуемой площади арматуры в каждом из них (см рис13)

Сечение I-I МI-I = 0125р (а ndash hcol)2middot a = 0125middot34533(27 ndash 04)2middot27 = 61654кНmiddotм Площадь сечения арматуры определяем по формуле

2

01

61654 10 165709 09 95 435

I IsI

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение II-II МII-II= 0125р(аndash а1)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 11)2middot27 = 29836кНmiddotм

2

02

29836 10 117209 09 65 435

II IIsII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение III-III МIII-III= 0125р(аndash а2)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 18)2middot27 = 944кНmiddotм

2

03

944 10 68809 09 35 435

III IIIsIII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Из трёх найденных значений подбор арматуры производим по максимально-му значению теAsmax = 1657см2

Шаг стержней принимается от 150 ммдо 300 мм (кратно 50 мм) При ширине подошвы фундамента а le 3 мминимальный диаметр стержней dmin = 10 мм при аgt3 мdmin = 12 мм

Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлени-ях арматурой из стержней Oslash14 А500с шагом 250 мм

Имеем 11Oslash14 А500С с As = 16929см2gtAsI = maxsA = 1657см2 Процент армирования μ

- в сечении I-I 11 01

16929100 100 0156 01110 95

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении II-II 22 02

16929100 100 0145 01180 65

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении III-III 33 03

16929100 100 0179 01270 35

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

Так как во всех сечениях μigtμmin=01 количество принятой арматуры оставляем без изменений В случае μiltμmin=01 диаметр принятой арматуры следует увеличить или уменьшить ее шаг

Конструкция фундамента приведена на рис13

50

51

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 СП 20133302011 Нагрузки и воздействия Актуализированная редакция СНиП 20107-85 М ГУП ЦПП 2011

2 СП 63133302012 Бетонные и железобетонные конструкции Основные положения Актуализированная редакция СНиП 52-101-2003 М ФГУП ЦПП 2004

3 ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований 4 СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные кон-

струкции М ФГУП ЦПП 2005 5 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из

тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

6 Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетон-ных конструкций из тяжелого бетона (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

52

ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Минимальный класс бетона элементов с предварительно напряженной арматурой

Таблица 4

Характеристика напрягаемой Класс бетона арматуры не ниже

Арматура классов

А540-А800

В20 А1000 В30

Арматура классов

Вр1200 Вр1300

В30 Вр1400 Вр1600 Вр1600 В20

К1400 К1500 К1600 К1700 В30

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин ndash acrсult из условия обеспечения сохранности арматуры

Таблица 5

Для элементов к которым не предъявляются требования непрониwаемости значения acrсult принимают равными

При арматуре классов

При продолжительном рас-крытии трещин мм

При непродолжительном раскрытии трещин мм

А240-А600 В500 03 04

А800А1000 Вр1200-Вр1400 К1400К1500(К-19) К1500(К-7)К1600 диаметром 12 мм

02 03

Вр1500 К1500(К-7)К1600 диамет-ром 6 и 9 мм

01 02

53

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Нормативные сопротивления бетона Rbnи Rbtn

Таблица 6

Вид сопротивления

Нормативные сопротивления бетона RbnиRbtn и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй

группы RbserиRbtser МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осевое (призменная прочность)

Rbn и Rbser

75 110 150 185 220 255 290 320 360 395 430

Растяже-ние осевое

Rbtn Rbtser 085 110 135 155 175 195 210 225 245 260 275

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Расчетные сопротивления бетона Rbи Rbt Таблица 7

Видсопротивления

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbи Rbt МПа при классе бетона

по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осе-вое(призменная прочность)

Rb

60 85 115 145 170 195 220 250 275 300 330

Растяжение осевое Rbt

056 075 090 105 115 130 140 150 160 170 180

Полностью таблицы нормативных и расчетных сопротивлений бетона см [2]

54

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения начального модуля упругости бетона Еь Таблица 8

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еьmiddot10-3 МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

190 240 275 300 325 345 360 370 380 390 395

55

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rsn

Таблица 9

Арматура классов

Номинальный диаметр арматуры мм

Нормативные значения сопротивления растяжению Rsnи расчетные значения сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы Rsser МПа

А240 6-40 240

А400 6-40 400

А500 10-40 500

А540 20-40 540

А600 10-40 600

А800 10-32 800

А1000 10-32 1000

В500 3-12 500

Вр500 3-5 500

Вр1200 8 1200

Вр1300 7 1300

Вр1400 4 5 6 1400

Вр1500 3 1500

Вр1600 3-5 1600

К1400(К-7) 15 1400

К1500(К-7) 6 9 12 1500

К1500(К-19) 14 1500

К1600 6 9 12 15 1600

К1700 6-9 1700

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 21: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

21

( ) 0V 1605 569 45662 2

g lQ кН

+ sdot sdot= = =

Усилия от нормативной нагрузки - полной

( ) 2 20V 1371 569 5548

8 8n n

п

g lM кН м

+ sdot= = = sdot

- постоянной и длительной ( ) 2 2

0 936 569 37888 8

n lon nn

g V lM кН м

+ sdot= = = sdot

Расчет по прочности на действие изгибающего момента

2 21 0

6496 011909 115 146 19m

b b f

MR b h

αγ

= = =sdot sdot sdot sdot sdot sdot

1 1 2 1 1 2 0119 01280435( 22)

m

R см пξ αξ= minus minus = minus minus sdot =

=

012 0277 060435R

ξξ

= = lt γs3 = 11

3

01

ss

fbbsp R

hbRA

γξγ sdotsdotsdotsdot

=

2

2

09 115 146 0128 19 642 11 52

520 52

sp

s

A см

R МПа кН см

sdot sdot sdot sdot= =

sdot

= =

Принимаем 6Oslash12А600 Аspef = 679 см2

Расчет по прочности при действии поперечной силы

Условие прочности по бетонной полосе между наклонными сечениями удо-влетворяется

4566 кНlt 22240кН(см п 22) Условие прочности по наклонному сечению

Q le Qb + Qsw допускается производить расчет наклонного сечения из условия

Q1geQb1+Qsw1 (860[2]) Qb1=05middotγb1middotRbmiddotbmiddoth0 (861[2]) Qsw1=qswmiddoth0 (862[2]) Qb1=05middot09middot009middot377middot19=2901кН

То поперечная арматура (хомуты) необходима по расчету для восприятия усилия

Qsw1 = 4566 ndash 2907 = 1665 кН

22

23

Поперечная арматура учитывается в расчете если qswgeqswmin

qswmin=025γb1Rbtb (п 8133[2])

Усилие в поперечной арматуре на единицу длины равно 1

0sw

swQqh

=

1665 087619swq = = кНсмltqswmin = 025middot09middot009middot377 = 0763кНсм

w

swswsw S

ARq sdot= (859[2])

Назначая шаг хомутов Sw = 10см le 05middoth0 (8311[3]) получаем 0876 10 0292

30sw w

swsw

q SARsdot sdot

= = = см2

Rsw = 300 МПа = 30 кНсм2 Проверяем прочность сечения при действии поперечной силы Условие

прочности Q1 le Qb1 + Qsw1 Q1 = 4566 кН - поперечная сила действующая в сечение Qb1 = 2901 кН Qsw1 = qswmiddoth0

30 078 23410

sw swsw

w

R AqSsdot sdot

= = = кнсм

Qsw1 = 234middot19 = 4446кН 4566 кН lt (2901 + 4466)кН 4566 кН lt 7347 кН

Прочность обеспечена Окончательно принимаем на приопорных участках плиты по четыре каркаса

с поперечной рабочей арматурой (хомутами) расположенной с шагомSw = 10см Для 4Oslash5 В500С в одном сечении имеем Аswef = 078см2gtАsw

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы

Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)

Ared = 184148 см2 Sred = 1975656 см3 у0= 1073 см

( ) ( )

( ) ( )

3 32 2

32 2 4

146 385 459 14146 385 22 1073 05 385 459 143 05 22 107312 12

149 385 149 385 1073 05 385 727 679 1073 3 1084577312

redI

см

sdot sdot= + sdot sdot minus minus sdot + + sdot sdot sdot minus +

sdot+ + sdot sdot minus sdot + sdot sdot minus =

3

0

10845773 1010791073

redred

IW смy

= = = sup 310845773 9623581127redW см= =

24

W= 125Wred = 125middot101079 = 126349 см3 101079 549184148

red

red

Wr смA

= = =

е0 = 1073 ndash 3 = 773 см eяр = 773 + 549 = 1322 см

Потери предварительного напряжения арматуры ∆σsp1 =144 МПа ∆σsp2 = 0 ∆σsp3 = 0 ∆σsp4 = 0 Таким образом первые потери составляют ∆σsp(1) =144 МПа

∆σsp5 = 40 МПа

11 орbp

red red

Pe yPA I

σ = + (см п 23)

Р1 = 679middot (48 ndash 144) = 31614 кН еор = 773 см 231614 31614 773 0414

183643 1081529bpσ sdot= + = кНсм2 = 414 МПа

0033980161792

096==micro

( )6 2

08 727 28 414 5803775 1836431 727 0003398 1 1 08 28

1081529

spσ sdot sdot sdot∆ = =

sdot+ sdot + sdot + sdot

МПа

То полные потери равны ∆σsp(2) = 144 + 40 + 5803 = 11203МПа Если полные потери будут меньше 100МПа следует принять σsp(2)= 100МПа

Р(2) = (480 ndash 112) middot609 = 24987кН Мcrc = RbtsermiddotW+P(2)middoteяр=0135middot126349 + 2498middot1322 = 50089кНmiddotсм =

5009кНmiddotм Изгибающий момент от полной нормативной нагрузки равен

Мn = 5548 кНmiddotмgtМсrс = 5009кНsdotм Следовательно трещины в растянутой зоне от эксплуатационных нагрузок

образуются

Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси Расчет по раскрытию трещин производят из условия

acrc le acrcult (8118[2]) acrc ndash ширина раскрытия трещины от действия внешней нагрузки acrcult ndash предельно допустимая ширина раскрытия трещин (п 826[4] При-

ложение 2) Для арматуры классов А240-А600 В500C величина acrcultсоставляет

03 мм ndash при продолжительном раскрытии трещин 04 мм ndash при непродолжительном раскрытии трещин

Ширину раскрытия нормальных трещин определяют по формуле

ss

sscrc l

Ea sdotsdotsdotsdotsdot=

σψϕϕϕ 321 (8128[4])

25

где σs ndash напряжение в продольной растянутой арматуре в нормальном сечении с трещиной от соответствующей внешней нагрузки

ls ndash базовое расстояние между смежными нормальными трещинами ψs ndash коэффициент учитывающий неравномерное распределение относительных

деформаций растянутой арматуры между трещинами допускается принимать ψs =1 если при этом условие 8118[2] не удовлетворяется значение ψs следу-ет определять по формуле 8138[2]

ϕ1 ndash коэффициент учитывающий продолжительность действия нагрузки при-нимаемый равным 10 ndash при непродолжительном действии нагрузки 14 ndash при продолжительном действии нагрузки

ϕ2 ndash коэффициент учитывающий профиль продольной арматуры и равный ϕ2 = 05 ndash для арматуры периодического профиля и канатной

ϕ3 ndash коэффициент учитывающий вид напряженного состояния и для изгибаемых элементов принимаемый равнымϕ3 = 10

Для прямоугольных тавровых и двутавровых сечений значение σsдопускает-ся определять по формуле

(2)( )s

ssp

M z PA

σminus

= (412 [5])

где z ndash плечо внутренней пары сил равное z=ςh0 а коэффициент ς определя-ется по табл 42 [5] или по Приложению 18 в зависимости от следующих пара-метров

)(

0

11

)2(0 bhAa

aPM

ebh

hbb spss

ss

fff

sdot==

minus= microϕ

Ms= Mn =5548 кНм=5548 кНсм P(2)ndashусилие предварительного обжатия с учетом полных потерь равное P(2)=24987 кН Производя вычисления получаем

0

(1460 459) 385 5548 2220442 222 117459 190 24987 190

sf s

ee смh

φ minus sdot= = = = = =

sdot

Коэффициент αs1 для всех видов арматуры кроме канатной можно прини-мать равным αs1=300Rbser=30015=20

где Rbser=15 МПа Тогда

1200 679 0156459 190samicro sdot

sdot = =sdot

По табл 42 [6] или по Приложению 18 определяем ς=082 z=ςh0=082190=1558 см

2(5548 1588) 24987 1564 1564 679s кН см МПаσ minus

= = =

26

С целью недопущения чрезмерных пластических деформаций в продольной рабочей арматуре напряжения σsвней (а точнее их приращение под действием внешней нагрузки) не должны превышать (Rsserndash σsp(2)) где σsp(2)ndash величина пред-варительного напряжения арматуры с учетом полных потерь те

(2) (2) 480 112 368 sp sp sp МПаσ σ σ= minus∆ = minus =

(2)1562 ( ) 600 368 232 s s ser spМПа R МПаσ σ= lt minus = minus = Как видим полученное значение σs удовлетворяет установленному ограни-

чению В противном случае следует увеличить площадь продольной рабочей ар-матуры

Значение базового расстояния между трещинами определяют по формуле

ss

bts d

AAl 50= (8217[2]) и принимают не менее 10d и 10 см и не более 40d

и 40 см Abtndash площадь сечения растянутого бетона As ndash площадь сечения растянутой арматуры Ширину раскрытия трещин acrc принимают - при продолжительном раскрытии

acrc = acrc1(8119[2]) - при непродолжительном раскрытии

acrc = acrc1 + acrc2 ndashacrc3 (8120[2]) где acrc1 ndash ширина раскрытия трещин от продолжительного действия посто-

янных и временных длительных нагрузок acrc2 ndash ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоян-

ных и временных (длительных и кратковременных) нагрузок acrc3 - ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоян-

ных и временных длительных нагрузок Базовое расстояние между смежными нормальными трещинами определяется

по формуле

ss

bts d

AAl 50=

Здесь Abt ndash площадь сечения растянутого бетона равная Abt = byt+(bf - b)hf

гдеyt ndash высота растянутой зоны которую для прямоугольных тавровых и двутавровых сечений допускается принимать по формуле

yt = ky0 Поправочный коэффициент kучитывает неупругие деформации растянутого

бетона и для двутавровых сечений принимается равным 095 Значение y0 ndash есть высота растянутой зоны бетона определяемая как для упругого материала по приведенному сечению по формуле

)(

)2(0

serbtred

red

RP

A

Sy

+=

27

Определяем

0

2

1975656 535 095 535 508 249871841480135

459 508 (1490 459) 385 6301

t

bt

y см y см

A см

= = = sdot =+

= sdot + minus sdot =

Значение Abt принимается равным площади сечения при ее высоте в пределах не менее 2а и не более 05h(п4233 [4]) те не менее

1490385+(6-385)459=6729 см2 и не более 45911+(149-459)385=90184 см2

следовательно принимаем Abt =6729см2 Тогда 246621

096967250 =sdotsdot=sl смПринимается не более 40d и не более 40см Оконча-

тельно принимается 40 см Поскольку изгибающий момент от постоянной и временной длительной нор-

мативной нагрузок Mnl=3788кНм меньше момента образования трещин Mcrc=5009кНм то приращение напряжений в продольной рабочей арматуре от внешней нагрузки (см формулу (412[5]) будет меньше нуля В этом случае сле-дует считатьacrc1= acrc3= 0 и определять только ширину раскрытия трещин acrc2 от непродолжительного действия постоянных длительных и кратковременных нагрузок при φl=10

2 5

156410 05 10 10 40 001564 0156 2 10crca см мм= sdot sdot sdot sdot = =sdot

Это значение необходимо сопоставить с предельно допустимой шириной раскрытия трещин acrcult принимаемой из условия обеспечения сохранности ар-матуры при непродолжительном раскрытии

acrc2ltacrcult=04 мм ndash условие (826[2]) или см Приложение 2 удовлетворя-ется

Расчет прогиба плиты

Расчет изгибаемых элементов по прогибам производят из условия flefult (8139[2])

где fndash прогиб элемента от действия внешней нагрузки fult ndash значение предельно допустимого прогиба (см п 23) Полная кривизна для участков с трещинами определяется по формуле

(102)[4] без учета кривизны от непродолжительного действия усилия обжатия и кривизны вследствие усадки и ползучести бетона

321

1111

+

minus

=

rrrr

где 1

1

rndash кривизна от непродолжительного действия всей нагрузки

2

1

r ndash кривизна от непродолжительного действия постоянных и

временных длительных нагрузок

28

3

1

r ndash кривизна от продолжительного действия постоянных и вре-

менных длительных нагрузок Так как прогиб плиты ограничивается эстетико-психологическими требова-

ниями

1

1

rndash

2

1

r ndash кривизна вызванная непродолжительным действием кратко-

временной нагрузки не учитывается Таким образом кривизна в середине пролета определяется только от про-

должительного действия постоянных и длительных нагрузок те при действии изгибающего момента Мnl = 3788 кНmiddotм

Для элементов прямоугольного и таврового сечений при hfle 03h0 кривизну

допускается определять по формуле (440 [5])

redbc

nl

EhbM

r 30

1sdotsdotsdot

где ϕс ndash коэффициент определяемый по табл 45 [5] или по Приложению 15в за-висимости от параметров

( )0

bhhbb ff

f

sdotminus=ϕ μmiddotαs2 и esh0

0bhAs=micro

redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α

При определении αs2допускается принимать 1=sψ Если при этом условие flefult не удовлетворяется то расчет производят с учетом коэффициента ψs опреде-ляемого по формуле

s

crcss σ

σψ 801minus= (8138[2])

где σscrc ndash приращение напряжений в растянутой арматуре в сечении с трещиной сразу после образования нормальных трещин при М = Мcrc σs ndash то же при действии рассматриваемой нагрузки

sp

ss A

PzM )2()( minus=σ (412 [5])

sp

crccrcs A

PzM )2(

)( minus=σ

z ndash расстояние от центра тяжести арматуры расположенной в растянутой зоне сечения до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне эле-мента

Ebred ndash приведенный модуль деформации сжатого бетона принимаемый равным

redb

serbredb

RE

1

ε

=

где εb1red =28sdot10-4 при продолжительном действии нагрузки при относительной влажности воздуха окружающей среды 75 ge W ge 40(табл610[2])

)2(PM

e ss = Ms = Mnl= 3788 кНmiddotм

Р(2) ndash усилие предварительного обжатия с учетом всех потерь Р(2) = 24987 кН

Определяем величины необходимые для нахождения ϕс

29

( ) ( ) 442019945

853945146

0

=sdotsdotminus

=sdotminus

=bh

hbb fffϕ

0

679 000779459 19

sAbh

micro = = =sdot

Коэффициент приведения арматуры к бетону

redb

redss E

E

2 =α (117[4]) Еsred =

s

sEψ

(118[4]) redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α принимаем sψ = 1

Приведенный модуль деформаций сжатого бетона

53571028

0154

1

=

sdot== minus

redb

serbredb

RE

εМПа = 5357кНсм2

5

22 10 37335357sαsdot

= = μmiddotαs2= 000779∙3733 = 0291 (2)

nls

MeP

=3788 1516

24987se = = см

0

1516 079819

seh

= =

Теперь по табл 45[5] или по таблице Приложения 15 путем интерполяции находимϕс = 0603

Определяем кривизну имея все данные 5

3

1 3788 1372 10 0603 459 19 5357r см

minus= = sdotsdot sdot sdot

20

5 2

5 1 485 372 10 569 126 2845 48 ult

f lr

f см f cмminus

= sdot sdot

= sdot sdot sdot = lt =

Условие 8139[2] удовлетворяется те жесткость плиты достаточна

30

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ Для опирания пустотных панелей принимается сечение ригеля высотой hb =

45 см или hb = 60 см для опирания ребристых панелей принимается сечение риге-ля высотой hb = 60 см Ригели могут выполняться обычными или предварительно напряженными Высота сечения обычного ригеля bb lh

asymp

101

151

41 Исходные данные Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м2 перекрытия принимаются те же

что и при расчете панели перекрытия Ригель шарнирно оперт на консоли колон-ны hb = 45 см Расчетный пролет (рис 6)

l0 = lb ndash b ndash 2times20 ndash 130 = 6300 ndash 400 ndash 40 ndash 130 = 5730 мм = 573 м где lb ndash пролет ригеля в осях

b ndash размер колонны 20 ndash зазор между колонной и торцом ригеля 130 ndash размер площадки опирания Расчетная нагрузка на 1 м длины ригеля определяется с грузовой полосы

равной шагу рам в данном случае шаг рам 6 м(табл 1) Постоянная (g) - от перекрытия с учетом коэффициента надежности по ответственности зда-

нияγп = 10 gfl =gmiddotlnmiddotᵞn= 47middot60middot10 = 282 кНм

гдеln ndashшаг рам - от веса ригеля

gbn = (02middot045 + 02middot025) middot2500middot10-2 = 35 кНм где 2500 кгм3 ndash плотность железобетона С учетом коэффициента надежно-

сти по нагрузке γf = 11 и по ответственности здания γп = 10 gb = 35middot11middot10 = 385 кНм

Итого постоянная нагрузка погонная те с грузовой полосы равной шагу рамg1=gfl+ gb = 282 + 385 = 321 кНм

Временная нагрузка (V) с учетом коэффициента надежности по ответствен-ности здания γп = 10 и коэффициента сочетания (см табл1)

1

1

0604AA

ϕ = +

где А1 = 9 м2для помещений указанных в поз 1212[1] А ndash грузовая площадь ригеля А = 60times63 = 378 м2

10604 0693378

9

ϕ = + =

На коэффициент сочетания умножается нагрузка без учета перегородок V1=( Vp+ 1ϕ middot V0)middotᵞnmiddotln

V1= (06+0693middot195)middot10middot60 = 1171кНм Полная погонная нагрузка

g1 + V1 = 321 + 1171 = 438кНм

31

32

42 Определение усилий в ригеле Расчетная схема ригеля ndash однопролетная шарнирно опертая балка пролетом

l0 Вычисляем значение максимального изгибающего момента М и максимальной поперечной силы Q от полной расчетной нагрузки

( ) 2 21 1 0V 438 573 17976

8 8g l

M кН м+ sdot

= = = sdot

( )1 1 0V 438 573 12552 2

g lQ кН

+ sdot= = =

Характеристики прочности бетона и арматуры - бетон тяжелый класса В30 расчетное сопротивление при сжатии Rb = 170

МПа при растяжении Rbt= 115 МПа (табл 68[2] приложение 4) γb1 = 09 (6112[2])

- арматура продольная рабочая класса А500С диаметром 10-40 мм расчетное сопротивление Rs = 435 МПа=435Кнсм2 поперечная рабочая арматура класса А400 диаметром 6-8 мм Rsw = 280 МПа=280Кнсм2 (табл 615[2])

43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента

Определяем высоту сжатой зоны х = ξmiddoth0 где h0 ndash рабочая высота сечения ригеля ξ ndash относительная высота сжатой зоны определяемая в зависимости от αт

h0 = (hb ndash 5) = 40 см

201 hbR

M

bbm sdotsdotsdot=γ

α

М = 17081кНmiddotм = 17081кНmiddotсм Rb = 17 МПа = 17 кНсм2 b ndash ширина сечения ригеля b = 20 см

2 21 0

17980 036709 17 20 40m

b b

MR b h

αγ

= = =sdot sdot sdot sdot sdot sdot

1 1 2 1 1 2 0367 0485mξ α= minus minus = minus minus sdot = высота сжатой зоны х = ξmiddoth0 = 0485middot40 = 1938см Граница сжатой зоны проходит в узкой части сечения ригеля следовательно

расчет ведем как для прямоугольного сечения Расчет по прочности нормальных сечений производится в зависимости от со-

отношения относительной высоты сжатой зоны бетона и граничной относитель-ной высоты ξR при которой предельное состояние элемента наступает по сжатой зоне бетона одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения равного расчетному сопротивлению Rs

Значение ξR определяется по формуле

0

2

08

1

RR

s el

b

xh

ξ εε

= =+

(81[2])

где εsel ndash относительная деформация растянутой арматуры при напряжениях равных Rs

33

s

sels E

R=ε Rs = 435 МПа Еs = 2middot105МПа

εb2 ndash относительная деформация сжатого бетона при напряжениях равных Rb принимаемая равной 00035 (п 6120 [2])

00217501002

4355 =

sdot=elsε

4930

0035000217501

80=

+=Rξ

значение ξR можно определить по табл 32 [4] или по Приложению 11 тк ξltξR

площадь сечения растянутой арматуры определяется по формуле 1 0 09 17 20 0485 40 1365

435b b

ss

R b hAR

γ ξsdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot= = = см2

Если ξgtξR следует увеличить сечение ригеля или повысить класс бетона или запроектировать в сжатой зоне сжатую рабочую арматуру с площадью Аs

Если ξ = ξR = 0493 х = 0493middot40 = 1972 см те при ξ le ξR граница сжатой зо-

ны всегда проходит в узкой части сечения ригеля По найденной площади сечения растянутой арматуры по сортаменту (При-

ложение 12) подбираем 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Аsef = 1388см2 741

40201008813 =

sdotsdot

=micro

Площадь подобранной арматуры должна быть больше требуемой по расчету площади или равна ей

Можно подобрать стержни одинакового диаметра так чтобы площадь подо-бранной арматуры отличалась бы от площади требуемой арматуры незначитель-но

44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил

Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил производится на основе модели наклонных сечений [3] Ригель опирается на колонну с помощью консолей скрытых в его подрезке (рис 8) те имеет место резко изменяющаяся высота сечения ригеля на опоре При расчёте по модели наклонных сечений должны быть обеспечены проч-ность ригеля по бетонной полосе между наклонными сечениями по наклонному сечению на действие поперечной силы и изгибающего момента Для ригелей с подрезками на опорах производится расчёт по поперечной силе для наклонных сечений проходящих у опоры консоли образованной подрезкой При этом в расчётные формулы вводится рабочая высота h01короткой консоли ри-геля Таким образом в качестве расчётного принимаем прямоугольное сечение с размерами 1 20 30 b h смtimes = times в котором действует поперечная силаQ=1255 кН от полной расчётной нагрузки Рабочая высота сечения ригеля в подрезке составляет

01 27 h см= вне подрезки (у опор) 0 42 h см= в средней части пролёта 0 40 h см= При диаметре нижних стержней продольной рабочей арматуры ригеля ds=22мм с учётом требований п10312[2] назначаем поперечные стержни (хо-

34

муты) Oslash8 А400 Их шаг на приопорном участке предварительно принимаем по конструктивным соображениям 1 10 ws см= что в соответствии с п10313[2] не превышает 05h01=135см и 30 см Значения прочностных характеристик бетона класса В30 входящие в расчётные зависимости принимаем с учётом коэффици-ента условий работы 1 09bγ = Расчёт ригеля по бетонной полосе между наклонными трещинами произво-дится из условия

1 1 01b b bQ R bhϕ γle (855[2]) где 1bϕ minus коэффициент принимаемый равным 03 Проверка этого условия даёт

Q=1255 кН le 03times09times17times20times27=24786 кН те принятые размеры сечения ригеля в подрезке достаточны Проверяем требуется ли поперечная арматура по расчёту из условия

min 1 0105b b btQ Q R bhγle = (8133[2]) те Q=1255 кН gtQbmin=05times09times0115times20times27=2795 кН

поэтому расчёт поперечной арматуры необходим Находим погонное усилие в хомутах для принятых выше параметров попе-речного армирования 2101 swA см= (2Oslash8 А400) 285 swR МПа= 1 10 ws см=

11

280 101 283 10

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

Расчёт ригеля с рабочей поперечной арматурой по наклонному сечению про-изводится из условия

b swQ Q Qle + (856[2]) где b swQ Q minus поперечные силы воспринимаемые соответственно бетоном и попе-речной арматурой в наклонном сечении которые находятся по формулам

22 1 01 b b bt

bR bhQc

ϕ γ= 075sw swQ q c=

где с minus длина проекции наклонного сечения на продольную ось элемента 2bϕ minus коэффициент принимаемый равным 15 (п 8133[2])

Подставляя эти выражения в (856[2]) из условия минимума несущей спо-

собности ригеля по наклонному сечению в виде 0Qc

part=

part находим наиболее опас-

ную длину проекции наклонного сечения равную 2 2

2 1 01

1

15 09 0115 20 27 3266075 075 283

b b bt

sw

R bhc смq

ϕ γ times times times times= = =

times

35

36

которая должна быть не более 2h01 = 54 см С учётом этой величины условие (856[2]) преобразуем к виду

21 01

2

15 075

15 09 0115 20 27 075 283 3266 13863 3266

b btsw

R b hQ q сc

Q кН

γsdot sdot sdot sdotle + sdot sdot

sdot sdot sdot sdotle + sdot sdot =

1255 кН lt 13863 кН те условие прочности ригеля по наклонному сечению в подрезке при действии поперечной силы соблюдается

Необходимо также убедиться в том что принятый шаг хомутов смsw 101 = не превышает максимального шага хомутов maxws при котором ещё обеспечивается прочность ригеля по наклонному сечению между двумя соседними хомутами те

2 21 0

1 max09 0115 20 2710 1202

1255b bt

w wR b hs см s см

Qγ sdot sdot sdot sdot sdot

= lt = = asymp

Выясним теперь на каком расстоянии от опор в соответствии с характером эпюры поперечных сил в ригеле шаг поперечной арматуры может быть увеличен Примем согласно п10313[2] шаг хомутов в средней части пролёта равным

2 0075 075 40 30 ws h см= = times = что не превышает 500 мм Погонное усилие в хо-мутах для этого участка составляет

22

280 101 0942 30

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

что не меньше минимальной интенсивности этого усилия при которой попереч-ная арматура учитывается в расчёте

min 1025 025 09 0115 20 052 sw b btq R b кН смγ= = times times times asymp Очевидно что условие 1 minsw swq q для опорных участков ригеля соблюдается с ещё большим запасом При действии на ригель равномерно распределённой нагрузкиq=g1+v1 длина участка с интенсивностью усилия в хомутах 1swq принимается не менее значения

1l определяемого по формуле min

1 1bQ Q

l cq

minus= minus и не менее

40l

где minbQ minus то же что в формуле (2) но при замене 01h на рабочую высоту сечения ригеля в пролёте 0 40h см= 1с minus наиболее опасная длина проекции наклонного сечения для участка где изменяется шаг хомутов определяется по формуле (стр 34) с заменой в ней 01h на 0h а также 1swq на 2swq но не более 02 h

Тогда имеем min 05 09 0115 20 40 414 bQ кН= times times times times =

2

115 09 0115 20 40 8385

075 0942с смtimes times times times= =

times

Поскольку 1 02 80 с h см= то принимаем 1 80 c см= q=g+V=438 кНм=

37

=0438 кНсм тогда

11255 414 80 11201

0 438l смminus= minus =

В ригелях с подрезками у концов последних устанавливаются дополнитель-ные хомуты и отгибы для предотвращения горизонтальных трещин отрыва у вхо-дящего угла подрезки (рис 8) Эти хомуты и отгибы должны удовлетворять условию прочности

011

0

sin (1 )sw sw sw s inchR A R A Qh

θ+ ge minus

здесь 01 0 h h minus рабочая высота сечения ригеля соответственно в короткой консоли подрезки и вне её

Для рассматриваемого примера со сравнительно небольшим значением попе-речной силы примем дополнительные хомуты у конца подрезки в коли-честве 2Oslash12 А500С с площадью сечения 2

1 226 swA см= отгибы использовать не будем Тогда проверка условия прочности даёт

2730 226 678 1255 (1 ) 44842

кН кНtimes = gt times minus =

те установленных дополнительных хомутов достаточно для предотвращения го-ризонтальных трещин отрыва у входящего угла подрезки

Расчёт по прочности наклонного сечения проходящего через входящий угол подрезки на действие изгибающего момента производится из условия

s sw s incM M M Mle + + где М minus момент в наклонном сечении с длиной проекции laquoсraquo на продольную ось элемента Мs МswMsinc minus моменты воспринимаемые соответственно про-дольной и поперечной арматуройа также отгибами пересекаемыми рассмат-риваемым наклонным сечением относительно противоположного конца наклон-ного сечения (в отсутствии отгибов 0s incM = )

В рамках курсового проекта этот расчет не выполняется

45 Построение эпюры материалов Продольная рабочая арматура в пролете 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Пло-

щадь этой арматуры Аs определена из расчета на действие максимального изги-бающего момента в середине пролета В целях экономии арматуры по мере уменьшения изгибающего момента к опорам два стержня обрываются в пролете а два других доводятся до опор Если продольная рабочая арматура разного диа-метра то до опор доводятся два стержня большего диаметра

Площадь рабочей арматуры Аsef = 1388см2 Определяем изгибающий мо-мент воспринимаемый сечением ригеля с полной запроектированной арматурой 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С(Аs = 1388см2)

Из условия равновесия RsmiddotAs = γb1sdotRbmiddotbmiddotx гдех = ξmiddoth0

01

hbRAR

bb

efss

sdotsdotsdot

sdot=γ

ξ

38

Rs = 435 МПа = 435 кНсм2 Rb = 170 МПа = 17 кНсм2

493040207190

8813543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х = ξmiddoth0 = 0493middot40 = 1972см Изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля определяется из

условия равновесия М = RsmiddotAs(h0 ndash05х) М(2Oslash20+2Oslash22)= 435middot1388middot(40 ndash 05middot1972) = 181979кНmiddotсм = 182кНmiddotм

182кНmiddotмgt 17081кНmiddotм то есть больше действующего изгибающего момента от полной нагрузки это значит что прочность сечения обеспечена

До опоры доводятся 2Oslash22 А500С h0 = 45 ndash 3 = 42 см (см рис 9) As=76 см2

257042207190

67543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х1 = ξmiddoth0 = 0257middot42 = 108см Определяем изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля с рабо-

чей арматурой в виде двух стержней доводимых до опоры М(2Oslash22) = RsmiddotAs(2Oslash22) (h0 ndash05х1) М(2Oslash22) = 435middot76middot(42 ndash 05middot108) = 1209996кНmiddotсм =121кНmiddotм

Откладываем в масштабе на эпюре моментов полученные значения изгибаю-щих моментов М(2Oslash20+2Oslash22) и М(2Oslash22) и определяем место теоретического обрыва ра-бочей арматуры ndash это точки пересечения эпюры моментов с горизонтальной ли-нией соответствующей изгибающему моменту воспринимаемому сечением ри-геля с рабочей арматурой в виде двух стержней М(2Oslash22) (рис 10)

Эпюра моментов для этого должна быть построена точно с определением значений изгибающих моментов в

81 в

82 и в

83 пролета

Изгибающий момент в любом сечении ригеля определяется по формуле ( )

2

2xvgxRM Axsdot+

minussdot= где RA ndash опорная реакция х ndash текущая координата

( ) 0 12552A

g v lR Q

+ sdot= = = кН

При 081 lx = = 0716 м

2

18

438 07161255 0716 7862

M кН мsdot= sdot minus = sdot

При 082 lx = = 1433 м

2

28

438 14331255 1433 13482

M кН мsdot= sdot minus = sdot

39

40

При 083 lx = = 2149 м

0

2

38

438 21491255 2149 16852l

M кН мsdot= sdot minus = sdot

Длина анкеровки обрываемых стержней определяется по следующей зависи-мости

ddqQw

sw

1552

ge+= где d ndash диаметр обрываемой арматуры

Поперечная сила Q определяется графически в месте теоретического обрыва в данном случае Q = 72кН

Поперечные стержни Oslash8 А400 Rsw = 285 МПа с Аsw = 101см2 в месте теоре-тического обрыва имеют шаг 10 см

88210

011528=

sdot=

sdot=

w

swswsw S

ARq кНсм

72 5 20 2252 288

W = + sdot =sdot

см что меньше15d=1520=30 см

Принимаем W = 30 см Место теоретического обрыва арматуры можно определить аналитически

Для этого общее выражение для изгибающего момента нужно приравнять момен-ту воспринимаемому сечением ригеля с арматурой 2Oslash22 А500

М(2Oslash22) = 121кНsdotм ( ) ( ) 2 2

0 438 573 4382 2 2 2

g V l g V x xМ x x+ sdot + sdot sdot sdot

= sdot minus = sdot minus

1255х ndash 219х2 = 121 х2 ndash 573х + 553 = 0

212 2865 2865 581 2865 16365х = plusmn minus = plusmn

х1 = 1228м х2 = 553м Это точки теоретического обрыва арматуры Длина обрываемого стержня будет равна 4502ndash 1228 + 2middot03 = 3874м При-

нимаем длину обрываемого стержня 4 м Определяем аналитически величину поперечной силы в месте теоретического

обрыва арматуры ( ) ( )0

2g V l

Q g V x+ sdot

= minus + sdot

438 573 438 1228 7172

Q кНsdot= minus sdot =

Графически поперечная сила была принята 72кН с достаточной степенью точности

41

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ Для проектируемого 8-этажного здания принята сборная железобетонная ко-

лонна сечением 40times40 см Для колонн применяется тяжелый бетон классов по прочности на сжатие не

ниже В15 а для сильно загруженных ndash не ниже В25 Армируются колонны про-дольными стержнями диаметром 16 hellip40 мм из горячекатаной стали А400 А500С и поперечными стержнями преимущественно из горячекатаной стали класса А240

51 Исходные данные Нагрузка на 1 м2 перекрытия принимается такой же как и в предыдущих рас-

четах (см табл 1) Нагрузка на 1 м2 покрытия

Таблица 3 Вид нагрузки Нормативная нагруз-

ка (γf= 1) кНм2

Коэффициент надежности

по нагрузке γf

Расчетная нагрузка

(γfgt 1) кНм2 1 2 3 4

Гидроизоляционный ковер (3 слоя) 0150 13 0195 Армированная цементно-песчаная стяжка δ = 40 мм ρ = 2200 кгм3

0880 13 1144

Керамзит по уклону δ = 100 мм ρ = 600 кгм3

0600 13 0780

Утеплитель ndash минераловатные пли-ты δ = 150 мм ρ = 150 кгм3

0225 12 0270

Пароизоляция 1 слой 0050 13 0065 Многопустотная плита перекрытия с омоноличиванием швов δ = 220 мм

3400 11 3740

Постоянная нагрузка (groof) 5305 6194 Временная нагрузка ndash снеговая S = Sg 1800middot07 = 1260 ndash 1800 в том числе длительная часть снего-вой нагрузки Sl

0630 ndash 0900

Полная нагрузка (groof+ S) 6565 7994 - полная кратковременная снеговая нагрузка и коэффициент μ принимаются по СП 20133302011 или по Приложению 16

42

Материалы для колонны Бетон ndash тяжелый класса по прочности на сжатие В25 расчетное сопротивле-

ние при сжатии Rb = 145 МПа (табл 68[2] Приложение 4) Арматура minus продольная рабочая класса А500С (диаметр 16 hellip40мм) расчётное сопро-

тивление Rs = Rsc = 435 МПа (табл 614[2] Приложение 7) minus поперечная ndash класса А240

52 Определение усилий в колонне

Рассчитывается средняя колонна подвального этажа высотой hfl = 28 м Вы-сота типового этажа hflтакже равна 28 м

Грузовая площадь колонныА = 6times63 = 378 м2 Продольная сила N действующая на колонну определяется по формуле

N = γn(g +Vp + φзV0) nmiddotA + gb(n + 1) + gcol(n + 1) + γn(groof + S)A где n ndash количество этажей В нашем случае n = 8А ndash грузовая площадь g VpV0 ndash соответственно постоянная и временная нагрузки на 1 м2 перекрытия по табл 1

Согласно табл 1 g = 47 кНм2 Vp = 06кНм2V0 = 195кНм2 groof ndash постоянная нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 (groof = 6194 кНм2) S ndash полная снеговая нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 gbndash собственный вес ригеля с учетом γf и γnдлиной (63 ndash 04) = 59 м gb= 385middot59 = 2272кН 385 кНм ndash погонная нагрузка от собственного веса ригеля (см расчет риге-

ля) gcol ndash собственный вес колонны gcol = γnmiddot γf middot ρmiddot Аcolmiddothfl = 10middot11middot2500(10-2) middot04middot04middot28 = 1232 кН φ3 ndash коэффициент сочетаний (коэффициент снижения временных нагрузок в

зависимости от количества этажей) определяемый по формуле (83[1]) 1

30 404n

ϕ minusϕ = +

где φ1= 069 (см расчет ригеля) 10693 0404 0504

8ϕ minus

= + =

N = 10middot(47 +06+ 0504middot195) middot8middot378 + 2272middot (8 + 1) + 1232middot (8 + 1) + + 10middot (6194 + 18) middot378 = 251745кН

53 Расчет колонны по прочности

Расчет по прочности колонны производится как внецентренно сжатого эле-мента со случайным эксцентриситетом еа

3313040

301

=== colа he см 470600280

600=== fl

а

he см еа = 1 см

Однако расчет сжатых элементов из бетона классов В15 hellipВ35 (в нашем слу-чае В25) на действие продольной силы приложенной с эксцентриситетом е0 =

33130

== colа

he см при гибкости l0hcollt 20 допускается производить из условия

N le Nult (816[2])

43

где Nult - предельное значение продольной силы которую может воспринять элемент определяемое по формуле

Nult le ϕ(γb1RbAb + RscAstot) (817[2]) где Ab ndash площадь сечения колонны Astot ndash площадь всей продольной арматуры в сечении колонны l0 ndash расчетная длина колонны подвала с шарнирным опиранием в уровне 1-го

этажа и с жесткой заделкой в уровне фундамента Rscndash расчетное сопротивление арматуры сжатию

l0 = 07(hfl + 15 см) = 07(280 + 15) = 2065 см l0hcol =206540=516lt20 Ab=4040=1600 см2

ϕ - коэффициент принимаемый при длительном действии нагрузки по табл 81[2] или по Приложению 18 в зависимости от гибкости колонны

При l0hcol =516 коэффициент ϕ = 092

1

251745 09 145 1600092 149

435

b b b

s totsc

N R AA

R

γφminus minus sdot sdot

= = = см2

Из условия ванной сварки выпусков продольной арматуры при стыке колонн минимальный ее диаметр должен быть не менее 20 мм

Принимаем 4Oslash22 А500С Asef = 152 см2 152 100 095 021600

micro = sdot = gt тк l0hcolasymp 5

Диаметр поперечной арматуры принимаем Oslash6 А240 (из условия сварки c продольной арматурой) Шаг поперечных стержней s = 300 мм что удовлетворяет конструктивным требованиям (п10314[2]) s le 15d = 15middot22 = 330 мми s le 500 мм

Если μgt3 то шаг поперечных стержней должен быть s le 10d иs le 300 мм Армирование колонны показано на рис11

44

45

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ

61 Исходные данные Грунты основания ndash пески средней плотности условное расчётное сопротив-

ление грунта R0 = 035 МПа = 0035 кНсм2 = 350 кНм2 Бетон тяжелый класса В25 Расчетное сопротивление растяжению

Rbt = 105 МПа γb1 = 09 Арматура класса А500С Rs = 435 МПа= 435кНсм2 Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах

γm = 20 кНм3 Высоту фундамента предварительно принимаем 90см C учётом пола подвала

глубина заложения фундамента Н1 = 105 см Расчетное усилие передающееся с колонны на фундамент N = 251745кН Нормативное усилие

Nn = Nγfm = 251745115 = 218735кН где γfm = 115 ndash усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке

62 Определение размера стороны подошвы фундамента Площадь подошвы центрально нагруженного фундамента определяется по

условному давлению на грунт R0 без учета поправок в зависимости от размеров подошвы фундамента и глубины его заложения

0 1

218735 665350 20 105

n

m

NAR Hγ

= = =minus minus sdot

м2

Размер стороны квадратной подошвы фундамента 665 258a A= = = м Принимаем а = 27 м (кратно 03 м) Давление на грунт от расчетной нагрузки

2

Npa

= =251745272 = 3453кНм2 lt R0

63 Определение высоты фундамента Рабочая высота фундамента из условия продавливания

504

2

10 pR

Nhh

btb

col

++minus=

γ

0 3

25174502 05 0 2 0698 0 49809 105 10 3453

h м= minus + = minus + =sdot sdot +

Полная высота фундамента устанавливается из условий 1) продавливания Hf =(h0+005)=0498 + 005 = 0548м 2) заделки колонны в фундаменте

Hf = 15hcol + 025(м) = 15middot04 + 025 = 085 м 3) анкеровки сжатой арматуры колонны Hf = han + 025(м) Базовая длина анкеровки необходимая для передачи усилия в арматуре с

полным расчетным сопротивлением Rs на бетон определяется по формуле [3]

sbond

ssan UR

ARh =0

где As и Us ndash соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения (в нашем случае для арматуры Oslash22

As = 3801см2 Us = πd = 314middot22 = 6908 см) Rbond ndash расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном принимае-

мое равномерно распределенным по длине анкеровки

46

Rbond = γb1middotη1middotη2middotRbt где η1 ndash коэффициент учитывающий влияние вида поверхности арматуры

Для горячекатаной арматуры периодического профиля η1 = 25 η2 - коэффициент учитывающий влияние размера диаметра арматуры при-

нимаемый равным 10 ndash при диаметре продольной арматуры dsle32 мм 09 ndash при ds = 36 мм и ds = 40 мм Rbond = 09middot25middot1middot105 = 236 МПа

0435 3801 10142 236 6908anh смsdot

= =sdot

Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле[3]

efs

calsanan A

Ahh

0α=

где Ascаlи Asef ndash площади поперечного сечения арматуры соответственно требуе-мая по расчету и фактически установленная (для нашего случая Ascаl= 149 см2 Asef = 152 см2) α ndash коэффициент учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного со-стояния бетона и арматуры Для сжатых стержней периодического профиля α = 075Тогда

149075 10142 745615 2anh = sdot sdot = см

Кроме того согласно требованиям [3] фактическую длину анкеровки необ-ходимо принимать han ge 03h0an = 03middot10142 = 3043 см

han ge 15ds = 15middot20 = 30 см han ge20 см Из четырех величин принимаем максимальную длину анкеровки те han = 7456см

Следовательно из условия анкеровки арматуры Hf = 7456 + 25 = 9952см

Принимаем трехступенчатый фундамент общей высотой 100 см и с высотой ступеней 30 см и 40 см При этом ширина первой ступени а1 = 11 м а второй а2 = 18 м

Проверяем отвечает ли рабочая высота нижней ступени h03 = 40 ndash 5 = 35см условию прочности при действии поперечной силы без поперечного армирования в наклонном сечении Для единицы ширины этого сечения (b = 100 см) должно выполняться условие

Q = pl le Qbmin = 05γb1Rbth03b Поперечная сила от давления грунта

Q = pl= 05(а - a2 - 2h03)р где а - размер подошвы фундамента

h03 = 40 ndash 5 = 35см р ndash давление на грунт от расчетной нагрузки (на единицу длины) Q = 05(27 ndash18 - 2middot035) middot34533 = 3453кН Q = 3453кНltQbmin = 05middot09middot105middot103middot035middot10 = 16538кН ndash прочность обеспе-

чена

47

64 Расчет на продавливание

Проверяем нижнюю ступень фундамента на прочность против продавлива-ния

Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производится из условия (887[2]) F le Fbult где Fbult - пре-дельное усилие воспринимаемое бетоном

Fbult = γb1RbtAb

где Fminusпродавливающая сила принимаемая равной продольной силе в колонне подвального этажа на уровне обреза фундамента за вычетом нагрузки создавае-мой реактивным отпором грунта приложенным к подошве фундамента в преде-лах площади с размерами превышающими размер площадки опирания (в дан-ном случае второй ступени фундамента 2 2 18 18 a a мtimes = times ) на величину 0h во всех направлениях Ab ndash площадь расчетного поперечного сечения расположен-ного на расстоянии 05h0от границы площади приложения силы Nс рабочей высо-той сечения h0 В нашем случае h0 = h03 = 025м

Площадь Ab определяется по формуле Ab = Umiddoth03

где U ndash периметр контура расчетного сечения (см рис12а) U = (а2 + 2middot05h03) middot4 = (18 + 2middot05middot035) middot4 = 86 м

Площадь расчётного поперечного сеченияAb = 86middot035 = 301м2 Продавливающая сила равна

F=N-pA1

здесь p=3453 кНм2 minus реактивный отпор грунта A1minusплощадь основания продавливаемого фрагмента нижней ступени фундамен-

та в пределах контура расчётного поперечного сечения равная A1=(a2+205h03)2=(18+205035)2=462 м2

Проверка условия (697) [3] показывает

F=92202 кН lt 09105103301 = 284445 кН

те прочность нижней ступени фундамента против продавливания обеспече-на

48

49

65 Определение площади арматуры подошвы фундамента Подбор арматуры производим в 3-х вертикальныхсечениях фундамента

что позволяет учесть изменение параметров его расчётной схемы в качестве ко-торой принимается консольная балка загруженная действующим снизу вверх равномерно распределенным реактивным отпором грунта Для рассматривае-мых сечений вылет и высота сечения консоли будут разными поэтому выявить наиболее опасное сечение можно только после определения требуемой площади арматуры в каждом из них (см рис13)

Сечение I-I МI-I = 0125р (а ndash hcol)2middot a = 0125middot34533(27 ndash 04)2middot27 = 61654кНmiddotм Площадь сечения арматуры определяем по формуле

2

01

61654 10 165709 09 95 435

I IsI

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение II-II МII-II= 0125р(аndash а1)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 11)2middot27 = 29836кНmiddotм

2

02

29836 10 117209 09 65 435

II IIsII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение III-III МIII-III= 0125р(аndash а2)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 18)2middot27 = 944кНmiddotм

2

03

944 10 68809 09 35 435

III IIIsIII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Из трёх найденных значений подбор арматуры производим по максимально-му значению теAsmax = 1657см2

Шаг стержней принимается от 150 ммдо 300 мм (кратно 50 мм) При ширине подошвы фундамента а le 3 мминимальный диаметр стержней dmin = 10 мм при аgt3 мdmin = 12 мм

Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлени-ях арматурой из стержней Oslash14 А500с шагом 250 мм

Имеем 11Oslash14 А500С с As = 16929см2gtAsI = maxsA = 1657см2 Процент армирования μ

- в сечении I-I 11 01

16929100 100 0156 01110 95

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении II-II 22 02

16929100 100 0145 01180 65

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении III-III 33 03

16929100 100 0179 01270 35

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

Так как во всех сечениях μigtμmin=01 количество принятой арматуры оставляем без изменений В случае μiltμmin=01 диаметр принятой арматуры следует увеличить или уменьшить ее шаг

Конструкция фундамента приведена на рис13

50

51

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 СП 20133302011 Нагрузки и воздействия Актуализированная редакция СНиП 20107-85 М ГУП ЦПП 2011

2 СП 63133302012 Бетонные и железобетонные конструкции Основные положения Актуализированная редакция СНиП 52-101-2003 М ФГУП ЦПП 2004

3 ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований 4 СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные кон-

струкции М ФГУП ЦПП 2005 5 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из

тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

6 Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетон-ных конструкций из тяжелого бетона (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

52

ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Минимальный класс бетона элементов с предварительно напряженной арматурой

Таблица 4

Характеристика напрягаемой Класс бетона арматуры не ниже

Арматура классов

А540-А800

В20 А1000 В30

Арматура классов

Вр1200 Вр1300

В30 Вр1400 Вр1600 Вр1600 В20

К1400 К1500 К1600 К1700 В30

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин ndash acrсult из условия обеспечения сохранности арматуры

Таблица 5

Для элементов к которым не предъявляются требования непрониwаемости значения acrсult принимают равными

При арматуре классов

При продолжительном рас-крытии трещин мм

При непродолжительном раскрытии трещин мм

А240-А600 В500 03 04

А800А1000 Вр1200-Вр1400 К1400К1500(К-19) К1500(К-7)К1600 диаметром 12 мм

02 03

Вр1500 К1500(К-7)К1600 диамет-ром 6 и 9 мм

01 02

53

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Нормативные сопротивления бетона Rbnи Rbtn

Таблица 6

Вид сопротивления

Нормативные сопротивления бетона RbnиRbtn и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй

группы RbserиRbtser МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осевое (призменная прочность)

Rbn и Rbser

75 110 150 185 220 255 290 320 360 395 430

Растяже-ние осевое

Rbtn Rbtser 085 110 135 155 175 195 210 225 245 260 275

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Расчетные сопротивления бетона Rbи Rbt Таблица 7

Видсопротивления

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbи Rbt МПа при классе бетона

по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осе-вое(призменная прочность)

Rb

60 85 115 145 170 195 220 250 275 300 330

Растяжение осевое Rbt

056 075 090 105 115 130 140 150 160 170 180

Полностью таблицы нормативных и расчетных сопротивлений бетона см [2]

54

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения начального модуля упругости бетона Еь Таблица 8

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еьmiddot10-3 МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

190 240 275 300 325 345 360 370 380 390 395

55

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rsn

Таблица 9

Арматура классов

Номинальный диаметр арматуры мм

Нормативные значения сопротивления растяжению Rsnи расчетные значения сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы Rsser МПа

А240 6-40 240

А400 6-40 400

А500 10-40 500

А540 20-40 540

А600 10-40 600

А800 10-32 800

А1000 10-32 1000

В500 3-12 500

Вр500 3-5 500

Вр1200 8 1200

Вр1300 7 1300

Вр1400 4 5 6 1400

Вр1500 3 1500

Вр1600 3-5 1600

К1400(К-7) 15 1400

К1500(К-7) 6 9 12 1500

К1500(К-19) 14 1500

К1600 6 9 12 15 1600

К1700 6-9 1700

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 22: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

22

23

Поперечная арматура учитывается в расчете если qswgeqswmin

qswmin=025γb1Rbtb (п 8133[2])

Усилие в поперечной арматуре на единицу длины равно 1

0sw

swQqh

=

1665 087619swq = = кНсмltqswmin = 025middot09middot009middot377 = 0763кНсм

w

swswsw S

ARq sdot= (859[2])

Назначая шаг хомутов Sw = 10см le 05middoth0 (8311[3]) получаем 0876 10 0292

30sw w

swsw

q SARsdot sdot

= = = см2

Rsw = 300 МПа = 30 кНсм2 Проверяем прочность сечения при действии поперечной силы Условие

прочности Q1 le Qb1 + Qsw1 Q1 = 4566 кН - поперечная сила действующая в сечение Qb1 = 2901 кН Qsw1 = qswmiddoth0

30 078 23410

sw swsw

w

R AqSsdot sdot

= = = кнсм

Qsw1 = 234middot19 = 4446кН 4566 кН lt (2901 + 4466)кН 4566 кН lt 7347 кН

Прочность обеспечена Окончательно принимаем на приопорных участках плиты по четыре каркаса

с поперечной рабочей арматурой (хомутами) расположенной с шагомSw = 10см Для 4Oslash5 В500С в одном сечении имеем Аswef = 078см2gtАsw

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы

Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)

Ared = 184148 см2 Sred = 1975656 см3 у0= 1073 см

( ) ( )

( ) ( )

3 32 2

32 2 4

146 385 459 14146 385 22 1073 05 385 459 143 05 22 107312 12

149 385 149 385 1073 05 385 727 679 1073 3 1084577312

redI

см

sdot sdot= + sdot sdot minus minus sdot + + sdot sdot sdot minus +

sdot+ + sdot sdot minus sdot + sdot sdot minus =

3

0

10845773 1010791073

redred

IW смy

= = = sup 310845773 9623581127redW см= =

24

W= 125Wred = 125middot101079 = 126349 см3 101079 549184148

red

red

Wr смA

= = =

е0 = 1073 ndash 3 = 773 см eяр = 773 + 549 = 1322 см

Потери предварительного напряжения арматуры ∆σsp1 =144 МПа ∆σsp2 = 0 ∆σsp3 = 0 ∆σsp4 = 0 Таким образом первые потери составляют ∆σsp(1) =144 МПа

∆σsp5 = 40 МПа

11 орbp

red red

Pe yPA I

σ = + (см п 23)

Р1 = 679middot (48 ndash 144) = 31614 кН еор = 773 см 231614 31614 773 0414

183643 1081529bpσ sdot= + = кНсм2 = 414 МПа

0033980161792

096==micro

( )6 2

08 727 28 414 5803775 1836431 727 0003398 1 1 08 28

1081529

spσ sdot sdot sdot∆ = =

sdot+ sdot + sdot + sdot

МПа

То полные потери равны ∆σsp(2) = 144 + 40 + 5803 = 11203МПа Если полные потери будут меньше 100МПа следует принять σsp(2)= 100МПа

Р(2) = (480 ndash 112) middot609 = 24987кН Мcrc = RbtsermiddotW+P(2)middoteяр=0135middot126349 + 2498middot1322 = 50089кНmiddotсм =

5009кНmiddotм Изгибающий момент от полной нормативной нагрузки равен

Мn = 5548 кНmiddotмgtМсrс = 5009кНsdotм Следовательно трещины в растянутой зоне от эксплуатационных нагрузок

образуются

Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси Расчет по раскрытию трещин производят из условия

acrc le acrcult (8118[2]) acrc ndash ширина раскрытия трещины от действия внешней нагрузки acrcult ndash предельно допустимая ширина раскрытия трещин (п 826[4] При-

ложение 2) Для арматуры классов А240-А600 В500C величина acrcultсоставляет

03 мм ndash при продолжительном раскрытии трещин 04 мм ndash при непродолжительном раскрытии трещин

Ширину раскрытия нормальных трещин определяют по формуле

ss

sscrc l

Ea sdotsdotsdotsdotsdot=

σψϕϕϕ 321 (8128[4])

25

где σs ndash напряжение в продольной растянутой арматуре в нормальном сечении с трещиной от соответствующей внешней нагрузки

ls ndash базовое расстояние между смежными нормальными трещинами ψs ndash коэффициент учитывающий неравномерное распределение относительных

деформаций растянутой арматуры между трещинами допускается принимать ψs =1 если при этом условие 8118[2] не удовлетворяется значение ψs следу-ет определять по формуле 8138[2]

ϕ1 ndash коэффициент учитывающий продолжительность действия нагрузки при-нимаемый равным 10 ndash при непродолжительном действии нагрузки 14 ndash при продолжительном действии нагрузки

ϕ2 ndash коэффициент учитывающий профиль продольной арматуры и равный ϕ2 = 05 ndash для арматуры периодического профиля и канатной

ϕ3 ndash коэффициент учитывающий вид напряженного состояния и для изгибаемых элементов принимаемый равнымϕ3 = 10

Для прямоугольных тавровых и двутавровых сечений значение σsдопускает-ся определять по формуле

(2)( )s

ssp

M z PA

σminus

= (412 [5])

где z ndash плечо внутренней пары сил равное z=ςh0 а коэффициент ς определя-ется по табл 42 [5] или по Приложению 18 в зависимости от следующих пара-метров

)(

0

11

)2(0 bhAa

aPM

ebh

hbb spss

ss

fff

sdot==

minus= microϕ

Ms= Mn =5548 кНм=5548 кНсм P(2)ndashусилие предварительного обжатия с учетом полных потерь равное P(2)=24987 кН Производя вычисления получаем

0

(1460 459) 385 5548 2220442 222 117459 190 24987 190

sf s

ee смh

φ minus sdot= = = = = =

sdot

Коэффициент αs1 для всех видов арматуры кроме канатной можно прини-мать равным αs1=300Rbser=30015=20

где Rbser=15 МПа Тогда

1200 679 0156459 190samicro sdot

sdot = =sdot

По табл 42 [6] или по Приложению 18 определяем ς=082 z=ςh0=082190=1558 см

2(5548 1588) 24987 1564 1564 679s кН см МПаσ minus

= = =

26

С целью недопущения чрезмерных пластических деформаций в продольной рабочей арматуре напряжения σsвней (а точнее их приращение под действием внешней нагрузки) не должны превышать (Rsserndash σsp(2)) где σsp(2)ndash величина пред-варительного напряжения арматуры с учетом полных потерь те

(2) (2) 480 112 368 sp sp sp МПаσ σ σ= minus∆ = minus =

(2)1562 ( ) 600 368 232 s s ser spМПа R МПаσ σ= lt minus = minus = Как видим полученное значение σs удовлетворяет установленному ограни-

чению В противном случае следует увеличить площадь продольной рабочей ар-матуры

Значение базового расстояния между трещинами определяют по формуле

ss

bts d

AAl 50= (8217[2]) и принимают не менее 10d и 10 см и не более 40d

и 40 см Abtndash площадь сечения растянутого бетона As ndash площадь сечения растянутой арматуры Ширину раскрытия трещин acrc принимают - при продолжительном раскрытии

acrc = acrc1(8119[2]) - при непродолжительном раскрытии

acrc = acrc1 + acrc2 ndashacrc3 (8120[2]) где acrc1 ndash ширина раскрытия трещин от продолжительного действия посто-

янных и временных длительных нагрузок acrc2 ndash ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоян-

ных и временных (длительных и кратковременных) нагрузок acrc3 - ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоян-

ных и временных длительных нагрузок Базовое расстояние между смежными нормальными трещинами определяется

по формуле

ss

bts d

AAl 50=

Здесь Abt ndash площадь сечения растянутого бетона равная Abt = byt+(bf - b)hf

гдеyt ndash высота растянутой зоны которую для прямоугольных тавровых и двутавровых сечений допускается принимать по формуле

yt = ky0 Поправочный коэффициент kучитывает неупругие деформации растянутого

бетона и для двутавровых сечений принимается равным 095 Значение y0 ndash есть высота растянутой зоны бетона определяемая как для упругого материала по приведенному сечению по формуле

)(

)2(0

serbtred

red

RP

A

Sy

+=

27

Определяем

0

2

1975656 535 095 535 508 249871841480135

459 508 (1490 459) 385 6301

t

bt

y см y см

A см

= = = sdot =+

= sdot + minus sdot =

Значение Abt принимается равным площади сечения при ее высоте в пределах не менее 2а и не более 05h(п4233 [4]) те не менее

1490385+(6-385)459=6729 см2 и не более 45911+(149-459)385=90184 см2

следовательно принимаем Abt =6729см2 Тогда 246621

096967250 =sdotsdot=sl смПринимается не более 40d и не более 40см Оконча-

тельно принимается 40 см Поскольку изгибающий момент от постоянной и временной длительной нор-

мативной нагрузок Mnl=3788кНм меньше момента образования трещин Mcrc=5009кНм то приращение напряжений в продольной рабочей арматуре от внешней нагрузки (см формулу (412[5]) будет меньше нуля В этом случае сле-дует считатьacrc1= acrc3= 0 и определять только ширину раскрытия трещин acrc2 от непродолжительного действия постоянных длительных и кратковременных нагрузок при φl=10

2 5

156410 05 10 10 40 001564 0156 2 10crca см мм= sdot sdot sdot sdot = =sdot

Это значение необходимо сопоставить с предельно допустимой шириной раскрытия трещин acrcult принимаемой из условия обеспечения сохранности ар-матуры при непродолжительном раскрытии

acrc2ltacrcult=04 мм ndash условие (826[2]) или см Приложение 2 удовлетворя-ется

Расчет прогиба плиты

Расчет изгибаемых элементов по прогибам производят из условия flefult (8139[2])

где fndash прогиб элемента от действия внешней нагрузки fult ndash значение предельно допустимого прогиба (см п 23) Полная кривизна для участков с трещинами определяется по формуле

(102)[4] без учета кривизны от непродолжительного действия усилия обжатия и кривизны вследствие усадки и ползучести бетона

321

1111

+

minus

=

rrrr

где 1

1

rndash кривизна от непродолжительного действия всей нагрузки

2

1

r ndash кривизна от непродолжительного действия постоянных и

временных длительных нагрузок

28

3

1

r ndash кривизна от продолжительного действия постоянных и вре-

менных длительных нагрузок Так как прогиб плиты ограничивается эстетико-психологическими требова-

ниями

1

1

rndash

2

1

r ndash кривизна вызванная непродолжительным действием кратко-

временной нагрузки не учитывается Таким образом кривизна в середине пролета определяется только от про-

должительного действия постоянных и длительных нагрузок те при действии изгибающего момента Мnl = 3788 кНmiddotм

Для элементов прямоугольного и таврового сечений при hfle 03h0 кривизну

допускается определять по формуле (440 [5])

redbc

nl

EhbM

r 30

1sdotsdotsdot

где ϕс ndash коэффициент определяемый по табл 45 [5] или по Приложению 15в за-висимости от параметров

( )0

bhhbb ff

f

sdotminus=ϕ μmiddotαs2 и esh0

0bhAs=micro

redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α

При определении αs2допускается принимать 1=sψ Если при этом условие flefult не удовлетворяется то расчет производят с учетом коэффициента ψs опреде-ляемого по формуле

s

crcss σ

σψ 801minus= (8138[2])

где σscrc ndash приращение напряжений в растянутой арматуре в сечении с трещиной сразу после образования нормальных трещин при М = Мcrc σs ndash то же при действии рассматриваемой нагрузки

sp

ss A

PzM )2()( minus=σ (412 [5])

sp

crccrcs A

PzM )2(

)( minus=σ

z ndash расстояние от центра тяжести арматуры расположенной в растянутой зоне сечения до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне эле-мента

Ebred ndash приведенный модуль деформации сжатого бетона принимаемый равным

redb

serbredb

RE

1

ε

=

где εb1red =28sdot10-4 при продолжительном действии нагрузки при относительной влажности воздуха окружающей среды 75 ge W ge 40(табл610[2])

)2(PM

e ss = Ms = Mnl= 3788 кНmiddotм

Р(2) ndash усилие предварительного обжатия с учетом всех потерь Р(2) = 24987 кН

Определяем величины необходимые для нахождения ϕс

29

( ) ( ) 442019945

853945146

0

=sdotsdotminus

=sdotminus

=bh

hbb fffϕ

0

679 000779459 19

sAbh

micro = = =sdot

Коэффициент приведения арматуры к бетону

redb

redss E

E

2 =α (117[4]) Еsred =

s

sEψ

(118[4]) redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α принимаем sψ = 1

Приведенный модуль деформаций сжатого бетона

53571028

0154

1

=

sdot== minus

redb

serbredb

RE

εМПа = 5357кНсм2

5

22 10 37335357sαsdot

= = μmiddotαs2= 000779∙3733 = 0291 (2)

nls

MeP

=3788 1516

24987se = = см

0

1516 079819

seh

= =

Теперь по табл 45[5] или по таблице Приложения 15 путем интерполяции находимϕс = 0603

Определяем кривизну имея все данные 5

3

1 3788 1372 10 0603 459 19 5357r см

minus= = sdotsdot sdot sdot

20

5 2

5 1 485 372 10 569 126 2845 48 ult

f lr

f см f cмminus

= sdot sdot

= sdot sdot sdot = lt =

Условие 8139[2] удовлетворяется те жесткость плиты достаточна

30

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ Для опирания пустотных панелей принимается сечение ригеля высотой hb =

45 см или hb = 60 см для опирания ребристых панелей принимается сечение риге-ля высотой hb = 60 см Ригели могут выполняться обычными или предварительно напряженными Высота сечения обычного ригеля bb lh

asymp

101

151

41 Исходные данные Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м2 перекрытия принимаются те же

что и при расчете панели перекрытия Ригель шарнирно оперт на консоли колон-ны hb = 45 см Расчетный пролет (рис 6)

l0 = lb ndash b ndash 2times20 ndash 130 = 6300 ndash 400 ndash 40 ndash 130 = 5730 мм = 573 м где lb ndash пролет ригеля в осях

b ndash размер колонны 20 ndash зазор между колонной и торцом ригеля 130 ndash размер площадки опирания Расчетная нагрузка на 1 м длины ригеля определяется с грузовой полосы

равной шагу рам в данном случае шаг рам 6 м(табл 1) Постоянная (g) - от перекрытия с учетом коэффициента надежности по ответственности зда-

нияγп = 10 gfl =gmiddotlnmiddotᵞn= 47middot60middot10 = 282 кНм

гдеln ndashшаг рам - от веса ригеля

gbn = (02middot045 + 02middot025) middot2500middot10-2 = 35 кНм где 2500 кгм3 ndash плотность железобетона С учетом коэффициента надежно-

сти по нагрузке γf = 11 и по ответственности здания γп = 10 gb = 35middot11middot10 = 385 кНм

Итого постоянная нагрузка погонная те с грузовой полосы равной шагу рамg1=gfl+ gb = 282 + 385 = 321 кНм

Временная нагрузка (V) с учетом коэффициента надежности по ответствен-ности здания γп = 10 и коэффициента сочетания (см табл1)

1

1

0604AA

ϕ = +

где А1 = 9 м2для помещений указанных в поз 1212[1] А ndash грузовая площадь ригеля А = 60times63 = 378 м2

10604 0693378

9

ϕ = + =

На коэффициент сочетания умножается нагрузка без учета перегородок V1=( Vp+ 1ϕ middot V0)middotᵞnmiddotln

V1= (06+0693middot195)middot10middot60 = 1171кНм Полная погонная нагрузка

g1 + V1 = 321 + 1171 = 438кНм

31

32

42 Определение усилий в ригеле Расчетная схема ригеля ndash однопролетная шарнирно опертая балка пролетом

l0 Вычисляем значение максимального изгибающего момента М и максимальной поперечной силы Q от полной расчетной нагрузки

( ) 2 21 1 0V 438 573 17976

8 8g l

M кН м+ sdot

= = = sdot

( )1 1 0V 438 573 12552 2

g lQ кН

+ sdot= = =

Характеристики прочности бетона и арматуры - бетон тяжелый класса В30 расчетное сопротивление при сжатии Rb = 170

МПа при растяжении Rbt= 115 МПа (табл 68[2] приложение 4) γb1 = 09 (6112[2])

- арматура продольная рабочая класса А500С диаметром 10-40 мм расчетное сопротивление Rs = 435 МПа=435Кнсм2 поперечная рабочая арматура класса А400 диаметром 6-8 мм Rsw = 280 МПа=280Кнсм2 (табл 615[2])

43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента

Определяем высоту сжатой зоны х = ξmiddoth0 где h0 ndash рабочая высота сечения ригеля ξ ndash относительная высота сжатой зоны определяемая в зависимости от αт

h0 = (hb ndash 5) = 40 см

201 hbR

M

bbm sdotsdotsdot=γ

α

М = 17081кНmiddotм = 17081кНmiddotсм Rb = 17 МПа = 17 кНсм2 b ndash ширина сечения ригеля b = 20 см

2 21 0

17980 036709 17 20 40m

b b

MR b h

αγ

= = =sdot sdot sdot sdot sdot sdot

1 1 2 1 1 2 0367 0485mξ α= minus minus = minus minus sdot = высота сжатой зоны х = ξmiddoth0 = 0485middot40 = 1938см Граница сжатой зоны проходит в узкой части сечения ригеля следовательно

расчет ведем как для прямоугольного сечения Расчет по прочности нормальных сечений производится в зависимости от со-

отношения относительной высоты сжатой зоны бетона и граничной относитель-ной высоты ξR при которой предельное состояние элемента наступает по сжатой зоне бетона одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения равного расчетному сопротивлению Rs

Значение ξR определяется по формуле

0

2

08

1

RR

s el

b

xh

ξ εε

= =+

(81[2])

где εsel ndash относительная деформация растянутой арматуры при напряжениях равных Rs

33

s

sels E

R=ε Rs = 435 МПа Еs = 2middot105МПа

εb2 ndash относительная деформация сжатого бетона при напряжениях равных Rb принимаемая равной 00035 (п 6120 [2])

00217501002

4355 =

sdot=elsε

4930

0035000217501

80=

+=Rξ

значение ξR можно определить по табл 32 [4] или по Приложению 11 тк ξltξR

площадь сечения растянутой арматуры определяется по формуле 1 0 09 17 20 0485 40 1365

435b b

ss

R b hAR

γ ξsdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot= = = см2

Если ξgtξR следует увеличить сечение ригеля или повысить класс бетона или запроектировать в сжатой зоне сжатую рабочую арматуру с площадью Аs

Если ξ = ξR = 0493 х = 0493middot40 = 1972 см те при ξ le ξR граница сжатой зо-

ны всегда проходит в узкой части сечения ригеля По найденной площади сечения растянутой арматуры по сортаменту (При-

ложение 12) подбираем 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Аsef = 1388см2 741

40201008813 =

sdotsdot

=micro

Площадь подобранной арматуры должна быть больше требуемой по расчету площади или равна ей

Можно подобрать стержни одинакового диаметра так чтобы площадь подо-бранной арматуры отличалась бы от площади требуемой арматуры незначитель-но

44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил

Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил производится на основе модели наклонных сечений [3] Ригель опирается на колонну с помощью консолей скрытых в его подрезке (рис 8) те имеет место резко изменяющаяся высота сечения ригеля на опоре При расчёте по модели наклонных сечений должны быть обеспечены проч-ность ригеля по бетонной полосе между наклонными сечениями по наклонному сечению на действие поперечной силы и изгибающего момента Для ригелей с подрезками на опорах производится расчёт по поперечной силе для наклонных сечений проходящих у опоры консоли образованной подрезкой При этом в расчётные формулы вводится рабочая высота h01короткой консоли ри-геля Таким образом в качестве расчётного принимаем прямоугольное сечение с размерами 1 20 30 b h смtimes = times в котором действует поперечная силаQ=1255 кН от полной расчётной нагрузки Рабочая высота сечения ригеля в подрезке составляет

01 27 h см= вне подрезки (у опор) 0 42 h см= в средней части пролёта 0 40 h см= При диаметре нижних стержней продольной рабочей арматуры ригеля ds=22мм с учётом требований п10312[2] назначаем поперечные стержни (хо-

34

муты) Oslash8 А400 Их шаг на приопорном участке предварительно принимаем по конструктивным соображениям 1 10 ws см= что в соответствии с п10313[2] не превышает 05h01=135см и 30 см Значения прочностных характеристик бетона класса В30 входящие в расчётные зависимости принимаем с учётом коэффици-ента условий работы 1 09bγ = Расчёт ригеля по бетонной полосе между наклонными трещинами произво-дится из условия

1 1 01b b bQ R bhϕ γle (855[2]) где 1bϕ minus коэффициент принимаемый равным 03 Проверка этого условия даёт

Q=1255 кН le 03times09times17times20times27=24786 кН те принятые размеры сечения ригеля в подрезке достаточны Проверяем требуется ли поперечная арматура по расчёту из условия

min 1 0105b b btQ Q R bhγle = (8133[2]) те Q=1255 кН gtQbmin=05times09times0115times20times27=2795 кН

поэтому расчёт поперечной арматуры необходим Находим погонное усилие в хомутах для принятых выше параметров попе-речного армирования 2101 swA см= (2Oslash8 А400) 285 swR МПа= 1 10 ws см=

11

280 101 283 10

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

Расчёт ригеля с рабочей поперечной арматурой по наклонному сечению про-изводится из условия

b swQ Q Qle + (856[2]) где b swQ Q minus поперечные силы воспринимаемые соответственно бетоном и попе-речной арматурой в наклонном сечении которые находятся по формулам

22 1 01 b b bt

bR bhQc

ϕ γ= 075sw swQ q c=

где с minus длина проекции наклонного сечения на продольную ось элемента 2bϕ minus коэффициент принимаемый равным 15 (п 8133[2])

Подставляя эти выражения в (856[2]) из условия минимума несущей спо-

собности ригеля по наклонному сечению в виде 0Qc

part=

part находим наиболее опас-

ную длину проекции наклонного сечения равную 2 2

2 1 01

1

15 09 0115 20 27 3266075 075 283

b b bt

sw

R bhc смq

ϕ γ times times times times= = =

times

35

36

которая должна быть не более 2h01 = 54 см С учётом этой величины условие (856[2]) преобразуем к виду

21 01

2

15 075

15 09 0115 20 27 075 283 3266 13863 3266

b btsw

R b hQ q сc

Q кН

γsdot sdot sdot sdotle + sdot sdot

sdot sdot sdot sdotle + sdot sdot =

1255 кН lt 13863 кН те условие прочности ригеля по наклонному сечению в подрезке при действии поперечной силы соблюдается

Необходимо также убедиться в том что принятый шаг хомутов смsw 101 = не превышает максимального шага хомутов maxws при котором ещё обеспечивается прочность ригеля по наклонному сечению между двумя соседними хомутами те

2 21 0

1 max09 0115 20 2710 1202

1255b bt

w wR b hs см s см

Qγ sdot sdot sdot sdot sdot

= lt = = asymp

Выясним теперь на каком расстоянии от опор в соответствии с характером эпюры поперечных сил в ригеле шаг поперечной арматуры может быть увеличен Примем согласно п10313[2] шаг хомутов в средней части пролёта равным

2 0075 075 40 30 ws h см= = times = что не превышает 500 мм Погонное усилие в хо-мутах для этого участка составляет

22

280 101 0942 30

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

что не меньше минимальной интенсивности этого усилия при которой попереч-ная арматура учитывается в расчёте

min 1025 025 09 0115 20 052 sw b btq R b кН смγ= = times times times asymp Очевидно что условие 1 minsw swq q для опорных участков ригеля соблюдается с ещё большим запасом При действии на ригель равномерно распределённой нагрузкиq=g1+v1 длина участка с интенсивностью усилия в хомутах 1swq принимается не менее значения

1l определяемого по формуле min

1 1bQ Q

l cq

minus= minus и не менее

40l

где minbQ minus то же что в формуле (2) но при замене 01h на рабочую высоту сечения ригеля в пролёте 0 40h см= 1с minus наиболее опасная длина проекции наклонного сечения для участка где изменяется шаг хомутов определяется по формуле (стр 34) с заменой в ней 01h на 0h а также 1swq на 2swq но не более 02 h

Тогда имеем min 05 09 0115 20 40 414 bQ кН= times times times times =

2

115 09 0115 20 40 8385

075 0942с смtimes times times times= =

times

Поскольку 1 02 80 с h см= то принимаем 1 80 c см= q=g+V=438 кНм=

37

=0438 кНсм тогда

11255 414 80 11201

0 438l смminus= minus =

В ригелях с подрезками у концов последних устанавливаются дополнитель-ные хомуты и отгибы для предотвращения горизонтальных трещин отрыва у вхо-дящего угла подрезки (рис 8) Эти хомуты и отгибы должны удовлетворять условию прочности

011

0

sin (1 )sw sw sw s inchR A R A Qh

θ+ ge minus

здесь 01 0 h h minus рабочая высота сечения ригеля соответственно в короткой консоли подрезки и вне её

Для рассматриваемого примера со сравнительно небольшим значением попе-речной силы примем дополнительные хомуты у конца подрезки в коли-честве 2Oslash12 А500С с площадью сечения 2

1 226 swA см= отгибы использовать не будем Тогда проверка условия прочности даёт

2730 226 678 1255 (1 ) 44842

кН кНtimes = gt times minus =

те установленных дополнительных хомутов достаточно для предотвращения го-ризонтальных трещин отрыва у входящего угла подрезки

Расчёт по прочности наклонного сечения проходящего через входящий угол подрезки на действие изгибающего момента производится из условия

s sw s incM M M Mle + + где М minus момент в наклонном сечении с длиной проекции laquoсraquo на продольную ось элемента Мs МswMsinc minus моменты воспринимаемые соответственно про-дольной и поперечной арматуройа также отгибами пересекаемыми рассмат-риваемым наклонным сечением относительно противоположного конца наклон-ного сечения (в отсутствии отгибов 0s incM = )

В рамках курсового проекта этот расчет не выполняется

45 Построение эпюры материалов Продольная рабочая арматура в пролете 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Пло-

щадь этой арматуры Аs определена из расчета на действие максимального изги-бающего момента в середине пролета В целях экономии арматуры по мере уменьшения изгибающего момента к опорам два стержня обрываются в пролете а два других доводятся до опор Если продольная рабочая арматура разного диа-метра то до опор доводятся два стержня большего диаметра

Площадь рабочей арматуры Аsef = 1388см2 Определяем изгибающий мо-мент воспринимаемый сечением ригеля с полной запроектированной арматурой 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С(Аs = 1388см2)

Из условия равновесия RsmiddotAs = γb1sdotRbmiddotbmiddotx гдех = ξmiddoth0

01

hbRAR

bb

efss

sdotsdotsdot

sdot=γ

ξ

38

Rs = 435 МПа = 435 кНсм2 Rb = 170 МПа = 17 кНсм2

493040207190

8813543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х = ξmiddoth0 = 0493middot40 = 1972см Изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля определяется из

условия равновесия М = RsmiddotAs(h0 ndash05х) М(2Oslash20+2Oslash22)= 435middot1388middot(40 ndash 05middot1972) = 181979кНmiddotсм = 182кНmiddotм

182кНmiddotмgt 17081кНmiddotм то есть больше действующего изгибающего момента от полной нагрузки это значит что прочность сечения обеспечена

До опоры доводятся 2Oslash22 А500С h0 = 45 ndash 3 = 42 см (см рис 9) As=76 см2

257042207190

67543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х1 = ξmiddoth0 = 0257middot42 = 108см Определяем изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля с рабо-

чей арматурой в виде двух стержней доводимых до опоры М(2Oslash22) = RsmiddotAs(2Oslash22) (h0 ndash05х1) М(2Oslash22) = 435middot76middot(42 ndash 05middot108) = 1209996кНmiddotсм =121кНmiddotм

Откладываем в масштабе на эпюре моментов полученные значения изгибаю-щих моментов М(2Oslash20+2Oslash22) и М(2Oslash22) и определяем место теоретического обрыва ра-бочей арматуры ndash это точки пересечения эпюры моментов с горизонтальной ли-нией соответствующей изгибающему моменту воспринимаемому сечением ри-геля с рабочей арматурой в виде двух стержней М(2Oslash22) (рис 10)

Эпюра моментов для этого должна быть построена точно с определением значений изгибающих моментов в

81 в

82 и в

83 пролета

Изгибающий момент в любом сечении ригеля определяется по формуле ( )

2

2xvgxRM Axsdot+

minussdot= где RA ndash опорная реакция х ndash текущая координата

( ) 0 12552A

g v lR Q

+ sdot= = = кН

При 081 lx = = 0716 м

2

18

438 07161255 0716 7862

M кН мsdot= sdot minus = sdot

При 082 lx = = 1433 м

2

28

438 14331255 1433 13482

M кН мsdot= sdot minus = sdot

39

40

При 083 lx = = 2149 м

0

2

38

438 21491255 2149 16852l

M кН мsdot= sdot minus = sdot

Длина анкеровки обрываемых стержней определяется по следующей зависи-мости

ddqQw

sw

1552

ge+= где d ndash диаметр обрываемой арматуры

Поперечная сила Q определяется графически в месте теоретического обрыва в данном случае Q = 72кН

Поперечные стержни Oslash8 А400 Rsw = 285 МПа с Аsw = 101см2 в месте теоре-тического обрыва имеют шаг 10 см

88210

011528=

sdot=

sdot=

w

swswsw S

ARq кНсм

72 5 20 2252 288

W = + sdot =sdot

см что меньше15d=1520=30 см

Принимаем W = 30 см Место теоретического обрыва арматуры можно определить аналитически

Для этого общее выражение для изгибающего момента нужно приравнять момен-ту воспринимаемому сечением ригеля с арматурой 2Oslash22 А500

М(2Oslash22) = 121кНsdotм ( ) ( ) 2 2

0 438 573 4382 2 2 2

g V l g V x xМ x x+ sdot + sdot sdot sdot

= sdot minus = sdot minus

1255х ndash 219х2 = 121 х2 ndash 573х + 553 = 0

212 2865 2865 581 2865 16365х = plusmn minus = plusmn

х1 = 1228м х2 = 553м Это точки теоретического обрыва арматуры Длина обрываемого стержня будет равна 4502ndash 1228 + 2middot03 = 3874м При-

нимаем длину обрываемого стержня 4 м Определяем аналитически величину поперечной силы в месте теоретического

обрыва арматуры ( ) ( )0

2g V l

Q g V x+ sdot

= minus + sdot

438 573 438 1228 7172

Q кНsdot= minus sdot =

Графически поперечная сила была принята 72кН с достаточной степенью точности

41

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ Для проектируемого 8-этажного здания принята сборная железобетонная ко-

лонна сечением 40times40 см Для колонн применяется тяжелый бетон классов по прочности на сжатие не

ниже В15 а для сильно загруженных ndash не ниже В25 Армируются колонны про-дольными стержнями диаметром 16 hellip40 мм из горячекатаной стали А400 А500С и поперечными стержнями преимущественно из горячекатаной стали класса А240

51 Исходные данные Нагрузка на 1 м2 перекрытия принимается такой же как и в предыдущих рас-

четах (см табл 1) Нагрузка на 1 м2 покрытия

Таблица 3 Вид нагрузки Нормативная нагруз-

ка (γf= 1) кНм2

Коэффициент надежности

по нагрузке γf

Расчетная нагрузка

(γfgt 1) кНм2 1 2 3 4

Гидроизоляционный ковер (3 слоя) 0150 13 0195 Армированная цементно-песчаная стяжка δ = 40 мм ρ = 2200 кгм3

0880 13 1144

Керамзит по уклону δ = 100 мм ρ = 600 кгм3

0600 13 0780

Утеплитель ndash минераловатные пли-ты δ = 150 мм ρ = 150 кгм3

0225 12 0270

Пароизоляция 1 слой 0050 13 0065 Многопустотная плита перекрытия с омоноличиванием швов δ = 220 мм

3400 11 3740

Постоянная нагрузка (groof) 5305 6194 Временная нагрузка ndash снеговая S = Sg 1800middot07 = 1260 ndash 1800 в том числе длительная часть снего-вой нагрузки Sl

0630 ndash 0900

Полная нагрузка (groof+ S) 6565 7994 - полная кратковременная снеговая нагрузка и коэффициент μ принимаются по СП 20133302011 или по Приложению 16

42

Материалы для колонны Бетон ndash тяжелый класса по прочности на сжатие В25 расчетное сопротивле-

ние при сжатии Rb = 145 МПа (табл 68[2] Приложение 4) Арматура minus продольная рабочая класса А500С (диаметр 16 hellip40мм) расчётное сопро-

тивление Rs = Rsc = 435 МПа (табл 614[2] Приложение 7) minus поперечная ndash класса А240

52 Определение усилий в колонне

Рассчитывается средняя колонна подвального этажа высотой hfl = 28 м Вы-сота типового этажа hflтакже равна 28 м

Грузовая площадь колонныА = 6times63 = 378 м2 Продольная сила N действующая на колонну определяется по формуле

N = γn(g +Vp + φзV0) nmiddotA + gb(n + 1) + gcol(n + 1) + γn(groof + S)A где n ndash количество этажей В нашем случае n = 8А ndash грузовая площадь g VpV0 ndash соответственно постоянная и временная нагрузки на 1 м2 перекрытия по табл 1

Согласно табл 1 g = 47 кНм2 Vp = 06кНм2V0 = 195кНм2 groof ndash постоянная нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 (groof = 6194 кНм2) S ndash полная снеговая нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 gbndash собственный вес ригеля с учетом γf и γnдлиной (63 ndash 04) = 59 м gb= 385middot59 = 2272кН 385 кНм ndash погонная нагрузка от собственного веса ригеля (см расчет риге-

ля) gcol ndash собственный вес колонны gcol = γnmiddot γf middot ρmiddot Аcolmiddothfl = 10middot11middot2500(10-2) middot04middot04middot28 = 1232 кН φ3 ndash коэффициент сочетаний (коэффициент снижения временных нагрузок в

зависимости от количества этажей) определяемый по формуле (83[1]) 1

30 404n

ϕ minusϕ = +

где φ1= 069 (см расчет ригеля) 10693 0404 0504

8ϕ minus

= + =

N = 10middot(47 +06+ 0504middot195) middot8middot378 + 2272middot (8 + 1) + 1232middot (8 + 1) + + 10middot (6194 + 18) middot378 = 251745кН

53 Расчет колонны по прочности

Расчет по прочности колонны производится как внецентренно сжатого эле-мента со случайным эксцентриситетом еа

3313040

301

=== colа he см 470600280

600=== fl

а

he см еа = 1 см

Однако расчет сжатых элементов из бетона классов В15 hellipВ35 (в нашем слу-чае В25) на действие продольной силы приложенной с эксцентриситетом е0 =

33130

== colа

he см при гибкости l0hcollt 20 допускается производить из условия

N le Nult (816[2])

43

где Nult - предельное значение продольной силы которую может воспринять элемент определяемое по формуле

Nult le ϕ(γb1RbAb + RscAstot) (817[2]) где Ab ndash площадь сечения колонны Astot ndash площадь всей продольной арматуры в сечении колонны l0 ndash расчетная длина колонны подвала с шарнирным опиранием в уровне 1-го

этажа и с жесткой заделкой в уровне фундамента Rscndash расчетное сопротивление арматуры сжатию

l0 = 07(hfl + 15 см) = 07(280 + 15) = 2065 см l0hcol =206540=516lt20 Ab=4040=1600 см2

ϕ - коэффициент принимаемый при длительном действии нагрузки по табл 81[2] или по Приложению 18 в зависимости от гибкости колонны

При l0hcol =516 коэффициент ϕ = 092

1

251745 09 145 1600092 149

435

b b b

s totsc

N R AA

R

γφminus minus sdot sdot

= = = см2

Из условия ванной сварки выпусков продольной арматуры при стыке колонн минимальный ее диаметр должен быть не менее 20 мм

Принимаем 4Oslash22 А500С Asef = 152 см2 152 100 095 021600

micro = sdot = gt тк l0hcolasymp 5

Диаметр поперечной арматуры принимаем Oslash6 А240 (из условия сварки c продольной арматурой) Шаг поперечных стержней s = 300 мм что удовлетворяет конструктивным требованиям (п10314[2]) s le 15d = 15middot22 = 330 мми s le 500 мм

Если μgt3 то шаг поперечных стержней должен быть s le 10d иs le 300 мм Армирование колонны показано на рис11

44

45

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ

61 Исходные данные Грунты основания ndash пески средней плотности условное расчётное сопротив-

ление грунта R0 = 035 МПа = 0035 кНсм2 = 350 кНм2 Бетон тяжелый класса В25 Расчетное сопротивление растяжению

Rbt = 105 МПа γb1 = 09 Арматура класса А500С Rs = 435 МПа= 435кНсм2 Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах

γm = 20 кНм3 Высоту фундамента предварительно принимаем 90см C учётом пола подвала

глубина заложения фундамента Н1 = 105 см Расчетное усилие передающееся с колонны на фундамент N = 251745кН Нормативное усилие

Nn = Nγfm = 251745115 = 218735кН где γfm = 115 ndash усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке

62 Определение размера стороны подошвы фундамента Площадь подошвы центрально нагруженного фундамента определяется по

условному давлению на грунт R0 без учета поправок в зависимости от размеров подошвы фундамента и глубины его заложения

0 1

218735 665350 20 105

n

m

NAR Hγ

= = =minus minus sdot

м2

Размер стороны квадратной подошвы фундамента 665 258a A= = = м Принимаем а = 27 м (кратно 03 м) Давление на грунт от расчетной нагрузки

2

Npa

= =251745272 = 3453кНм2 lt R0

63 Определение высоты фундамента Рабочая высота фундамента из условия продавливания

504

2

10 pR

Nhh

btb

col

++minus=

γ

0 3

25174502 05 0 2 0698 0 49809 105 10 3453

h м= minus + = minus + =sdot sdot +

Полная высота фундамента устанавливается из условий 1) продавливания Hf =(h0+005)=0498 + 005 = 0548м 2) заделки колонны в фундаменте

Hf = 15hcol + 025(м) = 15middot04 + 025 = 085 м 3) анкеровки сжатой арматуры колонны Hf = han + 025(м) Базовая длина анкеровки необходимая для передачи усилия в арматуре с

полным расчетным сопротивлением Rs на бетон определяется по формуле [3]

sbond

ssan UR

ARh =0

где As и Us ndash соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения (в нашем случае для арматуры Oslash22

As = 3801см2 Us = πd = 314middot22 = 6908 см) Rbond ndash расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном принимае-

мое равномерно распределенным по длине анкеровки

46

Rbond = γb1middotη1middotη2middotRbt где η1 ndash коэффициент учитывающий влияние вида поверхности арматуры

Для горячекатаной арматуры периодического профиля η1 = 25 η2 - коэффициент учитывающий влияние размера диаметра арматуры при-

нимаемый равным 10 ndash при диаметре продольной арматуры dsle32 мм 09 ndash при ds = 36 мм и ds = 40 мм Rbond = 09middot25middot1middot105 = 236 МПа

0435 3801 10142 236 6908anh смsdot

= =sdot

Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле[3]

efs

calsanan A

Ahh

0α=

где Ascаlи Asef ndash площади поперечного сечения арматуры соответственно требуе-мая по расчету и фактически установленная (для нашего случая Ascаl= 149 см2 Asef = 152 см2) α ndash коэффициент учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного со-стояния бетона и арматуры Для сжатых стержней периодического профиля α = 075Тогда

149075 10142 745615 2anh = sdot sdot = см

Кроме того согласно требованиям [3] фактическую длину анкеровки необ-ходимо принимать han ge 03h0an = 03middot10142 = 3043 см

han ge 15ds = 15middot20 = 30 см han ge20 см Из четырех величин принимаем максимальную длину анкеровки те han = 7456см

Следовательно из условия анкеровки арматуры Hf = 7456 + 25 = 9952см

Принимаем трехступенчатый фундамент общей высотой 100 см и с высотой ступеней 30 см и 40 см При этом ширина первой ступени а1 = 11 м а второй а2 = 18 м

Проверяем отвечает ли рабочая высота нижней ступени h03 = 40 ndash 5 = 35см условию прочности при действии поперечной силы без поперечного армирования в наклонном сечении Для единицы ширины этого сечения (b = 100 см) должно выполняться условие

Q = pl le Qbmin = 05γb1Rbth03b Поперечная сила от давления грунта

Q = pl= 05(а - a2 - 2h03)р где а - размер подошвы фундамента

h03 = 40 ndash 5 = 35см р ndash давление на грунт от расчетной нагрузки (на единицу длины) Q = 05(27 ndash18 - 2middot035) middot34533 = 3453кН Q = 3453кНltQbmin = 05middot09middot105middot103middot035middot10 = 16538кН ndash прочность обеспе-

чена

47

64 Расчет на продавливание

Проверяем нижнюю ступень фундамента на прочность против продавлива-ния

Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производится из условия (887[2]) F le Fbult где Fbult - пре-дельное усилие воспринимаемое бетоном

Fbult = γb1RbtAb

где Fminusпродавливающая сила принимаемая равной продольной силе в колонне подвального этажа на уровне обреза фундамента за вычетом нагрузки создавае-мой реактивным отпором грунта приложенным к подошве фундамента в преде-лах площади с размерами превышающими размер площадки опирания (в дан-ном случае второй ступени фундамента 2 2 18 18 a a мtimes = times ) на величину 0h во всех направлениях Ab ndash площадь расчетного поперечного сечения расположен-ного на расстоянии 05h0от границы площади приложения силы Nс рабочей высо-той сечения h0 В нашем случае h0 = h03 = 025м

Площадь Ab определяется по формуле Ab = Umiddoth03

где U ndash периметр контура расчетного сечения (см рис12а) U = (а2 + 2middot05h03) middot4 = (18 + 2middot05middot035) middot4 = 86 м

Площадь расчётного поперечного сеченияAb = 86middot035 = 301м2 Продавливающая сила равна

F=N-pA1

здесь p=3453 кНм2 minus реактивный отпор грунта A1minusплощадь основания продавливаемого фрагмента нижней ступени фундамен-

та в пределах контура расчётного поперечного сечения равная A1=(a2+205h03)2=(18+205035)2=462 м2

Проверка условия (697) [3] показывает

F=92202 кН lt 09105103301 = 284445 кН

те прочность нижней ступени фундамента против продавливания обеспече-на

48

49

65 Определение площади арматуры подошвы фундамента Подбор арматуры производим в 3-х вертикальныхсечениях фундамента

что позволяет учесть изменение параметров его расчётной схемы в качестве ко-торой принимается консольная балка загруженная действующим снизу вверх равномерно распределенным реактивным отпором грунта Для рассматривае-мых сечений вылет и высота сечения консоли будут разными поэтому выявить наиболее опасное сечение можно только после определения требуемой площади арматуры в каждом из них (см рис13)

Сечение I-I МI-I = 0125р (а ndash hcol)2middot a = 0125middot34533(27 ndash 04)2middot27 = 61654кНmiddotм Площадь сечения арматуры определяем по формуле

2

01

61654 10 165709 09 95 435

I IsI

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение II-II МII-II= 0125р(аndash а1)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 11)2middot27 = 29836кНmiddotм

2

02

29836 10 117209 09 65 435

II IIsII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение III-III МIII-III= 0125р(аndash а2)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 18)2middot27 = 944кНmiddotм

2

03

944 10 68809 09 35 435

III IIIsIII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Из трёх найденных значений подбор арматуры производим по максимально-му значению теAsmax = 1657см2

Шаг стержней принимается от 150 ммдо 300 мм (кратно 50 мм) При ширине подошвы фундамента а le 3 мминимальный диаметр стержней dmin = 10 мм при аgt3 мdmin = 12 мм

Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлени-ях арматурой из стержней Oslash14 А500с шагом 250 мм

Имеем 11Oslash14 А500С с As = 16929см2gtAsI = maxsA = 1657см2 Процент армирования μ

- в сечении I-I 11 01

16929100 100 0156 01110 95

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении II-II 22 02

16929100 100 0145 01180 65

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении III-III 33 03

16929100 100 0179 01270 35

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

Так как во всех сечениях μigtμmin=01 количество принятой арматуры оставляем без изменений В случае μiltμmin=01 диаметр принятой арматуры следует увеличить или уменьшить ее шаг

Конструкция фундамента приведена на рис13

50

51

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 СП 20133302011 Нагрузки и воздействия Актуализированная редакция СНиП 20107-85 М ГУП ЦПП 2011

2 СП 63133302012 Бетонные и железобетонные конструкции Основные положения Актуализированная редакция СНиП 52-101-2003 М ФГУП ЦПП 2004

3 ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований 4 СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные кон-

струкции М ФГУП ЦПП 2005 5 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из

тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

6 Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетон-ных конструкций из тяжелого бетона (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

52

ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Минимальный класс бетона элементов с предварительно напряженной арматурой

Таблица 4

Характеристика напрягаемой Класс бетона арматуры не ниже

Арматура классов

А540-А800

В20 А1000 В30

Арматура классов

Вр1200 Вр1300

В30 Вр1400 Вр1600 Вр1600 В20

К1400 К1500 К1600 К1700 В30

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин ndash acrсult из условия обеспечения сохранности арматуры

Таблица 5

Для элементов к которым не предъявляются требования непрониwаемости значения acrсult принимают равными

При арматуре классов

При продолжительном рас-крытии трещин мм

При непродолжительном раскрытии трещин мм

А240-А600 В500 03 04

А800А1000 Вр1200-Вр1400 К1400К1500(К-19) К1500(К-7)К1600 диаметром 12 мм

02 03

Вр1500 К1500(К-7)К1600 диамет-ром 6 и 9 мм

01 02

53

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Нормативные сопротивления бетона Rbnи Rbtn

Таблица 6

Вид сопротивления

Нормативные сопротивления бетона RbnиRbtn и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй

группы RbserиRbtser МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осевое (призменная прочность)

Rbn и Rbser

75 110 150 185 220 255 290 320 360 395 430

Растяже-ние осевое

Rbtn Rbtser 085 110 135 155 175 195 210 225 245 260 275

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Расчетные сопротивления бетона Rbи Rbt Таблица 7

Видсопротивления

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbи Rbt МПа при классе бетона

по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осе-вое(призменная прочность)

Rb

60 85 115 145 170 195 220 250 275 300 330

Растяжение осевое Rbt

056 075 090 105 115 130 140 150 160 170 180

Полностью таблицы нормативных и расчетных сопротивлений бетона см [2]

54

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения начального модуля упругости бетона Еь Таблица 8

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еьmiddot10-3 МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

190 240 275 300 325 345 360 370 380 390 395

55

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rsn

Таблица 9

Арматура классов

Номинальный диаметр арматуры мм

Нормативные значения сопротивления растяжению Rsnи расчетные значения сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы Rsser МПа

А240 6-40 240

А400 6-40 400

А500 10-40 500

А540 20-40 540

А600 10-40 600

А800 10-32 800

А1000 10-32 1000

В500 3-12 500

Вр500 3-5 500

Вр1200 8 1200

Вр1300 7 1300

Вр1400 4 5 6 1400

Вр1500 3 1500

Вр1600 3-5 1600

К1400(К-7) 15 1400

К1500(К-7) 6 9 12 1500

К1500(К-19) 14 1500

К1600 6 9 12 15 1600

К1700 6-9 1700

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 23: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

23

Поперечная арматура учитывается в расчете если qswgeqswmin

qswmin=025γb1Rbtb (п 8133[2])

Усилие в поперечной арматуре на единицу длины равно 1

0sw

swQqh

=

1665 087619swq = = кНсмltqswmin = 025middot09middot009middot377 = 0763кНсм

w

swswsw S

ARq sdot= (859[2])

Назначая шаг хомутов Sw = 10см le 05middoth0 (8311[3]) получаем 0876 10 0292

30sw w

swsw

q SARsdot sdot

= = = см2

Rsw = 300 МПа = 30 кНсм2 Проверяем прочность сечения при действии поперечной силы Условие

прочности Q1 le Qb1 + Qsw1 Q1 = 4566 кН - поперечная сила действующая в сечение Qb1 = 2901 кН Qsw1 = qswmiddoth0

30 078 23410

sw swsw

w

R AqSsdot sdot

= = = кнсм

Qsw1 = 234middot19 = 4446кН 4566 кН lt (2901 + 4466)кН 4566 кН lt 7347 кН

Прочность обеспечена Окончательно принимаем на приопорных участках плиты по четыре каркаса

с поперечной рабочей арматурой (хомутами) расположенной с шагомSw = 10см Для 4Oslash5 В500С в одном сечении имеем Аswef = 078см2gtАsw

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы

Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)

Ared = 184148 см2 Sred = 1975656 см3 у0= 1073 см

( ) ( )

( ) ( )

3 32 2

32 2 4

146 385 459 14146 385 22 1073 05 385 459 143 05 22 107312 12

149 385 149 385 1073 05 385 727 679 1073 3 1084577312

redI

см

sdot sdot= + sdot sdot minus minus sdot + + sdot sdot sdot minus +

sdot+ + sdot sdot minus sdot + sdot sdot minus =

3

0

10845773 1010791073

redred

IW смy

= = = sup 310845773 9623581127redW см= =

24

W= 125Wred = 125middot101079 = 126349 см3 101079 549184148

red

red

Wr смA

= = =

е0 = 1073 ndash 3 = 773 см eяр = 773 + 549 = 1322 см

Потери предварительного напряжения арматуры ∆σsp1 =144 МПа ∆σsp2 = 0 ∆σsp3 = 0 ∆σsp4 = 0 Таким образом первые потери составляют ∆σsp(1) =144 МПа

∆σsp5 = 40 МПа

11 орbp

red red

Pe yPA I

σ = + (см п 23)

Р1 = 679middot (48 ndash 144) = 31614 кН еор = 773 см 231614 31614 773 0414

183643 1081529bpσ sdot= + = кНсм2 = 414 МПа

0033980161792

096==micro

( )6 2

08 727 28 414 5803775 1836431 727 0003398 1 1 08 28

1081529

spσ sdot sdot sdot∆ = =

sdot+ sdot + sdot + sdot

МПа

То полные потери равны ∆σsp(2) = 144 + 40 + 5803 = 11203МПа Если полные потери будут меньше 100МПа следует принять σsp(2)= 100МПа

Р(2) = (480 ndash 112) middot609 = 24987кН Мcrc = RbtsermiddotW+P(2)middoteяр=0135middot126349 + 2498middot1322 = 50089кНmiddotсм =

5009кНmiddotм Изгибающий момент от полной нормативной нагрузки равен

Мn = 5548 кНmiddotмgtМсrс = 5009кНsdotм Следовательно трещины в растянутой зоне от эксплуатационных нагрузок

образуются

Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси Расчет по раскрытию трещин производят из условия

acrc le acrcult (8118[2]) acrc ndash ширина раскрытия трещины от действия внешней нагрузки acrcult ndash предельно допустимая ширина раскрытия трещин (п 826[4] При-

ложение 2) Для арматуры классов А240-А600 В500C величина acrcultсоставляет

03 мм ndash при продолжительном раскрытии трещин 04 мм ndash при непродолжительном раскрытии трещин

Ширину раскрытия нормальных трещин определяют по формуле

ss

sscrc l

Ea sdotsdotsdotsdotsdot=

σψϕϕϕ 321 (8128[4])

25

где σs ndash напряжение в продольной растянутой арматуре в нормальном сечении с трещиной от соответствующей внешней нагрузки

ls ndash базовое расстояние между смежными нормальными трещинами ψs ndash коэффициент учитывающий неравномерное распределение относительных

деформаций растянутой арматуры между трещинами допускается принимать ψs =1 если при этом условие 8118[2] не удовлетворяется значение ψs следу-ет определять по формуле 8138[2]

ϕ1 ndash коэффициент учитывающий продолжительность действия нагрузки при-нимаемый равным 10 ndash при непродолжительном действии нагрузки 14 ndash при продолжительном действии нагрузки

ϕ2 ndash коэффициент учитывающий профиль продольной арматуры и равный ϕ2 = 05 ndash для арматуры периодического профиля и канатной

ϕ3 ndash коэффициент учитывающий вид напряженного состояния и для изгибаемых элементов принимаемый равнымϕ3 = 10

Для прямоугольных тавровых и двутавровых сечений значение σsдопускает-ся определять по формуле

(2)( )s

ssp

M z PA

σminus

= (412 [5])

где z ndash плечо внутренней пары сил равное z=ςh0 а коэффициент ς определя-ется по табл 42 [5] или по Приложению 18 в зависимости от следующих пара-метров

)(

0

11

)2(0 bhAa

aPM

ebh

hbb spss

ss

fff

sdot==

minus= microϕ

Ms= Mn =5548 кНм=5548 кНсм P(2)ndashусилие предварительного обжатия с учетом полных потерь равное P(2)=24987 кН Производя вычисления получаем

0

(1460 459) 385 5548 2220442 222 117459 190 24987 190

sf s

ee смh

φ minus sdot= = = = = =

sdot

Коэффициент αs1 для всех видов арматуры кроме канатной можно прини-мать равным αs1=300Rbser=30015=20

где Rbser=15 МПа Тогда

1200 679 0156459 190samicro sdot

sdot = =sdot

По табл 42 [6] или по Приложению 18 определяем ς=082 z=ςh0=082190=1558 см

2(5548 1588) 24987 1564 1564 679s кН см МПаσ minus

= = =

26

С целью недопущения чрезмерных пластических деформаций в продольной рабочей арматуре напряжения σsвней (а точнее их приращение под действием внешней нагрузки) не должны превышать (Rsserndash σsp(2)) где σsp(2)ndash величина пред-варительного напряжения арматуры с учетом полных потерь те

(2) (2) 480 112 368 sp sp sp МПаσ σ σ= minus∆ = minus =

(2)1562 ( ) 600 368 232 s s ser spМПа R МПаσ σ= lt minus = minus = Как видим полученное значение σs удовлетворяет установленному ограни-

чению В противном случае следует увеличить площадь продольной рабочей ар-матуры

Значение базового расстояния между трещинами определяют по формуле

ss

bts d

AAl 50= (8217[2]) и принимают не менее 10d и 10 см и не более 40d

и 40 см Abtndash площадь сечения растянутого бетона As ndash площадь сечения растянутой арматуры Ширину раскрытия трещин acrc принимают - при продолжительном раскрытии

acrc = acrc1(8119[2]) - при непродолжительном раскрытии

acrc = acrc1 + acrc2 ndashacrc3 (8120[2]) где acrc1 ndash ширина раскрытия трещин от продолжительного действия посто-

янных и временных длительных нагрузок acrc2 ndash ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоян-

ных и временных (длительных и кратковременных) нагрузок acrc3 - ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоян-

ных и временных длительных нагрузок Базовое расстояние между смежными нормальными трещинами определяется

по формуле

ss

bts d

AAl 50=

Здесь Abt ndash площадь сечения растянутого бетона равная Abt = byt+(bf - b)hf

гдеyt ndash высота растянутой зоны которую для прямоугольных тавровых и двутавровых сечений допускается принимать по формуле

yt = ky0 Поправочный коэффициент kучитывает неупругие деформации растянутого

бетона и для двутавровых сечений принимается равным 095 Значение y0 ndash есть высота растянутой зоны бетона определяемая как для упругого материала по приведенному сечению по формуле

)(

)2(0

serbtred

red

RP

A

Sy

+=

27

Определяем

0

2

1975656 535 095 535 508 249871841480135

459 508 (1490 459) 385 6301

t

bt

y см y см

A см

= = = sdot =+

= sdot + minus sdot =

Значение Abt принимается равным площади сечения при ее высоте в пределах не менее 2а и не более 05h(п4233 [4]) те не менее

1490385+(6-385)459=6729 см2 и не более 45911+(149-459)385=90184 см2

следовательно принимаем Abt =6729см2 Тогда 246621

096967250 =sdotsdot=sl смПринимается не более 40d и не более 40см Оконча-

тельно принимается 40 см Поскольку изгибающий момент от постоянной и временной длительной нор-

мативной нагрузок Mnl=3788кНм меньше момента образования трещин Mcrc=5009кНм то приращение напряжений в продольной рабочей арматуре от внешней нагрузки (см формулу (412[5]) будет меньше нуля В этом случае сле-дует считатьacrc1= acrc3= 0 и определять только ширину раскрытия трещин acrc2 от непродолжительного действия постоянных длительных и кратковременных нагрузок при φl=10

2 5

156410 05 10 10 40 001564 0156 2 10crca см мм= sdot sdot sdot sdot = =sdot

Это значение необходимо сопоставить с предельно допустимой шириной раскрытия трещин acrcult принимаемой из условия обеспечения сохранности ар-матуры при непродолжительном раскрытии

acrc2ltacrcult=04 мм ndash условие (826[2]) или см Приложение 2 удовлетворя-ется

Расчет прогиба плиты

Расчет изгибаемых элементов по прогибам производят из условия flefult (8139[2])

где fndash прогиб элемента от действия внешней нагрузки fult ndash значение предельно допустимого прогиба (см п 23) Полная кривизна для участков с трещинами определяется по формуле

(102)[4] без учета кривизны от непродолжительного действия усилия обжатия и кривизны вследствие усадки и ползучести бетона

321

1111

+

minus

=

rrrr

где 1

1

rndash кривизна от непродолжительного действия всей нагрузки

2

1

r ndash кривизна от непродолжительного действия постоянных и

временных длительных нагрузок

28

3

1

r ndash кривизна от продолжительного действия постоянных и вре-

менных длительных нагрузок Так как прогиб плиты ограничивается эстетико-психологическими требова-

ниями

1

1

rndash

2

1

r ndash кривизна вызванная непродолжительным действием кратко-

временной нагрузки не учитывается Таким образом кривизна в середине пролета определяется только от про-

должительного действия постоянных и длительных нагрузок те при действии изгибающего момента Мnl = 3788 кНmiddotм

Для элементов прямоугольного и таврового сечений при hfle 03h0 кривизну

допускается определять по формуле (440 [5])

redbc

nl

EhbM

r 30

1sdotsdotsdot

где ϕс ndash коэффициент определяемый по табл 45 [5] или по Приложению 15в за-висимости от параметров

( )0

bhhbb ff

f

sdotminus=ϕ μmiddotαs2 и esh0

0bhAs=micro

redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α

При определении αs2допускается принимать 1=sψ Если при этом условие flefult не удовлетворяется то расчет производят с учетом коэффициента ψs опреде-ляемого по формуле

s

crcss σ

σψ 801minus= (8138[2])

где σscrc ndash приращение напряжений в растянутой арматуре в сечении с трещиной сразу после образования нормальных трещин при М = Мcrc σs ndash то же при действии рассматриваемой нагрузки

sp

ss A

PzM )2()( minus=σ (412 [5])

sp

crccrcs A

PzM )2(

)( minus=σ

z ndash расстояние от центра тяжести арматуры расположенной в растянутой зоне сечения до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне эле-мента

Ebred ndash приведенный модуль деформации сжатого бетона принимаемый равным

redb

serbredb

RE

1

ε

=

где εb1red =28sdot10-4 при продолжительном действии нагрузки при относительной влажности воздуха окружающей среды 75 ge W ge 40(табл610[2])

)2(PM

e ss = Ms = Mnl= 3788 кНmiddotм

Р(2) ndash усилие предварительного обжатия с учетом всех потерь Р(2) = 24987 кН

Определяем величины необходимые для нахождения ϕс

29

( ) ( ) 442019945

853945146

0

=sdotsdotminus

=sdotminus

=bh

hbb fffϕ

0

679 000779459 19

sAbh

micro = = =sdot

Коэффициент приведения арматуры к бетону

redb

redss E

E

2 =α (117[4]) Еsred =

s

sEψ

(118[4]) redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α принимаем sψ = 1

Приведенный модуль деформаций сжатого бетона

53571028

0154

1

=

sdot== minus

redb

serbredb

RE

εМПа = 5357кНсм2

5

22 10 37335357sαsdot

= = μmiddotαs2= 000779∙3733 = 0291 (2)

nls

MeP

=3788 1516

24987se = = см

0

1516 079819

seh

= =

Теперь по табл 45[5] или по таблице Приложения 15 путем интерполяции находимϕс = 0603

Определяем кривизну имея все данные 5

3

1 3788 1372 10 0603 459 19 5357r см

minus= = sdotsdot sdot sdot

20

5 2

5 1 485 372 10 569 126 2845 48 ult

f lr

f см f cмminus

= sdot sdot

= sdot sdot sdot = lt =

Условие 8139[2] удовлетворяется те жесткость плиты достаточна

30

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ Для опирания пустотных панелей принимается сечение ригеля высотой hb =

45 см или hb = 60 см для опирания ребристых панелей принимается сечение риге-ля высотой hb = 60 см Ригели могут выполняться обычными или предварительно напряженными Высота сечения обычного ригеля bb lh

asymp

101

151

41 Исходные данные Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м2 перекрытия принимаются те же

что и при расчете панели перекрытия Ригель шарнирно оперт на консоли колон-ны hb = 45 см Расчетный пролет (рис 6)

l0 = lb ndash b ndash 2times20 ndash 130 = 6300 ndash 400 ndash 40 ndash 130 = 5730 мм = 573 м где lb ndash пролет ригеля в осях

b ndash размер колонны 20 ndash зазор между колонной и торцом ригеля 130 ndash размер площадки опирания Расчетная нагрузка на 1 м длины ригеля определяется с грузовой полосы

равной шагу рам в данном случае шаг рам 6 м(табл 1) Постоянная (g) - от перекрытия с учетом коэффициента надежности по ответственности зда-

нияγп = 10 gfl =gmiddotlnmiddotᵞn= 47middot60middot10 = 282 кНм

гдеln ndashшаг рам - от веса ригеля

gbn = (02middot045 + 02middot025) middot2500middot10-2 = 35 кНм где 2500 кгм3 ndash плотность железобетона С учетом коэффициента надежно-

сти по нагрузке γf = 11 и по ответственности здания γп = 10 gb = 35middot11middot10 = 385 кНм

Итого постоянная нагрузка погонная те с грузовой полосы равной шагу рамg1=gfl+ gb = 282 + 385 = 321 кНм

Временная нагрузка (V) с учетом коэффициента надежности по ответствен-ности здания γп = 10 и коэффициента сочетания (см табл1)

1

1

0604AA

ϕ = +

где А1 = 9 м2для помещений указанных в поз 1212[1] А ndash грузовая площадь ригеля А = 60times63 = 378 м2

10604 0693378

9

ϕ = + =

На коэффициент сочетания умножается нагрузка без учета перегородок V1=( Vp+ 1ϕ middot V0)middotᵞnmiddotln

V1= (06+0693middot195)middot10middot60 = 1171кНм Полная погонная нагрузка

g1 + V1 = 321 + 1171 = 438кНм

31

32

42 Определение усилий в ригеле Расчетная схема ригеля ndash однопролетная шарнирно опертая балка пролетом

l0 Вычисляем значение максимального изгибающего момента М и максимальной поперечной силы Q от полной расчетной нагрузки

( ) 2 21 1 0V 438 573 17976

8 8g l

M кН м+ sdot

= = = sdot

( )1 1 0V 438 573 12552 2

g lQ кН

+ sdot= = =

Характеристики прочности бетона и арматуры - бетон тяжелый класса В30 расчетное сопротивление при сжатии Rb = 170

МПа при растяжении Rbt= 115 МПа (табл 68[2] приложение 4) γb1 = 09 (6112[2])

- арматура продольная рабочая класса А500С диаметром 10-40 мм расчетное сопротивление Rs = 435 МПа=435Кнсм2 поперечная рабочая арматура класса А400 диаметром 6-8 мм Rsw = 280 МПа=280Кнсм2 (табл 615[2])

43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента

Определяем высоту сжатой зоны х = ξmiddoth0 где h0 ndash рабочая высота сечения ригеля ξ ndash относительная высота сжатой зоны определяемая в зависимости от αт

h0 = (hb ndash 5) = 40 см

201 hbR

M

bbm sdotsdotsdot=γ

α

М = 17081кНmiddotм = 17081кНmiddotсм Rb = 17 МПа = 17 кНсм2 b ndash ширина сечения ригеля b = 20 см

2 21 0

17980 036709 17 20 40m

b b

MR b h

αγ

= = =sdot sdot sdot sdot sdot sdot

1 1 2 1 1 2 0367 0485mξ α= minus minus = minus minus sdot = высота сжатой зоны х = ξmiddoth0 = 0485middot40 = 1938см Граница сжатой зоны проходит в узкой части сечения ригеля следовательно

расчет ведем как для прямоугольного сечения Расчет по прочности нормальных сечений производится в зависимости от со-

отношения относительной высоты сжатой зоны бетона и граничной относитель-ной высоты ξR при которой предельное состояние элемента наступает по сжатой зоне бетона одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения равного расчетному сопротивлению Rs

Значение ξR определяется по формуле

0

2

08

1

RR

s el

b

xh

ξ εε

= =+

(81[2])

где εsel ndash относительная деформация растянутой арматуры при напряжениях равных Rs

33

s

sels E

R=ε Rs = 435 МПа Еs = 2middot105МПа

εb2 ndash относительная деформация сжатого бетона при напряжениях равных Rb принимаемая равной 00035 (п 6120 [2])

00217501002

4355 =

sdot=elsε

4930

0035000217501

80=

+=Rξ

значение ξR можно определить по табл 32 [4] или по Приложению 11 тк ξltξR

площадь сечения растянутой арматуры определяется по формуле 1 0 09 17 20 0485 40 1365

435b b

ss

R b hAR

γ ξsdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot= = = см2

Если ξgtξR следует увеличить сечение ригеля или повысить класс бетона или запроектировать в сжатой зоне сжатую рабочую арматуру с площадью Аs

Если ξ = ξR = 0493 х = 0493middot40 = 1972 см те при ξ le ξR граница сжатой зо-

ны всегда проходит в узкой части сечения ригеля По найденной площади сечения растянутой арматуры по сортаменту (При-

ложение 12) подбираем 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Аsef = 1388см2 741

40201008813 =

sdotsdot

=micro

Площадь подобранной арматуры должна быть больше требуемой по расчету площади или равна ей

Можно подобрать стержни одинакового диаметра так чтобы площадь подо-бранной арматуры отличалась бы от площади требуемой арматуры незначитель-но

44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил

Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил производится на основе модели наклонных сечений [3] Ригель опирается на колонну с помощью консолей скрытых в его подрезке (рис 8) те имеет место резко изменяющаяся высота сечения ригеля на опоре При расчёте по модели наклонных сечений должны быть обеспечены проч-ность ригеля по бетонной полосе между наклонными сечениями по наклонному сечению на действие поперечной силы и изгибающего момента Для ригелей с подрезками на опорах производится расчёт по поперечной силе для наклонных сечений проходящих у опоры консоли образованной подрезкой При этом в расчётные формулы вводится рабочая высота h01короткой консоли ри-геля Таким образом в качестве расчётного принимаем прямоугольное сечение с размерами 1 20 30 b h смtimes = times в котором действует поперечная силаQ=1255 кН от полной расчётной нагрузки Рабочая высота сечения ригеля в подрезке составляет

01 27 h см= вне подрезки (у опор) 0 42 h см= в средней части пролёта 0 40 h см= При диаметре нижних стержней продольной рабочей арматуры ригеля ds=22мм с учётом требований п10312[2] назначаем поперечные стержни (хо-

34

муты) Oslash8 А400 Их шаг на приопорном участке предварительно принимаем по конструктивным соображениям 1 10 ws см= что в соответствии с п10313[2] не превышает 05h01=135см и 30 см Значения прочностных характеристик бетона класса В30 входящие в расчётные зависимости принимаем с учётом коэффици-ента условий работы 1 09bγ = Расчёт ригеля по бетонной полосе между наклонными трещинами произво-дится из условия

1 1 01b b bQ R bhϕ γle (855[2]) где 1bϕ minus коэффициент принимаемый равным 03 Проверка этого условия даёт

Q=1255 кН le 03times09times17times20times27=24786 кН те принятые размеры сечения ригеля в подрезке достаточны Проверяем требуется ли поперечная арматура по расчёту из условия

min 1 0105b b btQ Q R bhγle = (8133[2]) те Q=1255 кН gtQbmin=05times09times0115times20times27=2795 кН

поэтому расчёт поперечной арматуры необходим Находим погонное усилие в хомутах для принятых выше параметров попе-речного армирования 2101 swA см= (2Oslash8 А400) 285 swR МПа= 1 10 ws см=

11

280 101 283 10

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

Расчёт ригеля с рабочей поперечной арматурой по наклонному сечению про-изводится из условия

b swQ Q Qle + (856[2]) где b swQ Q minus поперечные силы воспринимаемые соответственно бетоном и попе-речной арматурой в наклонном сечении которые находятся по формулам

22 1 01 b b bt

bR bhQc

ϕ γ= 075sw swQ q c=

где с minus длина проекции наклонного сечения на продольную ось элемента 2bϕ minus коэффициент принимаемый равным 15 (п 8133[2])

Подставляя эти выражения в (856[2]) из условия минимума несущей спо-

собности ригеля по наклонному сечению в виде 0Qc

part=

part находим наиболее опас-

ную длину проекции наклонного сечения равную 2 2

2 1 01

1

15 09 0115 20 27 3266075 075 283

b b bt

sw

R bhc смq

ϕ γ times times times times= = =

times

35

36

которая должна быть не более 2h01 = 54 см С учётом этой величины условие (856[2]) преобразуем к виду

21 01

2

15 075

15 09 0115 20 27 075 283 3266 13863 3266

b btsw

R b hQ q сc

Q кН

γsdot sdot sdot sdotle + sdot sdot

sdot sdot sdot sdotle + sdot sdot =

1255 кН lt 13863 кН те условие прочности ригеля по наклонному сечению в подрезке при действии поперечной силы соблюдается

Необходимо также убедиться в том что принятый шаг хомутов смsw 101 = не превышает максимального шага хомутов maxws при котором ещё обеспечивается прочность ригеля по наклонному сечению между двумя соседними хомутами те

2 21 0

1 max09 0115 20 2710 1202

1255b bt

w wR b hs см s см

Qγ sdot sdot sdot sdot sdot

= lt = = asymp

Выясним теперь на каком расстоянии от опор в соответствии с характером эпюры поперечных сил в ригеле шаг поперечной арматуры может быть увеличен Примем согласно п10313[2] шаг хомутов в средней части пролёта равным

2 0075 075 40 30 ws h см= = times = что не превышает 500 мм Погонное усилие в хо-мутах для этого участка составляет

22

280 101 0942 30

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

что не меньше минимальной интенсивности этого усилия при которой попереч-ная арматура учитывается в расчёте

min 1025 025 09 0115 20 052 sw b btq R b кН смγ= = times times times asymp Очевидно что условие 1 minsw swq q для опорных участков ригеля соблюдается с ещё большим запасом При действии на ригель равномерно распределённой нагрузкиq=g1+v1 длина участка с интенсивностью усилия в хомутах 1swq принимается не менее значения

1l определяемого по формуле min

1 1bQ Q

l cq

minus= minus и не менее

40l

где minbQ minus то же что в формуле (2) но при замене 01h на рабочую высоту сечения ригеля в пролёте 0 40h см= 1с minus наиболее опасная длина проекции наклонного сечения для участка где изменяется шаг хомутов определяется по формуле (стр 34) с заменой в ней 01h на 0h а также 1swq на 2swq но не более 02 h

Тогда имеем min 05 09 0115 20 40 414 bQ кН= times times times times =

2

115 09 0115 20 40 8385

075 0942с смtimes times times times= =

times

Поскольку 1 02 80 с h см= то принимаем 1 80 c см= q=g+V=438 кНм=

37

=0438 кНсм тогда

11255 414 80 11201

0 438l смminus= minus =

В ригелях с подрезками у концов последних устанавливаются дополнитель-ные хомуты и отгибы для предотвращения горизонтальных трещин отрыва у вхо-дящего угла подрезки (рис 8) Эти хомуты и отгибы должны удовлетворять условию прочности

011

0

sin (1 )sw sw sw s inchR A R A Qh

θ+ ge minus

здесь 01 0 h h minus рабочая высота сечения ригеля соответственно в короткой консоли подрезки и вне её

Для рассматриваемого примера со сравнительно небольшим значением попе-речной силы примем дополнительные хомуты у конца подрезки в коли-честве 2Oslash12 А500С с площадью сечения 2

1 226 swA см= отгибы использовать не будем Тогда проверка условия прочности даёт

2730 226 678 1255 (1 ) 44842

кН кНtimes = gt times minus =

те установленных дополнительных хомутов достаточно для предотвращения го-ризонтальных трещин отрыва у входящего угла подрезки

Расчёт по прочности наклонного сечения проходящего через входящий угол подрезки на действие изгибающего момента производится из условия

s sw s incM M M Mle + + где М minus момент в наклонном сечении с длиной проекции laquoсraquo на продольную ось элемента Мs МswMsinc minus моменты воспринимаемые соответственно про-дольной и поперечной арматуройа также отгибами пересекаемыми рассмат-риваемым наклонным сечением относительно противоположного конца наклон-ного сечения (в отсутствии отгибов 0s incM = )

В рамках курсового проекта этот расчет не выполняется

45 Построение эпюры материалов Продольная рабочая арматура в пролете 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Пло-

щадь этой арматуры Аs определена из расчета на действие максимального изги-бающего момента в середине пролета В целях экономии арматуры по мере уменьшения изгибающего момента к опорам два стержня обрываются в пролете а два других доводятся до опор Если продольная рабочая арматура разного диа-метра то до опор доводятся два стержня большего диаметра

Площадь рабочей арматуры Аsef = 1388см2 Определяем изгибающий мо-мент воспринимаемый сечением ригеля с полной запроектированной арматурой 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С(Аs = 1388см2)

Из условия равновесия RsmiddotAs = γb1sdotRbmiddotbmiddotx гдех = ξmiddoth0

01

hbRAR

bb

efss

sdotsdotsdot

sdot=γ

ξ

38

Rs = 435 МПа = 435 кНсм2 Rb = 170 МПа = 17 кНсм2

493040207190

8813543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х = ξmiddoth0 = 0493middot40 = 1972см Изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля определяется из

условия равновесия М = RsmiddotAs(h0 ndash05х) М(2Oslash20+2Oslash22)= 435middot1388middot(40 ndash 05middot1972) = 181979кНmiddotсм = 182кНmiddotм

182кНmiddotмgt 17081кНmiddotм то есть больше действующего изгибающего момента от полной нагрузки это значит что прочность сечения обеспечена

До опоры доводятся 2Oslash22 А500С h0 = 45 ndash 3 = 42 см (см рис 9) As=76 см2

257042207190

67543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х1 = ξmiddoth0 = 0257middot42 = 108см Определяем изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля с рабо-

чей арматурой в виде двух стержней доводимых до опоры М(2Oslash22) = RsmiddotAs(2Oslash22) (h0 ndash05х1) М(2Oslash22) = 435middot76middot(42 ndash 05middot108) = 1209996кНmiddotсм =121кНmiddotм

Откладываем в масштабе на эпюре моментов полученные значения изгибаю-щих моментов М(2Oslash20+2Oslash22) и М(2Oslash22) и определяем место теоретического обрыва ра-бочей арматуры ndash это точки пересечения эпюры моментов с горизонтальной ли-нией соответствующей изгибающему моменту воспринимаемому сечением ри-геля с рабочей арматурой в виде двух стержней М(2Oslash22) (рис 10)

Эпюра моментов для этого должна быть построена точно с определением значений изгибающих моментов в

81 в

82 и в

83 пролета

Изгибающий момент в любом сечении ригеля определяется по формуле ( )

2

2xvgxRM Axsdot+

minussdot= где RA ndash опорная реакция х ndash текущая координата

( ) 0 12552A

g v lR Q

+ sdot= = = кН

При 081 lx = = 0716 м

2

18

438 07161255 0716 7862

M кН мsdot= sdot minus = sdot

При 082 lx = = 1433 м

2

28

438 14331255 1433 13482

M кН мsdot= sdot minus = sdot

39

40

При 083 lx = = 2149 м

0

2

38

438 21491255 2149 16852l

M кН мsdot= sdot minus = sdot

Длина анкеровки обрываемых стержней определяется по следующей зависи-мости

ddqQw

sw

1552

ge+= где d ndash диаметр обрываемой арматуры

Поперечная сила Q определяется графически в месте теоретического обрыва в данном случае Q = 72кН

Поперечные стержни Oslash8 А400 Rsw = 285 МПа с Аsw = 101см2 в месте теоре-тического обрыва имеют шаг 10 см

88210

011528=

sdot=

sdot=

w

swswsw S

ARq кНсм

72 5 20 2252 288

W = + sdot =sdot

см что меньше15d=1520=30 см

Принимаем W = 30 см Место теоретического обрыва арматуры можно определить аналитически

Для этого общее выражение для изгибающего момента нужно приравнять момен-ту воспринимаемому сечением ригеля с арматурой 2Oslash22 А500

М(2Oslash22) = 121кНsdotм ( ) ( ) 2 2

0 438 573 4382 2 2 2

g V l g V x xМ x x+ sdot + sdot sdot sdot

= sdot minus = sdot minus

1255х ndash 219х2 = 121 х2 ndash 573х + 553 = 0

212 2865 2865 581 2865 16365х = plusmn minus = plusmn

х1 = 1228м х2 = 553м Это точки теоретического обрыва арматуры Длина обрываемого стержня будет равна 4502ndash 1228 + 2middot03 = 3874м При-

нимаем длину обрываемого стержня 4 м Определяем аналитически величину поперечной силы в месте теоретического

обрыва арматуры ( ) ( )0

2g V l

Q g V x+ sdot

= minus + sdot

438 573 438 1228 7172

Q кНsdot= minus sdot =

Графически поперечная сила была принята 72кН с достаточной степенью точности

41

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ Для проектируемого 8-этажного здания принята сборная железобетонная ко-

лонна сечением 40times40 см Для колонн применяется тяжелый бетон классов по прочности на сжатие не

ниже В15 а для сильно загруженных ndash не ниже В25 Армируются колонны про-дольными стержнями диаметром 16 hellip40 мм из горячекатаной стали А400 А500С и поперечными стержнями преимущественно из горячекатаной стали класса А240

51 Исходные данные Нагрузка на 1 м2 перекрытия принимается такой же как и в предыдущих рас-

четах (см табл 1) Нагрузка на 1 м2 покрытия

Таблица 3 Вид нагрузки Нормативная нагруз-

ка (γf= 1) кНм2

Коэффициент надежности

по нагрузке γf

Расчетная нагрузка

(γfgt 1) кНм2 1 2 3 4

Гидроизоляционный ковер (3 слоя) 0150 13 0195 Армированная цементно-песчаная стяжка δ = 40 мм ρ = 2200 кгм3

0880 13 1144

Керамзит по уклону δ = 100 мм ρ = 600 кгм3

0600 13 0780

Утеплитель ndash минераловатные пли-ты δ = 150 мм ρ = 150 кгм3

0225 12 0270

Пароизоляция 1 слой 0050 13 0065 Многопустотная плита перекрытия с омоноличиванием швов δ = 220 мм

3400 11 3740

Постоянная нагрузка (groof) 5305 6194 Временная нагрузка ndash снеговая S = Sg 1800middot07 = 1260 ndash 1800 в том числе длительная часть снего-вой нагрузки Sl

0630 ndash 0900

Полная нагрузка (groof+ S) 6565 7994 - полная кратковременная снеговая нагрузка и коэффициент μ принимаются по СП 20133302011 или по Приложению 16

42

Материалы для колонны Бетон ndash тяжелый класса по прочности на сжатие В25 расчетное сопротивле-

ние при сжатии Rb = 145 МПа (табл 68[2] Приложение 4) Арматура minus продольная рабочая класса А500С (диаметр 16 hellip40мм) расчётное сопро-

тивление Rs = Rsc = 435 МПа (табл 614[2] Приложение 7) minus поперечная ndash класса А240

52 Определение усилий в колонне

Рассчитывается средняя колонна подвального этажа высотой hfl = 28 м Вы-сота типового этажа hflтакже равна 28 м

Грузовая площадь колонныА = 6times63 = 378 м2 Продольная сила N действующая на колонну определяется по формуле

N = γn(g +Vp + φзV0) nmiddotA + gb(n + 1) + gcol(n + 1) + γn(groof + S)A где n ndash количество этажей В нашем случае n = 8А ndash грузовая площадь g VpV0 ndash соответственно постоянная и временная нагрузки на 1 м2 перекрытия по табл 1

Согласно табл 1 g = 47 кНм2 Vp = 06кНм2V0 = 195кНм2 groof ndash постоянная нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 (groof = 6194 кНм2) S ndash полная снеговая нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 gbndash собственный вес ригеля с учетом γf и γnдлиной (63 ndash 04) = 59 м gb= 385middot59 = 2272кН 385 кНм ndash погонная нагрузка от собственного веса ригеля (см расчет риге-

ля) gcol ndash собственный вес колонны gcol = γnmiddot γf middot ρmiddot Аcolmiddothfl = 10middot11middot2500(10-2) middot04middot04middot28 = 1232 кН φ3 ndash коэффициент сочетаний (коэффициент снижения временных нагрузок в

зависимости от количества этажей) определяемый по формуле (83[1]) 1

30 404n

ϕ minusϕ = +

где φ1= 069 (см расчет ригеля) 10693 0404 0504

8ϕ minus

= + =

N = 10middot(47 +06+ 0504middot195) middot8middot378 + 2272middot (8 + 1) + 1232middot (8 + 1) + + 10middot (6194 + 18) middot378 = 251745кН

53 Расчет колонны по прочности

Расчет по прочности колонны производится как внецентренно сжатого эле-мента со случайным эксцентриситетом еа

3313040

301

=== colа he см 470600280

600=== fl

а

he см еа = 1 см

Однако расчет сжатых элементов из бетона классов В15 hellipВ35 (в нашем слу-чае В25) на действие продольной силы приложенной с эксцентриситетом е0 =

33130

== colа

he см при гибкости l0hcollt 20 допускается производить из условия

N le Nult (816[2])

43

где Nult - предельное значение продольной силы которую может воспринять элемент определяемое по формуле

Nult le ϕ(γb1RbAb + RscAstot) (817[2]) где Ab ndash площадь сечения колонны Astot ndash площадь всей продольной арматуры в сечении колонны l0 ndash расчетная длина колонны подвала с шарнирным опиранием в уровне 1-го

этажа и с жесткой заделкой в уровне фундамента Rscndash расчетное сопротивление арматуры сжатию

l0 = 07(hfl + 15 см) = 07(280 + 15) = 2065 см l0hcol =206540=516lt20 Ab=4040=1600 см2

ϕ - коэффициент принимаемый при длительном действии нагрузки по табл 81[2] или по Приложению 18 в зависимости от гибкости колонны

При l0hcol =516 коэффициент ϕ = 092

1

251745 09 145 1600092 149

435

b b b

s totsc

N R AA

R

γφminus minus sdot sdot

= = = см2

Из условия ванной сварки выпусков продольной арматуры при стыке колонн минимальный ее диаметр должен быть не менее 20 мм

Принимаем 4Oslash22 А500С Asef = 152 см2 152 100 095 021600

micro = sdot = gt тк l0hcolasymp 5

Диаметр поперечной арматуры принимаем Oslash6 А240 (из условия сварки c продольной арматурой) Шаг поперечных стержней s = 300 мм что удовлетворяет конструктивным требованиям (п10314[2]) s le 15d = 15middot22 = 330 мми s le 500 мм

Если μgt3 то шаг поперечных стержней должен быть s le 10d иs le 300 мм Армирование колонны показано на рис11

44

45

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ

61 Исходные данные Грунты основания ndash пески средней плотности условное расчётное сопротив-

ление грунта R0 = 035 МПа = 0035 кНсм2 = 350 кНм2 Бетон тяжелый класса В25 Расчетное сопротивление растяжению

Rbt = 105 МПа γb1 = 09 Арматура класса А500С Rs = 435 МПа= 435кНсм2 Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах

γm = 20 кНм3 Высоту фундамента предварительно принимаем 90см C учётом пола подвала

глубина заложения фундамента Н1 = 105 см Расчетное усилие передающееся с колонны на фундамент N = 251745кН Нормативное усилие

Nn = Nγfm = 251745115 = 218735кН где γfm = 115 ndash усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке

62 Определение размера стороны подошвы фундамента Площадь подошвы центрально нагруженного фундамента определяется по

условному давлению на грунт R0 без учета поправок в зависимости от размеров подошвы фундамента и глубины его заложения

0 1

218735 665350 20 105

n

m

NAR Hγ

= = =minus minus sdot

м2

Размер стороны квадратной подошвы фундамента 665 258a A= = = м Принимаем а = 27 м (кратно 03 м) Давление на грунт от расчетной нагрузки

2

Npa

= =251745272 = 3453кНм2 lt R0

63 Определение высоты фундамента Рабочая высота фундамента из условия продавливания

504

2

10 pR

Nhh

btb

col

++minus=

γ

0 3

25174502 05 0 2 0698 0 49809 105 10 3453

h м= minus + = minus + =sdot sdot +

Полная высота фундамента устанавливается из условий 1) продавливания Hf =(h0+005)=0498 + 005 = 0548м 2) заделки колонны в фундаменте

Hf = 15hcol + 025(м) = 15middot04 + 025 = 085 м 3) анкеровки сжатой арматуры колонны Hf = han + 025(м) Базовая длина анкеровки необходимая для передачи усилия в арматуре с

полным расчетным сопротивлением Rs на бетон определяется по формуле [3]

sbond

ssan UR

ARh =0

где As и Us ndash соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения (в нашем случае для арматуры Oslash22

As = 3801см2 Us = πd = 314middot22 = 6908 см) Rbond ndash расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном принимае-

мое равномерно распределенным по длине анкеровки

46

Rbond = γb1middotη1middotη2middotRbt где η1 ndash коэффициент учитывающий влияние вида поверхности арматуры

Для горячекатаной арматуры периодического профиля η1 = 25 η2 - коэффициент учитывающий влияние размера диаметра арматуры при-

нимаемый равным 10 ndash при диаметре продольной арматуры dsle32 мм 09 ndash при ds = 36 мм и ds = 40 мм Rbond = 09middot25middot1middot105 = 236 МПа

0435 3801 10142 236 6908anh смsdot

= =sdot

Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле[3]

efs

calsanan A

Ahh

0α=

где Ascаlи Asef ndash площади поперечного сечения арматуры соответственно требуе-мая по расчету и фактически установленная (для нашего случая Ascаl= 149 см2 Asef = 152 см2) α ndash коэффициент учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного со-стояния бетона и арматуры Для сжатых стержней периодического профиля α = 075Тогда

149075 10142 745615 2anh = sdot sdot = см

Кроме того согласно требованиям [3] фактическую длину анкеровки необ-ходимо принимать han ge 03h0an = 03middot10142 = 3043 см

han ge 15ds = 15middot20 = 30 см han ge20 см Из четырех величин принимаем максимальную длину анкеровки те han = 7456см

Следовательно из условия анкеровки арматуры Hf = 7456 + 25 = 9952см

Принимаем трехступенчатый фундамент общей высотой 100 см и с высотой ступеней 30 см и 40 см При этом ширина первой ступени а1 = 11 м а второй а2 = 18 м

Проверяем отвечает ли рабочая высота нижней ступени h03 = 40 ndash 5 = 35см условию прочности при действии поперечной силы без поперечного армирования в наклонном сечении Для единицы ширины этого сечения (b = 100 см) должно выполняться условие

Q = pl le Qbmin = 05γb1Rbth03b Поперечная сила от давления грунта

Q = pl= 05(а - a2 - 2h03)р где а - размер подошвы фундамента

h03 = 40 ndash 5 = 35см р ndash давление на грунт от расчетной нагрузки (на единицу длины) Q = 05(27 ndash18 - 2middot035) middot34533 = 3453кН Q = 3453кНltQbmin = 05middot09middot105middot103middot035middot10 = 16538кН ndash прочность обеспе-

чена

47

64 Расчет на продавливание

Проверяем нижнюю ступень фундамента на прочность против продавлива-ния

Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производится из условия (887[2]) F le Fbult где Fbult - пре-дельное усилие воспринимаемое бетоном

Fbult = γb1RbtAb

где Fminusпродавливающая сила принимаемая равной продольной силе в колонне подвального этажа на уровне обреза фундамента за вычетом нагрузки создавае-мой реактивным отпором грунта приложенным к подошве фундамента в преде-лах площади с размерами превышающими размер площадки опирания (в дан-ном случае второй ступени фундамента 2 2 18 18 a a мtimes = times ) на величину 0h во всех направлениях Ab ndash площадь расчетного поперечного сечения расположен-ного на расстоянии 05h0от границы площади приложения силы Nс рабочей высо-той сечения h0 В нашем случае h0 = h03 = 025м

Площадь Ab определяется по формуле Ab = Umiddoth03

где U ndash периметр контура расчетного сечения (см рис12а) U = (а2 + 2middot05h03) middot4 = (18 + 2middot05middot035) middot4 = 86 м

Площадь расчётного поперечного сеченияAb = 86middot035 = 301м2 Продавливающая сила равна

F=N-pA1

здесь p=3453 кНм2 minus реактивный отпор грунта A1minusплощадь основания продавливаемого фрагмента нижней ступени фундамен-

та в пределах контура расчётного поперечного сечения равная A1=(a2+205h03)2=(18+205035)2=462 м2

Проверка условия (697) [3] показывает

F=92202 кН lt 09105103301 = 284445 кН

те прочность нижней ступени фундамента против продавливания обеспече-на

48

49

65 Определение площади арматуры подошвы фундамента Подбор арматуры производим в 3-х вертикальныхсечениях фундамента

что позволяет учесть изменение параметров его расчётной схемы в качестве ко-торой принимается консольная балка загруженная действующим снизу вверх равномерно распределенным реактивным отпором грунта Для рассматривае-мых сечений вылет и высота сечения консоли будут разными поэтому выявить наиболее опасное сечение можно только после определения требуемой площади арматуры в каждом из них (см рис13)

Сечение I-I МI-I = 0125р (а ndash hcol)2middot a = 0125middot34533(27 ndash 04)2middot27 = 61654кНmiddotм Площадь сечения арматуры определяем по формуле

2

01

61654 10 165709 09 95 435

I IsI

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение II-II МII-II= 0125р(аndash а1)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 11)2middot27 = 29836кНmiddotм

2

02

29836 10 117209 09 65 435

II IIsII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение III-III МIII-III= 0125р(аndash а2)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 18)2middot27 = 944кНmiddotм

2

03

944 10 68809 09 35 435

III IIIsIII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Из трёх найденных значений подбор арматуры производим по максимально-му значению теAsmax = 1657см2

Шаг стержней принимается от 150 ммдо 300 мм (кратно 50 мм) При ширине подошвы фундамента а le 3 мминимальный диаметр стержней dmin = 10 мм при аgt3 мdmin = 12 мм

Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлени-ях арматурой из стержней Oslash14 А500с шагом 250 мм

Имеем 11Oslash14 А500С с As = 16929см2gtAsI = maxsA = 1657см2 Процент армирования μ

- в сечении I-I 11 01

16929100 100 0156 01110 95

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении II-II 22 02

16929100 100 0145 01180 65

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении III-III 33 03

16929100 100 0179 01270 35

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

Так как во всех сечениях μigtμmin=01 количество принятой арматуры оставляем без изменений В случае μiltμmin=01 диаметр принятой арматуры следует увеличить или уменьшить ее шаг

Конструкция фундамента приведена на рис13

50

51

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 СП 20133302011 Нагрузки и воздействия Актуализированная редакция СНиП 20107-85 М ГУП ЦПП 2011

2 СП 63133302012 Бетонные и железобетонные конструкции Основные положения Актуализированная редакция СНиП 52-101-2003 М ФГУП ЦПП 2004

3 ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований 4 СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные кон-

струкции М ФГУП ЦПП 2005 5 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из

тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

6 Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетон-ных конструкций из тяжелого бетона (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

52

ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Минимальный класс бетона элементов с предварительно напряженной арматурой

Таблица 4

Характеристика напрягаемой Класс бетона арматуры не ниже

Арматура классов

А540-А800

В20 А1000 В30

Арматура классов

Вр1200 Вр1300

В30 Вр1400 Вр1600 Вр1600 В20

К1400 К1500 К1600 К1700 В30

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин ndash acrсult из условия обеспечения сохранности арматуры

Таблица 5

Для элементов к которым не предъявляются требования непрониwаемости значения acrсult принимают равными

При арматуре классов

При продолжительном рас-крытии трещин мм

При непродолжительном раскрытии трещин мм

А240-А600 В500 03 04

А800А1000 Вр1200-Вр1400 К1400К1500(К-19) К1500(К-7)К1600 диаметром 12 мм

02 03

Вр1500 К1500(К-7)К1600 диамет-ром 6 и 9 мм

01 02

53

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Нормативные сопротивления бетона Rbnи Rbtn

Таблица 6

Вид сопротивления

Нормативные сопротивления бетона RbnиRbtn и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй

группы RbserиRbtser МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осевое (призменная прочность)

Rbn и Rbser

75 110 150 185 220 255 290 320 360 395 430

Растяже-ние осевое

Rbtn Rbtser 085 110 135 155 175 195 210 225 245 260 275

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Расчетные сопротивления бетона Rbи Rbt Таблица 7

Видсопротивления

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbи Rbt МПа при классе бетона

по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осе-вое(призменная прочность)

Rb

60 85 115 145 170 195 220 250 275 300 330

Растяжение осевое Rbt

056 075 090 105 115 130 140 150 160 170 180

Полностью таблицы нормативных и расчетных сопротивлений бетона см [2]

54

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения начального модуля упругости бетона Еь Таблица 8

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еьmiddot10-3 МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

190 240 275 300 325 345 360 370 380 390 395

55

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rsn

Таблица 9

Арматура классов

Номинальный диаметр арматуры мм

Нормативные значения сопротивления растяжению Rsnи расчетные значения сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы Rsser МПа

А240 6-40 240

А400 6-40 400

А500 10-40 500

А540 20-40 540

А600 10-40 600

А800 10-32 800

А1000 10-32 1000

В500 3-12 500

Вр500 3-5 500

Вр1200 8 1200

Вр1300 7 1300

Вр1400 4 5 6 1400

Вр1500 3 1500

Вр1600 3-5 1600

К1400(К-7) 15 1400

К1500(К-7) 6 9 12 1500

К1500(К-19) 14 1500

К1600 6 9 12 15 1600

К1700 6-9 1700

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 24: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

24

W= 125Wred = 125middot101079 = 126349 см3 101079 549184148

red

red

Wr смA

= = =

е0 = 1073 ndash 3 = 773 см eяр = 773 + 549 = 1322 см

Потери предварительного напряжения арматуры ∆σsp1 =144 МПа ∆σsp2 = 0 ∆σsp3 = 0 ∆σsp4 = 0 Таким образом первые потери составляют ∆σsp(1) =144 МПа

∆σsp5 = 40 МПа

11 орbp

red red

Pe yPA I

σ = + (см п 23)

Р1 = 679middot (48 ndash 144) = 31614 кН еор = 773 см 231614 31614 773 0414

183643 1081529bpσ sdot= + = кНсм2 = 414 МПа

0033980161792

096==micro

( )6 2

08 727 28 414 5803775 1836431 727 0003398 1 1 08 28

1081529

spσ sdot sdot sdot∆ = =

sdot+ sdot + sdot + sdot

МПа

То полные потери равны ∆σsp(2) = 144 + 40 + 5803 = 11203МПа Если полные потери будут меньше 100МПа следует принять σsp(2)= 100МПа

Р(2) = (480 ndash 112) middot609 = 24987кН Мcrc = RbtsermiddotW+P(2)middoteяр=0135middot126349 + 2498middot1322 = 50089кНmiddotсм =

5009кНmiddotм Изгибающий момент от полной нормативной нагрузки равен

Мn = 5548 кНmiddotмgtМсrс = 5009кНsdotм Следовательно трещины в растянутой зоне от эксплуатационных нагрузок

образуются

Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси Расчет по раскрытию трещин производят из условия

acrc le acrcult (8118[2]) acrc ndash ширина раскрытия трещины от действия внешней нагрузки acrcult ndash предельно допустимая ширина раскрытия трещин (п 826[4] При-

ложение 2) Для арматуры классов А240-А600 В500C величина acrcultсоставляет

03 мм ndash при продолжительном раскрытии трещин 04 мм ndash при непродолжительном раскрытии трещин

Ширину раскрытия нормальных трещин определяют по формуле

ss

sscrc l

Ea sdotsdotsdotsdotsdot=

σψϕϕϕ 321 (8128[4])

25

где σs ndash напряжение в продольной растянутой арматуре в нормальном сечении с трещиной от соответствующей внешней нагрузки

ls ndash базовое расстояние между смежными нормальными трещинами ψs ndash коэффициент учитывающий неравномерное распределение относительных

деформаций растянутой арматуры между трещинами допускается принимать ψs =1 если при этом условие 8118[2] не удовлетворяется значение ψs следу-ет определять по формуле 8138[2]

ϕ1 ndash коэффициент учитывающий продолжительность действия нагрузки при-нимаемый равным 10 ndash при непродолжительном действии нагрузки 14 ndash при продолжительном действии нагрузки

ϕ2 ndash коэффициент учитывающий профиль продольной арматуры и равный ϕ2 = 05 ndash для арматуры периодического профиля и канатной

ϕ3 ndash коэффициент учитывающий вид напряженного состояния и для изгибаемых элементов принимаемый равнымϕ3 = 10

Для прямоугольных тавровых и двутавровых сечений значение σsдопускает-ся определять по формуле

(2)( )s

ssp

M z PA

σminus

= (412 [5])

где z ndash плечо внутренней пары сил равное z=ςh0 а коэффициент ς определя-ется по табл 42 [5] или по Приложению 18 в зависимости от следующих пара-метров

)(

0

11

)2(0 bhAa

aPM

ebh

hbb spss

ss

fff

sdot==

minus= microϕ

Ms= Mn =5548 кНм=5548 кНсм P(2)ndashусилие предварительного обжатия с учетом полных потерь равное P(2)=24987 кН Производя вычисления получаем

0

(1460 459) 385 5548 2220442 222 117459 190 24987 190

sf s

ee смh

φ minus sdot= = = = = =

sdot

Коэффициент αs1 для всех видов арматуры кроме канатной можно прини-мать равным αs1=300Rbser=30015=20

где Rbser=15 МПа Тогда

1200 679 0156459 190samicro sdot

sdot = =sdot

По табл 42 [6] или по Приложению 18 определяем ς=082 z=ςh0=082190=1558 см

2(5548 1588) 24987 1564 1564 679s кН см МПаσ minus

= = =

26

С целью недопущения чрезмерных пластических деформаций в продольной рабочей арматуре напряжения σsвней (а точнее их приращение под действием внешней нагрузки) не должны превышать (Rsserndash σsp(2)) где σsp(2)ndash величина пред-варительного напряжения арматуры с учетом полных потерь те

(2) (2) 480 112 368 sp sp sp МПаσ σ σ= minus∆ = minus =

(2)1562 ( ) 600 368 232 s s ser spМПа R МПаσ σ= lt minus = minus = Как видим полученное значение σs удовлетворяет установленному ограни-

чению В противном случае следует увеличить площадь продольной рабочей ар-матуры

Значение базового расстояния между трещинами определяют по формуле

ss

bts d

AAl 50= (8217[2]) и принимают не менее 10d и 10 см и не более 40d

и 40 см Abtndash площадь сечения растянутого бетона As ndash площадь сечения растянутой арматуры Ширину раскрытия трещин acrc принимают - при продолжительном раскрытии

acrc = acrc1(8119[2]) - при непродолжительном раскрытии

acrc = acrc1 + acrc2 ndashacrc3 (8120[2]) где acrc1 ndash ширина раскрытия трещин от продолжительного действия посто-

янных и временных длительных нагрузок acrc2 ndash ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоян-

ных и временных (длительных и кратковременных) нагрузок acrc3 - ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоян-

ных и временных длительных нагрузок Базовое расстояние между смежными нормальными трещинами определяется

по формуле

ss

bts d

AAl 50=

Здесь Abt ndash площадь сечения растянутого бетона равная Abt = byt+(bf - b)hf

гдеyt ndash высота растянутой зоны которую для прямоугольных тавровых и двутавровых сечений допускается принимать по формуле

yt = ky0 Поправочный коэффициент kучитывает неупругие деформации растянутого

бетона и для двутавровых сечений принимается равным 095 Значение y0 ndash есть высота растянутой зоны бетона определяемая как для упругого материала по приведенному сечению по формуле

)(

)2(0

serbtred

red

RP

A

Sy

+=

27

Определяем

0

2

1975656 535 095 535 508 249871841480135

459 508 (1490 459) 385 6301

t

bt

y см y см

A см

= = = sdot =+

= sdot + minus sdot =

Значение Abt принимается равным площади сечения при ее высоте в пределах не менее 2а и не более 05h(п4233 [4]) те не менее

1490385+(6-385)459=6729 см2 и не более 45911+(149-459)385=90184 см2

следовательно принимаем Abt =6729см2 Тогда 246621

096967250 =sdotsdot=sl смПринимается не более 40d и не более 40см Оконча-

тельно принимается 40 см Поскольку изгибающий момент от постоянной и временной длительной нор-

мативной нагрузок Mnl=3788кНм меньше момента образования трещин Mcrc=5009кНм то приращение напряжений в продольной рабочей арматуре от внешней нагрузки (см формулу (412[5]) будет меньше нуля В этом случае сле-дует считатьacrc1= acrc3= 0 и определять только ширину раскрытия трещин acrc2 от непродолжительного действия постоянных длительных и кратковременных нагрузок при φl=10

2 5

156410 05 10 10 40 001564 0156 2 10crca см мм= sdot sdot sdot sdot = =sdot

Это значение необходимо сопоставить с предельно допустимой шириной раскрытия трещин acrcult принимаемой из условия обеспечения сохранности ар-матуры при непродолжительном раскрытии

acrc2ltacrcult=04 мм ndash условие (826[2]) или см Приложение 2 удовлетворя-ется

Расчет прогиба плиты

Расчет изгибаемых элементов по прогибам производят из условия flefult (8139[2])

где fndash прогиб элемента от действия внешней нагрузки fult ndash значение предельно допустимого прогиба (см п 23) Полная кривизна для участков с трещинами определяется по формуле

(102)[4] без учета кривизны от непродолжительного действия усилия обжатия и кривизны вследствие усадки и ползучести бетона

321

1111

+

minus

=

rrrr

где 1

1

rndash кривизна от непродолжительного действия всей нагрузки

2

1

r ndash кривизна от непродолжительного действия постоянных и

временных длительных нагрузок

28

3

1

r ndash кривизна от продолжительного действия постоянных и вре-

менных длительных нагрузок Так как прогиб плиты ограничивается эстетико-психологическими требова-

ниями

1

1

rndash

2

1

r ndash кривизна вызванная непродолжительным действием кратко-

временной нагрузки не учитывается Таким образом кривизна в середине пролета определяется только от про-

должительного действия постоянных и длительных нагрузок те при действии изгибающего момента Мnl = 3788 кНmiddotм

Для элементов прямоугольного и таврового сечений при hfle 03h0 кривизну

допускается определять по формуле (440 [5])

redbc

nl

EhbM

r 30

1sdotsdotsdot

где ϕс ndash коэффициент определяемый по табл 45 [5] или по Приложению 15в за-висимости от параметров

( )0

bhhbb ff

f

sdotminus=ϕ μmiddotαs2 и esh0

0bhAs=micro

redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α

При определении αs2допускается принимать 1=sψ Если при этом условие flefult не удовлетворяется то расчет производят с учетом коэффициента ψs опреде-ляемого по формуле

s

crcss σ

σψ 801minus= (8138[2])

где σscrc ndash приращение напряжений в растянутой арматуре в сечении с трещиной сразу после образования нормальных трещин при М = Мcrc σs ndash то же при действии рассматриваемой нагрузки

sp

ss A

PzM )2()( minus=σ (412 [5])

sp

crccrcs A

PzM )2(

)( minus=σ

z ndash расстояние от центра тяжести арматуры расположенной в растянутой зоне сечения до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне эле-мента

Ebred ndash приведенный модуль деформации сжатого бетона принимаемый равным

redb

serbredb

RE

1

ε

=

где εb1red =28sdot10-4 при продолжительном действии нагрузки при относительной влажности воздуха окружающей среды 75 ge W ge 40(табл610[2])

)2(PM

e ss = Ms = Mnl= 3788 кНmiddotм

Р(2) ndash усилие предварительного обжатия с учетом всех потерь Р(2) = 24987 кН

Определяем величины необходимые для нахождения ϕс

29

( ) ( ) 442019945

853945146

0

=sdotsdotminus

=sdotminus

=bh

hbb fffϕ

0

679 000779459 19

sAbh

micro = = =sdot

Коэффициент приведения арматуры к бетону

redb

redss E

E

2 =α (117[4]) Еsred =

s

sEψ

(118[4]) redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α принимаем sψ = 1

Приведенный модуль деформаций сжатого бетона

53571028

0154

1

=

sdot== minus

redb

serbredb

RE

εМПа = 5357кНсм2

5

22 10 37335357sαsdot

= = μmiddotαs2= 000779∙3733 = 0291 (2)

nls

MeP

=3788 1516

24987se = = см

0

1516 079819

seh

= =

Теперь по табл 45[5] или по таблице Приложения 15 путем интерполяции находимϕс = 0603

Определяем кривизну имея все данные 5

3

1 3788 1372 10 0603 459 19 5357r см

minus= = sdotsdot sdot sdot

20

5 2

5 1 485 372 10 569 126 2845 48 ult

f lr

f см f cмminus

= sdot sdot

= sdot sdot sdot = lt =

Условие 8139[2] удовлетворяется те жесткость плиты достаточна

30

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ Для опирания пустотных панелей принимается сечение ригеля высотой hb =

45 см или hb = 60 см для опирания ребристых панелей принимается сечение риге-ля высотой hb = 60 см Ригели могут выполняться обычными или предварительно напряженными Высота сечения обычного ригеля bb lh

asymp

101

151

41 Исходные данные Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м2 перекрытия принимаются те же

что и при расчете панели перекрытия Ригель шарнирно оперт на консоли колон-ны hb = 45 см Расчетный пролет (рис 6)

l0 = lb ndash b ndash 2times20 ndash 130 = 6300 ndash 400 ndash 40 ndash 130 = 5730 мм = 573 м где lb ndash пролет ригеля в осях

b ndash размер колонны 20 ndash зазор между колонной и торцом ригеля 130 ndash размер площадки опирания Расчетная нагрузка на 1 м длины ригеля определяется с грузовой полосы

равной шагу рам в данном случае шаг рам 6 м(табл 1) Постоянная (g) - от перекрытия с учетом коэффициента надежности по ответственности зда-

нияγп = 10 gfl =gmiddotlnmiddotᵞn= 47middot60middot10 = 282 кНм

гдеln ndashшаг рам - от веса ригеля

gbn = (02middot045 + 02middot025) middot2500middot10-2 = 35 кНм где 2500 кгм3 ndash плотность железобетона С учетом коэффициента надежно-

сти по нагрузке γf = 11 и по ответственности здания γп = 10 gb = 35middot11middot10 = 385 кНм

Итого постоянная нагрузка погонная те с грузовой полосы равной шагу рамg1=gfl+ gb = 282 + 385 = 321 кНм

Временная нагрузка (V) с учетом коэффициента надежности по ответствен-ности здания γп = 10 и коэффициента сочетания (см табл1)

1

1

0604AA

ϕ = +

где А1 = 9 м2для помещений указанных в поз 1212[1] А ndash грузовая площадь ригеля А = 60times63 = 378 м2

10604 0693378

9

ϕ = + =

На коэффициент сочетания умножается нагрузка без учета перегородок V1=( Vp+ 1ϕ middot V0)middotᵞnmiddotln

V1= (06+0693middot195)middot10middot60 = 1171кНм Полная погонная нагрузка

g1 + V1 = 321 + 1171 = 438кНм

31

32

42 Определение усилий в ригеле Расчетная схема ригеля ndash однопролетная шарнирно опертая балка пролетом

l0 Вычисляем значение максимального изгибающего момента М и максимальной поперечной силы Q от полной расчетной нагрузки

( ) 2 21 1 0V 438 573 17976

8 8g l

M кН м+ sdot

= = = sdot

( )1 1 0V 438 573 12552 2

g lQ кН

+ sdot= = =

Характеристики прочности бетона и арматуры - бетон тяжелый класса В30 расчетное сопротивление при сжатии Rb = 170

МПа при растяжении Rbt= 115 МПа (табл 68[2] приложение 4) γb1 = 09 (6112[2])

- арматура продольная рабочая класса А500С диаметром 10-40 мм расчетное сопротивление Rs = 435 МПа=435Кнсм2 поперечная рабочая арматура класса А400 диаметром 6-8 мм Rsw = 280 МПа=280Кнсм2 (табл 615[2])

43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента

Определяем высоту сжатой зоны х = ξmiddoth0 где h0 ndash рабочая высота сечения ригеля ξ ndash относительная высота сжатой зоны определяемая в зависимости от αт

h0 = (hb ndash 5) = 40 см

201 hbR

M

bbm sdotsdotsdot=γ

α

М = 17081кНmiddotм = 17081кНmiddotсм Rb = 17 МПа = 17 кНсм2 b ndash ширина сечения ригеля b = 20 см

2 21 0

17980 036709 17 20 40m

b b

MR b h

αγ

= = =sdot sdot sdot sdot sdot sdot

1 1 2 1 1 2 0367 0485mξ α= minus minus = minus minus sdot = высота сжатой зоны х = ξmiddoth0 = 0485middot40 = 1938см Граница сжатой зоны проходит в узкой части сечения ригеля следовательно

расчет ведем как для прямоугольного сечения Расчет по прочности нормальных сечений производится в зависимости от со-

отношения относительной высоты сжатой зоны бетона и граничной относитель-ной высоты ξR при которой предельное состояние элемента наступает по сжатой зоне бетона одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения равного расчетному сопротивлению Rs

Значение ξR определяется по формуле

0

2

08

1

RR

s el

b

xh

ξ εε

= =+

(81[2])

где εsel ndash относительная деформация растянутой арматуры при напряжениях равных Rs

33

s

sels E

R=ε Rs = 435 МПа Еs = 2middot105МПа

εb2 ndash относительная деформация сжатого бетона при напряжениях равных Rb принимаемая равной 00035 (п 6120 [2])

00217501002

4355 =

sdot=elsε

4930

0035000217501

80=

+=Rξ

значение ξR можно определить по табл 32 [4] или по Приложению 11 тк ξltξR

площадь сечения растянутой арматуры определяется по формуле 1 0 09 17 20 0485 40 1365

435b b

ss

R b hAR

γ ξsdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot= = = см2

Если ξgtξR следует увеличить сечение ригеля или повысить класс бетона или запроектировать в сжатой зоне сжатую рабочую арматуру с площадью Аs

Если ξ = ξR = 0493 х = 0493middot40 = 1972 см те при ξ le ξR граница сжатой зо-

ны всегда проходит в узкой части сечения ригеля По найденной площади сечения растянутой арматуры по сортаменту (При-

ложение 12) подбираем 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Аsef = 1388см2 741

40201008813 =

sdotsdot

=micro

Площадь подобранной арматуры должна быть больше требуемой по расчету площади или равна ей

Можно подобрать стержни одинакового диаметра так чтобы площадь подо-бранной арматуры отличалась бы от площади требуемой арматуры незначитель-но

44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил

Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил производится на основе модели наклонных сечений [3] Ригель опирается на колонну с помощью консолей скрытых в его подрезке (рис 8) те имеет место резко изменяющаяся высота сечения ригеля на опоре При расчёте по модели наклонных сечений должны быть обеспечены проч-ность ригеля по бетонной полосе между наклонными сечениями по наклонному сечению на действие поперечной силы и изгибающего момента Для ригелей с подрезками на опорах производится расчёт по поперечной силе для наклонных сечений проходящих у опоры консоли образованной подрезкой При этом в расчётные формулы вводится рабочая высота h01короткой консоли ри-геля Таким образом в качестве расчётного принимаем прямоугольное сечение с размерами 1 20 30 b h смtimes = times в котором действует поперечная силаQ=1255 кН от полной расчётной нагрузки Рабочая высота сечения ригеля в подрезке составляет

01 27 h см= вне подрезки (у опор) 0 42 h см= в средней части пролёта 0 40 h см= При диаметре нижних стержней продольной рабочей арматуры ригеля ds=22мм с учётом требований п10312[2] назначаем поперечные стержни (хо-

34

муты) Oslash8 А400 Их шаг на приопорном участке предварительно принимаем по конструктивным соображениям 1 10 ws см= что в соответствии с п10313[2] не превышает 05h01=135см и 30 см Значения прочностных характеристик бетона класса В30 входящие в расчётные зависимости принимаем с учётом коэффици-ента условий работы 1 09bγ = Расчёт ригеля по бетонной полосе между наклонными трещинами произво-дится из условия

1 1 01b b bQ R bhϕ γle (855[2]) где 1bϕ minus коэффициент принимаемый равным 03 Проверка этого условия даёт

Q=1255 кН le 03times09times17times20times27=24786 кН те принятые размеры сечения ригеля в подрезке достаточны Проверяем требуется ли поперечная арматура по расчёту из условия

min 1 0105b b btQ Q R bhγle = (8133[2]) те Q=1255 кН gtQbmin=05times09times0115times20times27=2795 кН

поэтому расчёт поперечной арматуры необходим Находим погонное усилие в хомутах для принятых выше параметров попе-речного армирования 2101 swA см= (2Oslash8 А400) 285 swR МПа= 1 10 ws см=

11

280 101 283 10

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

Расчёт ригеля с рабочей поперечной арматурой по наклонному сечению про-изводится из условия

b swQ Q Qle + (856[2]) где b swQ Q minus поперечные силы воспринимаемые соответственно бетоном и попе-речной арматурой в наклонном сечении которые находятся по формулам

22 1 01 b b bt

bR bhQc

ϕ γ= 075sw swQ q c=

где с minus длина проекции наклонного сечения на продольную ось элемента 2bϕ minus коэффициент принимаемый равным 15 (п 8133[2])

Подставляя эти выражения в (856[2]) из условия минимума несущей спо-

собности ригеля по наклонному сечению в виде 0Qc

part=

part находим наиболее опас-

ную длину проекции наклонного сечения равную 2 2

2 1 01

1

15 09 0115 20 27 3266075 075 283

b b bt

sw

R bhc смq

ϕ γ times times times times= = =

times

35

36

которая должна быть не более 2h01 = 54 см С учётом этой величины условие (856[2]) преобразуем к виду

21 01

2

15 075

15 09 0115 20 27 075 283 3266 13863 3266

b btsw

R b hQ q сc

Q кН

γsdot sdot sdot sdotle + sdot sdot

sdot sdot sdot sdotle + sdot sdot =

1255 кН lt 13863 кН те условие прочности ригеля по наклонному сечению в подрезке при действии поперечной силы соблюдается

Необходимо также убедиться в том что принятый шаг хомутов смsw 101 = не превышает максимального шага хомутов maxws при котором ещё обеспечивается прочность ригеля по наклонному сечению между двумя соседними хомутами те

2 21 0

1 max09 0115 20 2710 1202

1255b bt

w wR b hs см s см

Qγ sdot sdot sdot sdot sdot

= lt = = asymp

Выясним теперь на каком расстоянии от опор в соответствии с характером эпюры поперечных сил в ригеле шаг поперечной арматуры может быть увеличен Примем согласно п10313[2] шаг хомутов в средней части пролёта равным

2 0075 075 40 30 ws h см= = times = что не превышает 500 мм Погонное усилие в хо-мутах для этого участка составляет

22

280 101 0942 30

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

что не меньше минимальной интенсивности этого усилия при которой попереч-ная арматура учитывается в расчёте

min 1025 025 09 0115 20 052 sw b btq R b кН смγ= = times times times asymp Очевидно что условие 1 minsw swq q для опорных участков ригеля соблюдается с ещё большим запасом При действии на ригель равномерно распределённой нагрузкиq=g1+v1 длина участка с интенсивностью усилия в хомутах 1swq принимается не менее значения

1l определяемого по формуле min

1 1bQ Q

l cq

minus= minus и не менее

40l

где minbQ minus то же что в формуле (2) но при замене 01h на рабочую высоту сечения ригеля в пролёте 0 40h см= 1с minus наиболее опасная длина проекции наклонного сечения для участка где изменяется шаг хомутов определяется по формуле (стр 34) с заменой в ней 01h на 0h а также 1swq на 2swq но не более 02 h

Тогда имеем min 05 09 0115 20 40 414 bQ кН= times times times times =

2

115 09 0115 20 40 8385

075 0942с смtimes times times times= =

times

Поскольку 1 02 80 с h см= то принимаем 1 80 c см= q=g+V=438 кНм=

37

=0438 кНсм тогда

11255 414 80 11201

0 438l смminus= minus =

В ригелях с подрезками у концов последних устанавливаются дополнитель-ные хомуты и отгибы для предотвращения горизонтальных трещин отрыва у вхо-дящего угла подрезки (рис 8) Эти хомуты и отгибы должны удовлетворять условию прочности

011

0

sin (1 )sw sw sw s inchR A R A Qh

θ+ ge minus

здесь 01 0 h h minus рабочая высота сечения ригеля соответственно в короткой консоли подрезки и вне её

Для рассматриваемого примера со сравнительно небольшим значением попе-речной силы примем дополнительные хомуты у конца подрезки в коли-честве 2Oslash12 А500С с площадью сечения 2

1 226 swA см= отгибы использовать не будем Тогда проверка условия прочности даёт

2730 226 678 1255 (1 ) 44842

кН кНtimes = gt times minus =

те установленных дополнительных хомутов достаточно для предотвращения го-ризонтальных трещин отрыва у входящего угла подрезки

Расчёт по прочности наклонного сечения проходящего через входящий угол подрезки на действие изгибающего момента производится из условия

s sw s incM M M Mle + + где М minus момент в наклонном сечении с длиной проекции laquoсraquo на продольную ось элемента Мs МswMsinc minus моменты воспринимаемые соответственно про-дольной и поперечной арматуройа также отгибами пересекаемыми рассмат-риваемым наклонным сечением относительно противоположного конца наклон-ного сечения (в отсутствии отгибов 0s incM = )

В рамках курсового проекта этот расчет не выполняется

45 Построение эпюры материалов Продольная рабочая арматура в пролете 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Пло-

щадь этой арматуры Аs определена из расчета на действие максимального изги-бающего момента в середине пролета В целях экономии арматуры по мере уменьшения изгибающего момента к опорам два стержня обрываются в пролете а два других доводятся до опор Если продольная рабочая арматура разного диа-метра то до опор доводятся два стержня большего диаметра

Площадь рабочей арматуры Аsef = 1388см2 Определяем изгибающий мо-мент воспринимаемый сечением ригеля с полной запроектированной арматурой 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С(Аs = 1388см2)

Из условия равновесия RsmiddotAs = γb1sdotRbmiddotbmiddotx гдех = ξmiddoth0

01

hbRAR

bb

efss

sdotsdotsdot

sdot=γ

ξ

38

Rs = 435 МПа = 435 кНсм2 Rb = 170 МПа = 17 кНсм2

493040207190

8813543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х = ξmiddoth0 = 0493middot40 = 1972см Изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля определяется из

условия равновесия М = RsmiddotAs(h0 ndash05х) М(2Oslash20+2Oslash22)= 435middot1388middot(40 ndash 05middot1972) = 181979кНmiddotсм = 182кНmiddotм

182кНmiddotмgt 17081кНmiddotм то есть больше действующего изгибающего момента от полной нагрузки это значит что прочность сечения обеспечена

До опоры доводятся 2Oslash22 А500С h0 = 45 ndash 3 = 42 см (см рис 9) As=76 см2

257042207190

67543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х1 = ξmiddoth0 = 0257middot42 = 108см Определяем изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля с рабо-

чей арматурой в виде двух стержней доводимых до опоры М(2Oslash22) = RsmiddotAs(2Oslash22) (h0 ndash05х1) М(2Oslash22) = 435middot76middot(42 ndash 05middot108) = 1209996кНmiddotсм =121кНmiddotм

Откладываем в масштабе на эпюре моментов полученные значения изгибаю-щих моментов М(2Oslash20+2Oslash22) и М(2Oslash22) и определяем место теоретического обрыва ра-бочей арматуры ndash это точки пересечения эпюры моментов с горизонтальной ли-нией соответствующей изгибающему моменту воспринимаемому сечением ри-геля с рабочей арматурой в виде двух стержней М(2Oslash22) (рис 10)

Эпюра моментов для этого должна быть построена точно с определением значений изгибающих моментов в

81 в

82 и в

83 пролета

Изгибающий момент в любом сечении ригеля определяется по формуле ( )

2

2xvgxRM Axsdot+

minussdot= где RA ndash опорная реакция х ndash текущая координата

( ) 0 12552A

g v lR Q

+ sdot= = = кН

При 081 lx = = 0716 м

2

18

438 07161255 0716 7862

M кН мsdot= sdot minus = sdot

При 082 lx = = 1433 м

2

28

438 14331255 1433 13482

M кН мsdot= sdot minus = sdot

39

40

При 083 lx = = 2149 м

0

2

38

438 21491255 2149 16852l

M кН мsdot= sdot minus = sdot

Длина анкеровки обрываемых стержней определяется по следующей зависи-мости

ddqQw

sw

1552

ge+= где d ndash диаметр обрываемой арматуры

Поперечная сила Q определяется графически в месте теоретического обрыва в данном случае Q = 72кН

Поперечные стержни Oslash8 А400 Rsw = 285 МПа с Аsw = 101см2 в месте теоре-тического обрыва имеют шаг 10 см

88210

011528=

sdot=

sdot=

w

swswsw S

ARq кНсм

72 5 20 2252 288

W = + sdot =sdot

см что меньше15d=1520=30 см

Принимаем W = 30 см Место теоретического обрыва арматуры можно определить аналитически

Для этого общее выражение для изгибающего момента нужно приравнять момен-ту воспринимаемому сечением ригеля с арматурой 2Oslash22 А500

М(2Oslash22) = 121кНsdotм ( ) ( ) 2 2

0 438 573 4382 2 2 2

g V l g V x xМ x x+ sdot + sdot sdot sdot

= sdot minus = sdot minus

1255х ndash 219х2 = 121 х2 ndash 573х + 553 = 0

212 2865 2865 581 2865 16365х = plusmn minus = plusmn

х1 = 1228м х2 = 553м Это точки теоретического обрыва арматуры Длина обрываемого стержня будет равна 4502ndash 1228 + 2middot03 = 3874м При-

нимаем длину обрываемого стержня 4 м Определяем аналитически величину поперечной силы в месте теоретического

обрыва арматуры ( ) ( )0

2g V l

Q g V x+ sdot

= minus + sdot

438 573 438 1228 7172

Q кНsdot= minus sdot =

Графически поперечная сила была принята 72кН с достаточной степенью точности

41

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ Для проектируемого 8-этажного здания принята сборная железобетонная ко-

лонна сечением 40times40 см Для колонн применяется тяжелый бетон классов по прочности на сжатие не

ниже В15 а для сильно загруженных ndash не ниже В25 Армируются колонны про-дольными стержнями диаметром 16 hellip40 мм из горячекатаной стали А400 А500С и поперечными стержнями преимущественно из горячекатаной стали класса А240

51 Исходные данные Нагрузка на 1 м2 перекрытия принимается такой же как и в предыдущих рас-

четах (см табл 1) Нагрузка на 1 м2 покрытия

Таблица 3 Вид нагрузки Нормативная нагруз-

ка (γf= 1) кНм2

Коэффициент надежности

по нагрузке γf

Расчетная нагрузка

(γfgt 1) кНм2 1 2 3 4

Гидроизоляционный ковер (3 слоя) 0150 13 0195 Армированная цементно-песчаная стяжка δ = 40 мм ρ = 2200 кгм3

0880 13 1144

Керамзит по уклону δ = 100 мм ρ = 600 кгм3

0600 13 0780

Утеплитель ndash минераловатные пли-ты δ = 150 мм ρ = 150 кгм3

0225 12 0270

Пароизоляция 1 слой 0050 13 0065 Многопустотная плита перекрытия с омоноличиванием швов δ = 220 мм

3400 11 3740

Постоянная нагрузка (groof) 5305 6194 Временная нагрузка ndash снеговая S = Sg 1800middot07 = 1260 ndash 1800 в том числе длительная часть снего-вой нагрузки Sl

0630 ndash 0900

Полная нагрузка (groof+ S) 6565 7994 - полная кратковременная снеговая нагрузка и коэффициент μ принимаются по СП 20133302011 или по Приложению 16

42

Материалы для колонны Бетон ndash тяжелый класса по прочности на сжатие В25 расчетное сопротивле-

ние при сжатии Rb = 145 МПа (табл 68[2] Приложение 4) Арматура minus продольная рабочая класса А500С (диаметр 16 hellip40мм) расчётное сопро-

тивление Rs = Rsc = 435 МПа (табл 614[2] Приложение 7) minus поперечная ndash класса А240

52 Определение усилий в колонне

Рассчитывается средняя колонна подвального этажа высотой hfl = 28 м Вы-сота типового этажа hflтакже равна 28 м

Грузовая площадь колонныА = 6times63 = 378 м2 Продольная сила N действующая на колонну определяется по формуле

N = γn(g +Vp + φзV0) nmiddotA + gb(n + 1) + gcol(n + 1) + γn(groof + S)A где n ndash количество этажей В нашем случае n = 8А ndash грузовая площадь g VpV0 ndash соответственно постоянная и временная нагрузки на 1 м2 перекрытия по табл 1

Согласно табл 1 g = 47 кНм2 Vp = 06кНм2V0 = 195кНм2 groof ndash постоянная нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 (groof = 6194 кНм2) S ndash полная снеговая нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 gbndash собственный вес ригеля с учетом γf и γnдлиной (63 ndash 04) = 59 м gb= 385middot59 = 2272кН 385 кНм ndash погонная нагрузка от собственного веса ригеля (см расчет риге-

ля) gcol ndash собственный вес колонны gcol = γnmiddot γf middot ρmiddot Аcolmiddothfl = 10middot11middot2500(10-2) middot04middot04middot28 = 1232 кН φ3 ndash коэффициент сочетаний (коэффициент снижения временных нагрузок в

зависимости от количества этажей) определяемый по формуле (83[1]) 1

30 404n

ϕ minusϕ = +

где φ1= 069 (см расчет ригеля) 10693 0404 0504

8ϕ minus

= + =

N = 10middot(47 +06+ 0504middot195) middot8middot378 + 2272middot (8 + 1) + 1232middot (8 + 1) + + 10middot (6194 + 18) middot378 = 251745кН

53 Расчет колонны по прочности

Расчет по прочности колонны производится как внецентренно сжатого эле-мента со случайным эксцентриситетом еа

3313040

301

=== colа he см 470600280

600=== fl

а

he см еа = 1 см

Однако расчет сжатых элементов из бетона классов В15 hellipВ35 (в нашем слу-чае В25) на действие продольной силы приложенной с эксцентриситетом е0 =

33130

== colа

he см при гибкости l0hcollt 20 допускается производить из условия

N le Nult (816[2])

43

где Nult - предельное значение продольной силы которую может воспринять элемент определяемое по формуле

Nult le ϕ(γb1RbAb + RscAstot) (817[2]) где Ab ndash площадь сечения колонны Astot ndash площадь всей продольной арматуры в сечении колонны l0 ndash расчетная длина колонны подвала с шарнирным опиранием в уровне 1-го

этажа и с жесткой заделкой в уровне фундамента Rscndash расчетное сопротивление арматуры сжатию

l0 = 07(hfl + 15 см) = 07(280 + 15) = 2065 см l0hcol =206540=516lt20 Ab=4040=1600 см2

ϕ - коэффициент принимаемый при длительном действии нагрузки по табл 81[2] или по Приложению 18 в зависимости от гибкости колонны

При l0hcol =516 коэффициент ϕ = 092

1

251745 09 145 1600092 149

435

b b b

s totsc

N R AA

R

γφminus minus sdot sdot

= = = см2

Из условия ванной сварки выпусков продольной арматуры при стыке колонн минимальный ее диаметр должен быть не менее 20 мм

Принимаем 4Oslash22 А500С Asef = 152 см2 152 100 095 021600

micro = sdot = gt тк l0hcolasymp 5

Диаметр поперечной арматуры принимаем Oslash6 А240 (из условия сварки c продольной арматурой) Шаг поперечных стержней s = 300 мм что удовлетворяет конструктивным требованиям (п10314[2]) s le 15d = 15middot22 = 330 мми s le 500 мм

Если μgt3 то шаг поперечных стержней должен быть s le 10d иs le 300 мм Армирование колонны показано на рис11

44

45

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ

61 Исходные данные Грунты основания ndash пески средней плотности условное расчётное сопротив-

ление грунта R0 = 035 МПа = 0035 кНсм2 = 350 кНм2 Бетон тяжелый класса В25 Расчетное сопротивление растяжению

Rbt = 105 МПа γb1 = 09 Арматура класса А500С Rs = 435 МПа= 435кНсм2 Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах

γm = 20 кНм3 Высоту фундамента предварительно принимаем 90см C учётом пола подвала

глубина заложения фундамента Н1 = 105 см Расчетное усилие передающееся с колонны на фундамент N = 251745кН Нормативное усилие

Nn = Nγfm = 251745115 = 218735кН где γfm = 115 ndash усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке

62 Определение размера стороны подошвы фундамента Площадь подошвы центрально нагруженного фундамента определяется по

условному давлению на грунт R0 без учета поправок в зависимости от размеров подошвы фундамента и глубины его заложения

0 1

218735 665350 20 105

n

m

NAR Hγ

= = =minus minus sdot

м2

Размер стороны квадратной подошвы фундамента 665 258a A= = = м Принимаем а = 27 м (кратно 03 м) Давление на грунт от расчетной нагрузки

2

Npa

= =251745272 = 3453кНм2 lt R0

63 Определение высоты фундамента Рабочая высота фундамента из условия продавливания

504

2

10 pR

Nhh

btb

col

++minus=

γ

0 3

25174502 05 0 2 0698 0 49809 105 10 3453

h м= minus + = minus + =sdot sdot +

Полная высота фундамента устанавливается из условий 1) продавливания Hf =(h0+005)=0498 + 005 = 0548м 2) заделки колонны в фундаменте

Hf = 15hcol + 025(м) = 15middot04 + 025 = 085 м 3) анкеровки сжатой арматуры колонны Hf = han + 025(м) Базовая длина анкеровки необходимая для передачи усилия в арматуре с

полным расчетным сопротивлением Rs на бетон определяется по формуле [3]

sbond

ssan UR

ARh =0

где As и Us ndash соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения (в нашем случае для арматуры Oslash22

As = 3801см2 Us = πd = 314middot22 = 6908 см) Rbond ndash расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном принимае-

мое равномерно распределенным по длине анкеровки

46

Rbond = γb1middotη1middotη2middotRbt где η1 ndash коэффициент учитывающий влияние вида поверхности арматуры

Для горячекатаной арматуры периодического профиля η1 = 25 η2 - коэффициент учитывающий влияние размера диаметра арматуры при-

нимаемый равным 10 ndash при диаметре продольной арматуры dsle32 мм 09 ndash при ds = 36 мм и ds = 40 мм Rbond = 09middot25middot1middot105 = 236 МПа

0435 3801 10142 236 6908anh смsdot

= =sdot

Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле[3]

efs

calsanan A

Ahh

0α=

где Ascаlи Asef ndash площади поперечного сечения арматуры соответственно требуе-мая по расчету и фактически установленная (для нашего случая Ascаl= 149 см2 Asef = 152 см2) α ndash коэффициент учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного со-стояния бетона и арматуры Для сжатых стержней периодического профиля α = 075Тогда

149075 10142 745615 2anh = sdot sdot = см

Кроме того согласно требованиям [3] фактическую длину анкеровки необ-ходимо принимать han ge 03h0an = 03middot10142 = 3043 см

han ge 15ds = 15middot20 = 30 см han ge20 см Из четырех величин принимаем максимальную длину анкеровки те han = 7456см

Следовательно из условия анкеровки арматуры Hf = 7456 + 25 = 9952см

Принимаем трехступенчатый фундамент общей высотой 100 см и с высотой ступеней 30 см и 40 см При этом ширина первой ступени а1 = 11 м а второй а2 = 18 м

Проверяем отвечает ли рабочая высота нижней ступени h03 = 40 ndash 5 = 35см условию прочности при действии поперечной силы без поперечного армирования в наклонном сечении Для единицы ширины этого сечения (b = 100 см) должно выполняться условие

Q = pl le Qbmin = 05γb1Rbth03b Поперечная сила от давления грунта

Q = pl= 05(а - a2 - 2h03)р где а - размер подошвы фундамента

h03 = 40 ndash 5 = 35см р ndash давление на грунт от расчетной нагрузки (на единицу длины) Q = 05(27 ndash18 - 2middot035) middot34533 = 3453кН Q = 3453кНltQbmin = 05middot09middot105middot103middot035middot10 = 16538кН ndash прочность обеспе-

чена

47

64 Расчет на продавливание

Проверяем нижнюю ступень фундамента на прочность против продавлива-ния

Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производится из условия (887[2]) F le Fbult где Fbult - пре-дельное усилие воспринимаемое бетоном

Fbult = γb1RbtAb

где Fminusпродавливающая сила принимаемая равной продольной силе в колонне подвального этажа на уровне обреза фундамента за вычетом нагрузки создавае-мой реактивным отпором грунта приложенным к подошве фундамента в преде-лах площади с размерами превышающими размер площадки опирания (в дан-ном случае второй ступени фундамента 2 2 18 18 a a мtimes = times ) на величину 0h во всех направлениях Ab ndash площадь расчетного поперечного сечения расположен-ного на расстоянии 05h0от границы площади приложения силы Nс рабочей высо-той сечения h0 В нашем случае h0 = h03 = 025м

Площадь Ab определяется по формуле Ab = Umiddoth03

где U ndash периметр контура расчетного сечения (см рис12а) U = (а2 + 2middot05h03) middot4 = (18 + 2middot05middot035) middot4 = 86 м

Площадь расчётного поперечного сеченияAb = 86middot035 = 301м2 Продавливающая сила равна

F=N-pA1

здесь p=3453 кНм2 minus реактивный отпор грунта A1minusплощадь основания продавливаемого фрагмента нижней ступени фундамен-

та в пределах контура расчётного поперечного сечения равная A1=(a2+205h03)2=(18+205035)2=462 м2

Проверка условия (697) [3] показывает

F=92202 кН lt 09105103301 = 284445 кН

те прочность нижней ступени фундамента против продавливания обеспече-на

48

49

65 Определение площади арматуры подошвы фундамента Подбор арматуры производим в 3-х вертикальныхсечениях фундамента

что позволяет учесть изменение параметров его расчётной схемы в качестве ко-торой принимается консольная балка загруженная действующим снизу вверх равномерно распределенным реактивным отпором грунта Для рассматривае-мых сечений вылет и высота сечения консоли будут разными поэтому выявить наиболее опасное сечение можно только после определения требуемой площади арматуры в каждом из них (см рис13)

Сечение I-I МI-I = 0125р (а ndash hcol)2middot a = 0125middot34533(27 ndash 04)2middot27 = 61654кНmiddotм Площадь сечения арматуры определяем по формуле

2

01

61654 10 165709 09 95 435

I IsI

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение II-II МII-II= 0125р(аndash а1)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 11)2middot27 = 29836кНmiddotм

2

02

29836 10 117209 09 65 435

II IIsII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение III-III МIII-III= 0125р(аndash а2)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 18)2middot27 = 944кНmiddotм

2

03

944 10 68809 09 35 435

III IIIsIII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Из трёх найденных значений подбор арматуры производим по максимально-му значению теAsmax = 1657см2

Шаг стержней принимается от 150 ммдо 300 мм (кратно 50 мм) При ширине подошвы фундамента а le 3 мминимальный диаметр стержней dmin = 10 мм при аgt3 мdmin = 12 мм

Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлени-ях арматурой из стержней Oslash14 А500с шагом 250 мм

Имеем 11Oslash14 А500С с As = 16929см2gtAsI = maxsA = 1657см2 Процент армирования μ

- в сечении I-I 11 01

16929100 100 0156 01110 95

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении II-II 22 02

16929100 100 0145 01180 65

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении III-III 33 03

16929100 100 0179 01270 35

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

Так как во всех сечениях μigtμmin=01 количество принятой арматуры оставляем без изменений В случае μiltμmin=01 диаметр принятой арматуры следует увеличить или уменьшить ее шаг

Конструкция фундамента приведена на рис13

50

51

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 СП 20133302011 Нагрузки и воздействия Актуализированная редакция СНиП 20107-85 М ГУП ЦПП 2011

2 СП 63133302012 Бетонные и железобетонные конструкции Основные положения Актуализированная редакция СНиП 52-101-2003 М ФГУП ЦПП 2004

3 ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований 4 СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные кон-

струкции М ФГУП ЦПП 2005 5 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из

тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

6 Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетон-ных конструкций из тяжелого бетона (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

52

ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Минимальный класс бетона элементов с предварительно напряженной арматурой

Таблица 4

Характеристика напрягаемой Класс бетона арматуры не ниже

Арматура классов

А540-А800

В20 А1000 В30

Арматура классов

Вр1200 Вр1300

В30 Вр1400 Вр1600 Вр1600 В20

К1400 К1500 К1600 К1700 В30

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин ndash acrсult из условия обеспечения сохранности арматуры

Таблица 5

Для элементов к которым не предъявляются требования непрониwаемости значения acrсult принимают равными

При арматуре классов

При продолжительном рас-крытии трещин мм

При непродолжительном раскрытии трещин мм

А240-А600 В500 03 04

А800А1000 Вр1200-Вр1400 К1400К1500(К-19) К1500(К-7)К1600 диаметром 12 мм

02 03

Вр1500 К1500(К-7)К1600 диамет-ром 6 и 9 мм

01 02

53

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Нормативные сопротивления бетона Rbnи Rbtn

Таблица 6

Вид сопротивления

Нормативные сопротивления бетона RbnиRbtn и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй

группы RbserиRbtser МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осевое (призменная прочность)

Rbn и Rbser

75 110 150 185 220 255 290 320 360 395 430

Растяже-ние осевое

Rbtn Rbtser 085 110 135 155 175 195 210 225 245 260 275

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Расчетные сопротивления бетона Rbи Rbt Таблица 7

Видсопротивления

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbи Rbt МПа при классе бетона

по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осе-вое(призменная прочность)

Rb

60 85 115 145 170 195 220 250 275 300 330

Растяжение осевое Rbt

056 075 090 105 115 130 140 150 160 170 180

Полностью таблицы нормативных и расчетных сопротивлений бетона см [2]

54

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения начального модуля упругости бетона Еь Таблица 8

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еьmiddot10-3 МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

190 240 275 300 325 345 360 370 380 390 395

55

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rsn

Таблица 9

Арматура классов

Номинальный диаметр арматуры мм

Нормативные значения сопротивления растяжению Rsnи расчетные значения сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы Rsser МПа

А240 6-40 240

А400 6-40 400

А500 10-40 500

А540 20-40 540

А600 10-40 600

А800 10-32 800

А1000 10-32 1000

В500 3-12 500

Вр500 3-5 500

Вр1200 8 1200

Вр1300 7 1300

Вр1400 4 5 6 1400

Вр1500 3 1500

Вр1600 3-5 1600

К1400(К-7) 15 1400

К1500(К-7) 6 9 12 1500

К1500(К-19) 14 1500

К1600 6 9 12 15 1600

К1700 6-9 1700

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 25: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

25

где σs ndash напряжение в продольной растянутой арматуре в нормальном сечении с трещиной от соответствующей внешней нагрузки

ls ndash базовое расстояние между смежными нормальными трещинами ψs ndash коэффициент учитывающий неравномерное распределение относительных

деформаций растянутой арматуры между трещинами допускается принимать ψs =1 если при этом условие 8118[2] не удовлетворяется значение ψs следу-ет определять по формуле 8138[2]

ϕ1 ndash коэффициент учитывающий продолжительность действия нагрузки при-нимаемый равным 10 ndash при непродолжительном действии нагрузки 14 ndash при продолжительном действии нагрузки

ϕ2 ndash коэффициент учитывающий профиль продольной арматуры и равный ϕ2 = 05 ndash для арматуры периодического профиля и канатной

ϕ3 ndash коэффициент учитывающий вид напряженного состояния и для изгибаемых элементов принимаемый равнымϕ3 = 10

Для прямоугольных тавровых и двутавровых сечений значение σsдопускает-ся определять по формуле

(2)( )s

ssp

M z PA

σminus

= (412 [5])

где z ndash плечо внутренней пары сил равное z=ςh0 а коэффициент ς определя-ется по табл 42 [5] или по Приложению 18 в зависимости от следующих пара-метров

)(

0

11

)2(0 bhAa

aPM

ebh

hbb spss

ss

fff

sdot==

minus= microϕ

Ms= Mn =5548 кНм=5548 кНсм P(2)ndashусилие предварительного обжатия с учетом полных потерь равное P(2)=24987 кН Производя вычисления получаем

0

(1460 459) 385 5548 2220442 222 117459 190 24987 190

sf s

ee смh

φ minus sdot= = = = = =

sdot

Коэффициент αs1 для всех видов арматуры кроме канатной можно прини-мать равным αs1=300Rbser=30015=20

где Rbser=15 МПа Тогда

1200 679 0156459 190samicro sdot

sdot = =sdot

По табл 42 [6] или по Приложению 18 определяем ς=082 z=ςh0=082190=1558 см

2(5548 1588) 24987 1564 1564 679s кН см МПаσ minus

= = =

26

С целью недопущения чрезмерных пластических деформаций в продольной рабочей арматуре напряжения σsвней (а точнее их приращение под действием внешней нагрузки) не должны превышать (Rsserndash σsp(2)) где σsp(2)ndash величина пред-варительного напряжения арматуры с учетом полных потерь те

(2) (2) 480 112 368 sp sp sp МПаσ σ σ= minus∆ = minus =

(2)1562 ( ) 600 368 232 s s ser spМПа R МПаσ σ= lt minus = minus = Как видим полученное значение σs удовлетворяет установленному ограни-

чению В противном случае следует увеличить площадь продольной рабочей ар-матуры

Значение базового расстояния между трещинами определяют по формуле

ss

bts d

AAl 50= (8217[2]) и принимают не менее 10d и 10 см и не более 40d

и 40 см Abtndash площадь сечения растянутого бетона As ndash площадь сечения растянутой арматуры Ширину раскрытия трещин acrc принимают - при продолжительном раскрытии

acrc = acrc1(8119[2]) - при непродолжительном раскрытии

acrc = acrc1 + acrc2 ndashacrc3 (8120[2]) где acrc1 ndash ширина раскрытия трещин от продолжительного действия посто-

янных и временных длительных нагрузок acrc2 ndash ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоян-

ных и временных (длительных и кратковременных) нагрузок acrc3 - ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоян-

ных и временных длительных нагрузок Базовое расстояние между смежными нормальными трещинами определяется

по формуле

ss

bts d

AAl 50=

Здесь Abt ndash площадь сечения растянутого бетона равная Abt = byt+(bf - b)hf

гдеyt ndash высота растянутой зоны которую для прямоугольных тавровых и двутавровых сечений допускается принимать по формуле

yt = ky0 Поправочный коэффициент kучитывает неупругие деформации растянутого

бетона и для двутавровых сечений принимается равным 095 Значение y0 ndash есть высота растянутой зоны бетона определяемая как для упругого материала по приведенному сечению по формуле

)(

)2(0

serbtred

red

RP

A

Sy

+=

27

Определяем

0

2

1975656 535 095 535 508 249871841480135

459 508 (1490 459) 385 6301

t

bt

y см y см

A см

= = = sdot =+

= sdot + minus sdot =

Значение Abt принимается равным площади сечения при ее высоте в пределах не менее 2а и не более 05h(п4233 [4]) те не менее

1490385+(6-385)459=6729 см2 и не более 45911+(149-459)385=90184 см2

следовательно принимаем Abt =6729см2 Тогда 246621

096967250 =sdotsdot=sl смПринимается не более 40d и не более 40см Оконча-

тельно принимается 40 см Поскольку изгибающий момент от постоянной и временной длительной нор-

мативной нагрузок Mnl=3788кНм меньше момента образования трещин Mcrc=5009кНм то приращение напряжений в продольной рабочей арматуре от внешней нагрузки (см формулу (412[5]) будет меньше нуля В этом случае сле-дует считатьacrc1= acrc3= 0 и определять только ширину раскрытия трещин acrc2 от непродолжительного действия постоянных длительных и кратковременных нагрузок при φl=10

2 5

156410 05 10 10 40 001564 0156 2 10crca см мм= sdot sdot sdot sdot = =sdot

Это значение необходимо сопоставить с предельно допустимой шириной раскрытия трещин acrcult принимаемой из условия обеспечения сохранности ар-матуры при непродолжительном раскрытии

acrc2ltacrcult=04 мм ndash условие (826[2]) или см Приложение 2 удовлетворя-ется

Расчет прогиба плиты

Расчет изгибаемых элементов по прогибам производят из условия flefult (8139[2])

где fndash прогиб элемента от действия внешней нагрузки fult ndash значение предельно допустимого прогиба (см п 23) Полная кривизна для участков с трещинами определяется по формуле

(102)[4] без учета кривизны от непродолжительного действия усилия обжатия и кривизны вследствие усадки и ползучести бетона

321

1111

+

minus

=

rrrr

где 1

1

rndash кривизна от непродолжительного действия всей нагрузки

2

1

r ndash кривизна от непродолжительного действия постоянных и

временных длительных нагрузок

28

3

1

r ndash кривизна от продолжительного действия постоянных и вре-

менных длительных нагрузок Так как прогиб плиты ограничивается эстетико-психологическими требова-

ниями

1

1

rndash

2

1

r ndash кривизна вызванная непродолжительным действием кратко-

временной нагрузки не учитывается Таким образом кривизна в середине пролета определяется только от про-

должительного действия постоянных и длительных нагрузок те при действии изгибающего момента Мnl = 3788 кНmiddotм

Для элементов прямоугольного и таврового сечений при hfle 03h0 кривизну

допускается определять по формуле (440 [5])

redbc

nl

EhbM

r 30

1sdotsdotsdot

где ϕс ndash коэффициент определяемый по табл 45 [5] или по Приложению 15в за-висимости от параметров

( )0

bhhbb ff

f

sdotminus=ϕ μmiddotαs2 и esh0

0bhAs=micro

redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α

При определении αs2допускается принимать 1=sψ Если при этом условие flefult не удовлетворяется то расчет производят с учетом коэффициента ψs опреде-ляемого по формуле

s

crcss σ

σψ 801minus= (8138[2])

где σscrc ndash приращение напряжений в растянутой арматуре в сечении с трещиной сразу после образования нормальных трещин при М = Мcrc σs ndash то же при действии рассматриваемой нагрузки

sp

ss A

PzM )2()( minus=σ (412 [5])

sp

crccrcs A

PzM )2(

)( minus=σ

z ndash расстояние от центра тяжести арматуры расположенной в растянутой зоне сечения до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне эле-мента

Ebred ndash приведенный модуль деформации сжатого бетона принимаемый равным

redb

serbredb

RE

1

ε

=

где εb1red =28sdot10-4 при продолжительном действии нагрузки при относительной влажности воздуха окружающей среды 75 ge W ge 40(табл610[2])

)2(PM

e ss = Ms = Mnl= 3788 кНmiddotм

Р(2) ndash усилие предварительного обжатия с учетом всех потерь Р(2) = 24987 кН

Определяем величины необходимые для нахождения ϕс

29

( ) ( ) 442019945

853945146

0

=sdotsdotminus

=sdotminus

=bh

hbb fffϕ

0

679 000779459 19

sAbh

micro = = =sdot

Коэффициент приведения арматуры к бетону

redb

redss E

E

2 =α (117[4]) Еsred =

s

sEψ

(118[4]) redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α принимаем sψ = 1

Приведенный модуль деформаций сжатого бетона

53571028

0154

1

=

sdot== minus

redb

serbredb

RE

εМПа = 5357кНсм2

5

22 10 37335357sαsdot

= = μmiddotαs2= 000779∙3733 = 0291 (2)

nls

MeP

=3788 1516

24987se = = см

0

1516 079819

seh

= =

Теперь по табл 45[5] или по таблице Приложения 15 путем интерполяции находимϕс = 0603

Определяем кривизну имея все данные 5

3

1 3788 1372 10 0603 459 19 5357r см

minus= = sdotsdot sdot sdot

20

5 2

5 1 485 372 10 569 126 2845 48 ult

f lr

f см f cмminus

= sdot sdot

= sdot sdot sdot = lt =

Условие 8139[2] удовлетворяется те жесткость плиты достаточна

30

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ Для опирания пустотных панелей принимается сечение ригеля высотой hb =

45 см или hb = 60 см для опирания ребристых панелей принимается сечение риге-ля высотой hb = 60 см Ригели могут выполняться обычными или предварительно напряженными Высота сечения обычного ригеля bb lh

asymp

101

151

41 Исходные данные Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м2 перекрытия принимаются те же

что и при расчете панели перекрытия Ригель шарнирно оперт на консоли колон-ны hb = 45 см Расчетный пролет (рис 6)

l0 = lb ndash b ndash 2times20 ndash 130 = 6300 ndash 400 ndash 40 ndash 130 = 5730 мм = 573 м где lb ndash пролет ригеля в осях

b ndash размер колонны 20 ndash зазор между колонной и торцом ригеля 130 ndash размер площадки опирания Расчетная нагрузка на 1 м длины ригеля определяется с грузовой полосы

равной шагу рам в данном случае шаг рам 6 м(табл 1) Постоянная (g) - от перекрытия с учетом коэффициента надежности по ответственности зда-

нияγп = 10 gfl =gmiddotlnmiddotᵞn= 47middot60middot10 = 282 кНм

гдеln ndashшаг рам - от веса ригеля

gbn = (02middot045 + 02middot025) middot2500middot10-2 = 35 кНм где 2500 кгм3 ndash плотность железобетона С учетом коэффициента надежно-

сти по нагрузке γf = 11 и по ответственности здания γп = 10 gb = 35middot11middot10 = 385 кНм

Итого постоянная нагрузка погонная те с грузовой полосы равной шагу рамg1=gfl+ gb = 282 + 385 = 321 кНм

Временная нагрузка (V) с учетом коэффициента надежности по ответствен-ности здания γп = 10 и коэффициента сочетания (см табл1)

1

1

0604AA

ϕ = +

где А1 = 9 м2для помещений указанных в поз 1212[1] А ndash грузовая площадь ригеля А = 60times63 = 378 м2

10604 0693378

9

ϕ = + =

На коэффициент сочетания умножается нагрузка без учета перегородок V1=( Vp+ 1ϕ middot V0)middotᵞnmiddotln

V1= (06+0693middot195)middot10middot60 = 1171кНм Полная погонная нагрузка

g1 + V1 = 321 + 1171 = 438кНм

31

32

42 Определение усилий в ригеле Расчетная схема ригеля ndash однопролетная шарнирно опертая балка пролетом

l0 Вычисляем значение максимального изгибающего момента М и максимальной поперечной силы Q от полной расчетной нагрузки

( ) 2 21 1 0V 438 573 17976

8 8g l

M кН м+ sdot

= = = sdot

( )1 1 0V 438 573 12552 2

g lQ кН

+ sdot= = =

Характеристики прочности бетона и арматуры - бетон тяжелый класса В30 расчетное сопротивление при сжатии Rb = 170

МПа при растяжении Rbt= 115 МПа (табл 68[2] приложение 4) γb1 = 09 (6112[2])

- арматура продольная рабочая класса А500С диаметром 10-40 мм расчетное сопротивление Rs = 435 МПа=435Кнсм2 поперечная рабочая арматура класса А400 диаметром 6-8 мм Rsw = 280 МПа=280Кнсм2 (табл 615[2])

43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента

Определяем высоту сжатой зоны х = ξmiddoth0 где h0 ndash рабочая высота сечения ригеля ξ ndash относительная высота сжатой зоны определяемая в зависимости от αт

h0 = (hb ndash 5) = 40 см

201 hbR

M

bbm sdotsdotsdot=γ

α

М = 17081кНmiddotм = 17081кНmiddotсм Rb = 17 МПа = 17 кНсм2 b ndash ширина сечения ригеля b = 20 см

2 21 0

17980 036709 17 20 40m

b b

MR b h

αγ

= = =sdot sdot sdot sdot sdot sdot

1 1 2 1 1 2 0367 0485mξ α= minus minus = minus minus sdot = высота сжатой зоны х = ξmiddoth0 = 0485middot40 = 1938см Граница сжатой зоны проходит в узкой части сечения ригеля следовательно

расчет ведем как для прямоугольного сечения Расчет по прочности нормальных сечений производится в зависимости от со-

отношения относительной высоты сжатой зоны бетона и граничной относитель-ной высоты ξR при которой предельное состояние элемента наступает по сжатой зоне бетона одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения равного расчетному сопротивлению Rs

Значение ξR определяется по формуле

0

2

08

1

RR

s el

b

xh

ξ εε

= =+

(81[2])

где εsel ndash относительная деформация растянутой арматуры при напряжениях равных Rs

33

s

sels E

R=ε Rs = 435 МПа Еs = 2middot105МПа

εb2 ndash относительная деформация сжатого бетона при напряжениях равных Rb принимаемая равной 00035 (п 6120 [2])

00217501002

4355 =

sdot=elsε

4930

0035000217501

80=

+=Rξ

значение ξR можно определить по табл 32 [4] или по Приложению 11 тк ξltξR

площадь сечения растянутой арматуры определяется по формуле 1 0 09 17 20 0485 40 1365

435b b

ss

R b hAR

γ ξsdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot= = = см2

Если ξgtξR следует увеличить сечение ригеля или повысить класс бетона или запроектировать в сжатой зоне сжатую рабочую арматуру с площадью Аs

Если ξ = ξR = 0493 х = 0493middot40 = 1972 см те при ξ le ξR граница сжатой зо-

ны всегда проходит в узкой части сечения ригеля По найденной площади сечения растянутой арматуры по сортаменту (При-

ложение 12) подбираем 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Аsef = 1388см2 741

40201008813 =

sdotsdot

=micro

Площадь подобранной арматуры должна быть больше требуемой по расчету площади или равна ей

Можно подобрать стержни одинакового диаметра так чтобы площадь подо-бранной арматуры отличалась бы от площади требуемой арматуры незначитель-но

44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил

Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил производится на основе модели наклонных сечений [3] Ригель опирается на колонну с помощью консолей скрытых в его подрезке (рис 8) те имеет место резко изменяющаяся высота сечения ригеля на опоре При расчёте по модели наклонных сечений должны быть обеспечены проч-ность ригеля по бетонной полосе между наклонными сечениями по наклонному сечению на действие поперечной силы и изгибающего момента Для ригелей с подрезками на опорах производится расчёт по поперечной силе для наклонных сечений проходящих у опоры консоли образованной подрезкой При этом в расчётные формулы вводится рабочая высота h01короткой консоли ри-геля Таким образом в качестве расчётного принимаем прямоугольное сечение с размерами 1 20 30 b h смtimes = times в котором действует поперечная силаQ=1255 кН от полной расчётной нагрузки Рабочая высота сечения ригеля в подрезке составляет

01 27 h см= вне подрезки (у опор) 0 42 h см= в средней части пролёта 0 40 h см= При диаметре нижних стержней продольной рабочей арматуры ригеля ds=22мм с учётом требований п10312[2] назначаем поперечные стержни (хо-

34

муты) Oslash8 А400 Их шаг на приопорном участке предварительно принимаем по конструктивным соображениям 1 10 ws см= что в соответствии с п10313[2] не превышает 05h01=135см и 30 см Значения прочностных характеристик бетона класса В30 входящие в расчётные зависимости принимаем с учётом коэффици-ента условий работы 1 09bγ = Расчёт ригеля по бетонной полосе между наклонными трещинами произво-дится из условия

1 1 01b b bQ R bhϕ γle (855[2]) где 1bϕ minus коэффициент принимаемый равным 03 Проверка этого условия даёт

Q=1255 кН le 03times09times17times20times27=24786 кН те принятые размеры сечения ригеля в подрезке достаточны Проверяем требуется ли поперечная арматура по расчёту из условия

min 1 0105b b btQ Q R bhγle = (8133[2]) те Q=1255 кН gtQbmin=05times09times0115times20times27=2795 кН

поэтому расчёт поперечной арматуры необходим Находим погонное усилие в хомутах для принятых выше параметров попе-речного армирования 2101 swA см= (2Oslash8 А400) 285 swR МПа= 1 10 ws см=

11

280 101 283 10

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

Расчёт ригеля с рабочей поперечной арматурой по наклонному сечению про-изводится из условия

b swQ Q Qle + (856[2]) где b swQ Q minus поперечные силы воспринимаемые соответственно бетоном и попе-речной арматурой в наклонном сечении которые находятся по формулам

22 1 01 b b bt

bR bhQc

ϕ γ= 075sw swQ q c=

где с minus длина проекции наклонного сечения на продольную ось элемента 2bϕ minus коэффициент принимаемый равным 15 (п 8133[2])

Подставляя эти выражения в (856[2]) из условия минимума несущей спо-

собности ригеля по наклонному сечению в виде 0Qc

part=

part находим наиболее опас-

ную длину проекции наклонного сечения равную 2 2

2 1 01

1

15 09 0115 20 27 3266075 075 283

b b bt

sw

R bhc смq

ϕ γ times times times times= = =

times

35

36

которая должна быть не более 2h01 = 54 см С учётом этой величины условие (856[2]) преобразуем к виду

21 01

2

15 075

15 09 0115 20 27 075 283 3266 13863 3266

b btsw

R b hQ q сc

Q кН

γsdot sdot sdot sdotle + sdot sdot

sdot sdot sdot sdotle + sdot sdot =

1255 кН lt 13863 кН те условие прочности ригеля по наклонному сечению в подрезке при действии поперечной силы соблюдается

Необходимо также убедиться в том что принятый шаг хомутов смsw 101 = не превышает максимального шага хомутов maxws при котором ещё обеспечивается прочность ригеля по наклонному сечению между двумя соседними хомутами те

2 21 0

1 max09 0115 20 2710 1202

1255b bt

w wR b hs см s см

Qγ sdot sdot sdot sdot sdot

= lt = = asymp

Выясним теперь на каком расстоянии от опор в соответствии с характером эпюры поперечных сил в ригеле шаг поперечной арматуры может быть увеличен Примем согласно п10313[2] шаг хомутов в средней части пролёта равным

2 0075 075 40 30 ws h см= = times = что не превышает 500 мм Погонное усилие в хо-мутах для этого участка составляет

22

280 101 0942 30

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

что не меньше минимальной интенсивности этого усилия при которой попереч-ная арматура учитывается в расчёте

min 1025 025 09 0115 20 052 sw b btq R b кН смγ= = times times times asymp Очевидно что условие 1 minsw swq q для опорных участков ригеля соблюдается с ещё большим запасом При действии на ригель равномерно распределённой нагрузкиq=g1+v1 длина участка с интенсивностью усилия в хомутах 1swq принимается не менее значения

1l определяемого по формуле min

1 1bQ Q

l cq

minus= minus и не менее

40l

где minbQ minus то же что в формуле (2) но при замене 01h на рабочую высоту сечения ригеля в пролёте 0 40h см= 1с minus наиболее опасная длина проекции наклонного сечения для участка где изменяется шаг хомутов определяется по формуле (стр 34) с заменой в ней 01h на 0h а также 1swq на 2swq но не более 02 h

Тогда имеем min 05 09 0115 20 40 414 bQ кН= times times times times =

2

115 09 0115 20 40 8385

075 0942с смtimes times times times= =

times

Поскольку 1 02 80 с h см= то принимаем 1 80 c см= q=g+V=438 кНм=

37

=0438 кНсм тогда

11255 414 80 11201

0 438l смminus= minus =

В ригелях с подрезками у концов последних устанавливаются дополнитель-ные хомуты и отгибы для предотвращения горизонтальных трещин отрыва у вхо-дящего угла подрезки (рис 8) Эти хомуты и отгибы должны удовлетворять условию прочности

011

0

sin (1 )sw sw sw s inchR A R A Qh

θ+ ge minus

здесь 01 0 h h minus рабочая высота сечения ригеля соответственно в короткой консоли подрезки и вне её

Для рассматриваемого примера со сравнительно небольшим значением попе-речной силы примем дополнительные хомуты у конца подрезки в коли-честве 2Oslash12 А500С с площадью сечения 2

1 226 swA см= отгибы использовать не будем Тогда проверка условия прочности даёт

2730 226 678 1255 (1 ) 44842

кН кНtimes = gt times minus =

те установленных дополнительных хомутов достаточно для предотвращения го-ризонтальных трещин отрыва у входящего угла подрезки

Расчёт по прочности наклонного сечения проходящего через входящий угол подрезки на действие изгибающего момента производится из условия

s sw s incM M M Mle + + где М minus момент в наклонном сечении с длиной проекции laquoсraquo на продольную ось элемента Мs МswMsinc minus моменты воспринимаемые соответственно про-дольной и поперечной арматуройа также отгибами пересекаемыми рассмат-риваемым наклонным сечением относительно противоположного конца наклон-ного сечения (в отсутствии отгибов 0s incM = )

В рамках курсового проекта этот расчет не выполняется

45 Построение эпюры материалов Продольная рабочая арматура в пролете 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Пло-

щадь этой арматуры Аs определена из расчета на действие максимального изги-бающего момента в середине пролета В целях экономии арматуры по мере уменьшения изгибающего момента к опорам два стержня обрываются в пролете а два других доводятся до опор Если продольная рабочая арматура разного диа-метра то до опор доводятся два стержня большего диаметра

Площадь рабочей арматуры Аsef = 1388см2 Определяем изгибающий мо-мент воспринимаемый сечением ригеля с полной запроектированной арматурой 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С(Аs = 1388см2)

Из условия равновесия RsmiddotAs = γb1sdotRbmiddotbmiddotx гдех = ξmiddoth0

01

hbRAR

bb

efss

sdotsdotsdot

sdot=γ

ξ

38

Rs = 435 МПа = 435 кНсм2 Rb = 170 МПа = 17 кНсм2

493040207190

8813543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х = ξmiddoth0 = 0493middot40 = 1972см Изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля определяется из

условия равновесия М = RsmiddotAs(h0 ndash05х) М(2Oslash20+2Oslash22)= 435middot1388middot(40 ndash 05middot1972) = 181979кНmiddotсм = 182кНmiddotм

182кНmiddotмgt 17081кНmiddotм то есть больше действующего изгибающего момента от полной нагрузки это значит что прочность сечения обеспечена

До опоры доводятся 2Oslash22 А500С h0 = 45 ndash 3 = 42 см (см рис 9) As=76 см2

257042207190

67543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х1 = ξmiddoth0 = 0257middot42 = 108см Определяем изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля с рабо-

чей арматурой в виде двух стержней доводимых до опоры М(2Oslash22) = RsmiddotAs(2Oslash22) (h0 ndash05х1) М(2Oslash22) = 435middot76middot(42 ndash 05middot108) = 1209996кНmiddotсм =121кНmiddotм

Откладываем в масштабе на эпюре моментов полученные значения изгибаю-щих моментов М(2Oslash20+2Oslash22) и М(2Oslash22) и определяем место теоретического обрыва ра-бочей арматуры ndash это точки пересечения эпюры моментов с горизонтальной ли-нией соответствующей изгибающему моменту воспринимаемому сечением ри-геля с рабочей арматурой в виде двух стержней М(2Oslash22) (рис 10)

Эпюра моментов для этого должна быть построена точно с определением значений изгибающих моментов в

81 в

82 и в

83 пролета

Изгибающий момент в любом сечении ригеля определяется по формуле ( )

2

2xvgxRM Axsdot+

minussdot= где RA ndash опорная реакция х ndash текущая координата

( ) 0 12552A

g v lR Q

+ sdot= = = кН

При 081 lx = = 0716 м

2

18

438 07161255 0716 7862

M кН мsdot= sdot minus = sdot

При 082 lx = = 1433 м

2

28

438 14331255 1433 13482

M кН мsdot= sdot minus = sdot

39

40

При 083 lx = = 2149 м

0

2

38

438 21491255 2149 16852l

M кН мsdot= sdot minus = sdot

Длина анкеровки обрываемых стержней определяется по следующей зависи-мости

ddqQw

sw

1552

ge+= где d ndash диаметр обрываемой арматуры

Поперечная сила Q определяется графически в месте теоретического обрыва в данном случае Q = 72кН

Поперечные стержни Oslash8 А400 Rsw = 285 МПа с Аsw = 101см2 в месте теоре-тического обрыва имеют шаг 10 см

88210

011528=

sdot=

sdot=

w

swswsw S

ARq кНсм

72 5 20 2252 288

W = + sdot =sdot

см что меньше15d=1520=30 см

Принимаем W = 30 см Место теоретического обрыва арматуры можно определить аналитически

Для этого общее выражение для изгибающего момента нужно приравнять момен-ту воспринимаемому сечением ригеля с арматурой 2Oslash22 А500

М(2Oslash22) = 121кНsdotм ( ) ( ) 2 2

0 438 573 4382 2 2 2

g V l g V x xМ x x+ sdot + sdot sdot sdot

= sdot minus = sdot minus

1255х ndash 219х2 = 121 х2 ndash 573х + 553 = 0

212 2865 2865 581 2865 16365х = plusmn minus = plusmn

х1 = 1228м х2 = 553м Это точки теоретического обрыва арматуры Длина обрываемого стержня будет равна 4502ndash 1228 + 2middot03 = 3874м При-

нимаем длину обрываемого стержня 4 м Определяем аналитически величину поперечной силы в месте теоретического

обрыва арматуры ( ) ( )0

2g V l

Q g V x+ sdot

= minus + sdot

438 573 438 1228 7172

Q кНsdot= minus sdot =

Графически поперечная сила была принята 72кН с достаточной степенью точности

41

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ Для проектируемого 8-этажного здания принята сборная железобетонная ко-

лонна сечением 40times40 см Для колонн применяется тяжелый бетон классов по прочности на сжатие не

ниже В15 а для сильно загруженных ndash не ниже В25 Армируются колонны про-дольными стержнями диаметром 16 hellip40 мм из горячекатаной стали А400 А500С и поперечными стержнями преимущественно из горячекатаной стали класса А240

51 Исходные данные Нагрузка на 1 м2 перекрытия принимается такой же как и в предыдущих рас-

четах (см табл 1) Нагрузка на 1 м2 покрытия

Таблица 3 Вид нагрузки Нормативная нагруз-

ка (γf= 1) кНм2

Коэффициент надежности

по нагрузке γf

Расчетная нагрузка

(γfgt 1) кНм2 1 2 3 4

Гидроизоляционный ковер (3 слоя) 0150 13 0195 Армированная цементно-песчаная стяжка δ = 40 мм ρ = 2200 кгм3

0880 13 1144

Керамзит по уклону δ = 100 мм ρ = 600 кгм3

0600 13 0780

Утеплитель ndash минераловатные пли-ты δ = 150 мм ρ = 150 кгм3

0225 12 0270

Пароизоляция 1 слой 0050 13 0065 Многопустотная плита перекрытия с омоноличиванием швов δ = 220 мм

3400 11 3740

Постоянная нагрузка (groof) 5305 6194 Временная нагрузка ndash снеговая S = Sg 1800middot07 = 1260 ndash 1800 в том числе длительная часть снего-вой нагрузки Sl

0630 ndash 0900

Полная нагрузка (groof+ S) 6565 7994 - полная кратковременная снеговая нагрузка и коэффициент μ принимаются по СП 20133302011 или по Приложению 16

42

Материалы для колонны Бетон ndash тяжелый класса по прочности на сжатие В25 расчетное сопротивле-

ние при сжатии Rb = 145 МПа (табл 68[2] Приложение 4) Арматура minus продольная рабочая класса А500С (диаметр 16 hellip40мм) расчётное сопро-

тивление Rs = Rsc = 435 МПа (табл 614[2] Приложение 7) minus поперечная ndash класса А240

52 Определение усилий в колонне

Рассчитывается средняя колонна подвального этажа высотой hfl = 28 м Вы-сота типового этажа hflтакже равна 28 м

Грузовая площадь колонныА = 6times63 = 378 м2 Продольная сила N действующая на колонну определяется по формуле

N = γn(g +Vp + φзV0) nmiddotA + gb(n + 1) + gcol(n + 1) + γn(groof + S)A где n ndash количество этажей В нашем случае n = 8А ndash грузовая площадь g VpV0 ndash соответственно постоянная и временная нагрузки на 1 м2 перекрытия по табл 1

Согласно табл 1 g = 47 кНм2 Vp = 06кНм2V0 = 195кНм2 groof ndash постоянная нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 (groof = 6194 кНм2) S ndash полная снеговая нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 gbndash собственный вес ригеля с учетом γf и γnдлиной (63 ndash 04) = 59 м gb= 385middot59 = 2272кН 385 кНм ndash погонная нагрузка от собственного веса ригеля (см расчет риге-

ля) gcol ndash собственный вес колонны gcol = γnmiddot γf middot ρmiddot Аcolmiddothfl = 10middot11middot2500(10-2) middot04middot04middot28 = 1232 кН φ3 ndash коэффициент сочетаний (коэффициент снижения временных нагрузок в

зависимости от количества этажей) определяемый по формуле (83[1]) 1

30 404n

ϕ minusϕ = +

где φ1= 069 (см расчет ригеля) 10693 0404 0504

8ϕ minus

= + =

N = 10middot(47 +06+ 0504middot195) middot8middot378 + 2272middot (8 + 1) + 1232middot (8 + 1) + + 10middot (6194 + 18) middot378 = 251745кН

53 Расчет колонны по прочности

Расчет по прочности колонны производится как внецентренно сжатого эле-мента со случайным эксцентриситетом еа

3313040

301

=== colа he см 470600280

600=== fl

а

he см еа = 1 см

Однако расчет сжатых элементов из бетона классов В15 hellipВ35 (в нашем слу-чае В25) на действие продольной силы приложенной с эксцентриситетом е0 =

33130

== colа

he см при гибкости l0hcollt 20 допускается производить из условия

N le Nult (816[2])

43

где Nult - предельное значение продольной силы которую может воспринять элемент определяемое по формуле

Nult le ϕ(γb1RbAb + RscAstot) (817[2]) где Ab ndash площадь сечения колонны Astot ndash площадь всей продольной арматуры в сечении колонны l0 ndash расчетная длина колонны подвала с шарнирным опиранием в уровне 1-го

этажа и с жесткой заделкой в уровне фундамента Rscndash расчетное сопротивление арматуры сжатию

l0 = 07(hfl + 15 см) = 07(280 + 15) = 2065 см l0hcol =206540=516lt20 Ab=4040=1600 см2

ϕ - коэффициент принимаемый при длительном действии нагрузки по табл 81[2] или по Приложению 18 в зависимости от гибкости колонны

При l0hcol =516 коэффициент ϕ = 092

1

251745 09 145 1600092 149

435

b b b

s totsc

N R AA

R

γφminus minus sdot sdot

= = = см2

Из условия ванной сварки выпусков продольной арматуры при стыке колонн минимальный ее диаметр должен быть не менее 20 мм

Принимаем 4Oslash22 А500С Asef = 152 см2 152 100 095 021600

micro = sdot = gt тк l0hcolasymp 5

Диаметр поперечной арматуры принимаем Oslash6 А240 (из условия сварки c продольной арматурой) Шаг поперечных стержней s = 300 мм что удовлетворяет конструктивным требованиям (п10314[2]) s le 15d = 15middot22 = 330 мми s le 500 мм

Если μgt3 то шаг поперечных стержней должен быть s le 10d иs le 300 мм Армирование колонны показано на рис11

44

45

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ

61 Исходные данные Грунты основания ndash пески средней плотности условное расчётное сопротив-

ление грунта R0 = 035 МПа = 0035 кНсм2 = 350 кНм2 Бетон тяжелый класса В25 Расчетное сопротивление растяжению

Rbt = 105 МПа γb1 = 09 Арматура класса А500С Rs = 435 МПа= 435кНсм2 Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах

γm = 20 кНм3 Высоту фундамента предварительно принимаем 90см C учётом пола подвала

глубина заложения фундамента Н1 = 105 см Расчетное усилие передающееся с колонны на фундамент N = 251745кН Нормативное усилие

Nn = Nγfm = 251745115 = 218735кН где γfm = 115 ndash усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке

62 Определение размера стороны подошвы фундамента Площадь подошвы центрально нагруженного фундамента определяется по

условному давлению на грунт R0 без учета поправок в зависимости от размеров подошвы фундамента и глубины его заложения

0 1

218735 665350 20 105

n

m

NAR Hγ

= = =minus minus sdot

м2

Размер стороны квадратной подошвы фундамента 665 258a A= = = м Принимаем а = 27 м (кратно 03 м) Давление на грунт от расчетной нагрузки

2

Npa

= =251745272 = 3453кНм2 lt R0

63 Определение высоты фундамента Рабочая высота фундамента из условия продавливания

504

2

10 pR

Nhh

btb

col

++minus=

γ

0 3

25174502 05 0 2 0698 0 49809 105 10 3453

h м= minus + = minus + =sdot sdot +

Полная высота фундамента устанавливается из условий 1) продавливания Hf =(h0+005)=0498 + 005 = 0548м 2) заделки колонны в фундаменте

Hf = 15hcol + 025(м) = 15middot04 + 025 = 085 м 3) анкеровки сжатой арматуры колонны Hf = han + 025(м) Базовая длина анкеровки необходимая для передачи усилия в арматуре с

полным расчетным сопротивлением Rs на бетон определяется по формуле [3]

sbond

ssan UR

ARh =0

где As и Us ndash соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения (в нашем случае для арматуры Oslash22

As = 3801см2 Us = πd = 314middot22 = 6908 см) Rbond ndash расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном принимае-

мое равномерно распределенным по длине анкеровки

46

Rbond = γb1middotη1middotη2middotRbt где η1 ndash коэффициент учитывающий влияние вида поверхности арматуры

Для горячекатаной арматуры периодического профиля η1 = 25 η2 - коэффициент учитывающий влияние размера диаметра арматуры при-

нимаемый равным 10 ndash при диаметре продольной арматуры dsle32 мм 09 ndash при ds = 36 мм и ds = 40 мм Rbond = 09middot25middot1middot105 = 236 МПа

0435 3801 10142 236 6908anh смsdot

= =sdot

Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле[3]

efs

calsanan A

Ahh

0α=

где Ascаlи Asef ndash площади поперечного сечения арматуры соответственно требуе-мая по расчету и фактически установленная (для нашего случая Ascаl= 149 см2 Asef = 152 см2) α ndash коэффициент учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного со-стояния бетона и арматуры Для сжатых стержней периодического профиля α = 075Тогда

149075 10142 745615 2anh = sdot sdot = см

Кроме того согласно требованиям [3] фактическую длину анкеровки необ-ходимо принимать han ge 03h0an = 03middot10142 = 3043 см

han ge 15ds = 15middot20 = 30 см han ge20 см Из четырех величин принимаем максимальную длину анкеровки те han = 7456см

Следовательно из условия анкеровки арматуры Hf = 7456 + 25 = 9952см

Принимаем трехступенчатый фундамент общей высотой 100 см и с высотой ступеней 30 см и 40 см При этом ширина первой ступени а1 = 11 м а второй а2 = 18 м

Проверяем отвечает ли рабочая высота нижней ступени h03 = 40 ndash 5 = 35см условию прочности при действии поперечной силы без поперечного армирования в наклонном сечении Для единицы ширины этого сечения (b = 100 см) должно выполняться условие

Q = pl le Qbmin = 05γb1Rbth03b Поперечная сила от давления грунта

Q = pl= 05(а - a2 - 2h03)р где а - размер подошвы фундамента

h03 = 40 ndash 5 = 35см р ndash давление на грунт от расчетной нагрузки (на единицу длины) Q = 05(27 ndash18 - 2middot035) middot34533 = 3453кН Q = 3453кНltQbmin = 05middot09middot105middot103middot035middot10 = 16538кН ndash прочность обеспе-

чена

47

64 Расчет на продавливание

Проверяем нижнюю ступень фундамента на прочность против продавлива-ния

Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производится из условия (887[2]) F le Fbult где Fbult - пре-дельное усилие воспринимаемое бетоном

Fbult = γb1RbtAb

где Fminusпродавливающая сила принимаемая равной продольной силе в колонне подвального этажа на уровне обреза фундамента за вычетом нагрузки создавае-мой реактивным отпором грунта приложенным к подошве фундамента в преде-лах площади с размерами превышающими размер площадки опирания (в дан-ном случае второй ступени фундамента 2 2 18 18 a a мtimes = times ) на величину 0h во всех направлениях Ab ndash площадь расчетного поперечного сечения расположен-ного на расстоянии 05h0от границы площади приложения силы Nс рабочей высо-той сечения h0 В нашем случае h0 = h03 = 025м

Площадь Ab определяется по формуле Ab = Umiddoth03

где U ndash периметр контура расчетного сечения (см рис12а) U = (а2 + 2middot05h03) middot4 = (18 + 2middot05middot035) middot4 = 86 м

Площадь расчётного поперечного сеченияAb = 86middot035 = 301м2 Продавливающая сила равна

F=N-pA1

здесь p=3453 кНм2 minus реактивный отпор грунта A1minusплощадь основания продавливаемого фрагмента нижней ступени фундамен-

та в пределах контура расчётного поперечного сечения равная A1=(a2+205h03)2=(18+205035)2=462 м2

Проверка условия (697) [3] показывает

F=92202 кН lt 09105103301 = 284445 кН

те прочность нижней ступени фундамента против продавливания обеспече-на

48

49

65 Определение площади арматуры подошвы фундамента Подбор арматуры производим в 3-х вертикальныхсечениях фундамента

что позволяет учесть изменение параметров его расчётной схемы в качестве ко-торой принимается консольная балка загруженная действующим снизу вверх равномерно распределенным реактивным отпором грунта Для рассматривае-мых сечений вылет и высота сечения консоли будут разными поэтому выявить наиболее опасное сечение можно только после определения требуемой площади арматуры в каждом из них (см рис13)

Сечение I-I МI-I = 0125р (а ndash hcol)2middot a = 0125middot34533(27 ndash 04)2middot27 = 61654кНmiddotм Площадь сечения арматуры определяем по формуле

2

01

61654 10 165709 09 95 435

I IsI

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение II-II МII-II= 0125р(аndash а1)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 11)2middot27 = 29836кНmiddotм

2

02

29836 10 117209 09 65 435

II IIsII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение III-III МIII-III= 0125р(аndash а2)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 18)2middot27 = 944кНmiddotм

2

03

944 10 68809 09 35 435

III IIIsIII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Из трёх найденных значений подбор арматуры производим по максимально-му значению теAsmax = 1657см2

Шаг стержней принимается от 150 ммдо 300 мм (кратно 50 мм) При ширине подошвы фундамента а le 3 мминимальный диаметр стержней dmin = 10 мм при аgt3 мdmin = 12 мм

Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлени-ях арматурой из стержней Oslash14 А500с шагом 250 мм

Имеем 11Oslash14 А500С с As = 16929см2gtAsI = maxsA = 1657см2 Процент армирования μ

- в сечении I-I 11 01

16929100 100 0156 01110 95

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении II-II 22 02

16929100 100 0145 01180 65

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении III-III 33 03

16929100 100 0179 01270 35

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

Так как во всех сечениях μigtμmin=01 количество принятой арматуры оставляем без изменений В случае μiltμmin=01 диаметр принятой арматуры следует увеличить или уменьшить ее шаг

Конструкция фундамента приведена на рис13

50

51

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 СП 20133302011 Нагрузки и воздействия Актуализированная редакция СНиП 20107-85 М ГУП ЦПП 2011

2 СП 63133302012 Бетонные и железобетонные конструкции Основные положения Актуализированная редакция СНиП 52-101-2003 М ФГУП ЦПП 2004

3 ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований 4 СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные кон-

струкции М ФГУП ЦПП 2005 5 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из

тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

6 Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетон-ных конструкций из тяжелого бетона (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

52

ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Минимальный класс бетона элементов с предварительно напряженной арматурой

Таблица 4

Характеристика напрягаемой Класс бетона арматуры не ниже

Арматура классов

А540-А800

В20 А1000 В30

Арматура классов

Вр1200 Вр1300

В30 Вр1400 Вр1600 Вр1600 В20

К1400 К1500 К1600 К1700 В30

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин ndash acrсult из условия обеспечения сохранности арматуры

Таблица 5

Для элементов к которым не предъявляются требования непрониwаемости значения acrсult принимают равными

При арматуре классов

При продолжительном рас-крытии трещин мм

При непродолжительном раскрытии трещин мм

А240-А600 В500 03 04

А800А1000 Вр1200-Вр1400 К1400К1500(К-19) К1500(К-7)К1600 диаметром 12 мм

02 03

Вр1500 К1500(К-7)К1600 диамет-ром 6 и 9 мм

01 02

53

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Нормативные сопротивления бетона Rbnи Rbtn

Таблица 6

Вид сопротивления

Нормативные сопротивления бетона RbnиRbtn и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй

группы RbserиRbtser МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осевое (призменная прочность)

Rbn и Rbser

75 110 150 185 220 255 290 320 360 395 430

Растяже-ние осевое

Rbtn Rbtser 085 110 135 155 175 195 210 225 245 260 275

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Расчетные сопротивления бетона Rbи Rbt Таблица 7

Видсопротивления

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbи Rbt МПа при классе бетона

по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осе-вое(призменная прочность)

Rb

60 85 115 145 170 195 220 250 275 300 330

Растяжение осевое Rbt

056 075 090 105 115 130 140 150 160 170 180

Полностью таблицы нормативных и расчетных сопротивлений бетона см [2]

54

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения начального модуля упругости бетона Еь Таблица 8

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еьmiddot10-3 МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

190 240 275 300 325 345 360 370 380 390 395

55

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rsn

Таблица 9

Арматура классов

Номинальный диаметр арматуры мм

Нормативные значения сопротивления растяжению Rsnи расчетные значения сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы Rsser МПа

А240 6-40 240

А400 6-40 400

А500 10-40 500

А540 20-40 540

А600 10-40 600

А800 10-32 800

А1000 10-32 1000

В500 3-12 500

Вр500 3-5 500

Вр1200 8 1200

Вр1300 7 1300

Вр1400 4 5 6 1400

Вр1500 3 1500

Вр1600 3-5 1600

К1400(К-7) 15 1400

К1500(К-7) 6 9 12 1500

К1500(К-19) 14 1500

К1600 6 9 12 15 1600

К1700 6-9 1700

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 26: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

26

С целью недопущения чрезмерных пластических деформаций в продольной рабочей арматуре напряжения σsвней (а точнее их приращение под действием внешней нагрузки) не должны превышать (Rsserndash σsp(2)) где σsp(2)ndash величина пред-варительного напряжения арматуры с учетом полных потерь те

(2) (2) 480 112 368 sp sp sp МПаσ σ σ= minus∆ = minus =

(2)1562 ( ) 600 368 232 s s ser spМПа R МПаσ σ= lt minus = minus = Как видим полученное значение σs удовлетворяет установленному ограни-

чению В противном случае следует увеличить площадь продольной рабочей ар-матуры

Значение базового расстояния между трещинами определяют по формуле

ss

bts d

AAl 50= (8217[2]) и принимают не менее 10d и 10 см и не более 40d

и 40 см Abtndash площадь сечения растянутого бетона As ndash площадь сечения растянутой арматуры Ширину раскрытия трещин acrc принимают - при продолжительном раскрытии

acrc = acrc1(8119[2]) - при непродолжительном раскрытии

acrc = acrc1 + acrc2 ndashacrc3 (8120[2]) где acrc1 ndash ширина раскрытия трещин от продолжительного действия посто-

янных и временных длительных нагрузок acrc2 ndash ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоян-

ных и временных (длительных и кратковременных) нагрузок acrc3 - ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоян-

ных и временных длительных нагрузок Базовое расстояние между смежными нормальными трещинами определяется

по формуле

ss

bts d

AAl 50=

Здесь Abt ndash площадь сечения растянутого бетона равная Abt = byt+(bf - b)hf

гдеyt ndash высота растянутой зоны которую для прямоугольных тавровых и двутавровых сечений допускается принимать по формуле

yt = ky0 Поправочный коэффициент kучитывает неупругие деформации растянутого

бетона и для двутавровых сечений принимается равным 095 Значение y0 ndash есть высота растянутой зоны бетона определяемая как для упругого материала по приведенному сечению по формуле

)(

)2(0

serbtred

red

RP

A

Sy

+=

27

Определяем

0

2

1975656 535 095 535 508 249871841480135

459 508 (1490 459) 385 6301

t

bt

y см y см

A см

= = = sdot =+

= sdot + minus sdot =

Значение Abt принимается равным площади сечения при ее высоте в пределах не менее 2а и не более 05h(п4233 [4]) те не менее

1490385+(6-385)459=6729 см2 и не более 45911+(149-459)385=90184 см2

следовательно принимаем Abt =6729см2 Тогда 246621

096967250 =sdotsdot=sl смПринимается не более 40d и не более 40см Оконча-

тельно принимается 40 см Поскольку изгибающий момент от постоянной и временной длительной нор-

мативной нагрузок Mnl=3788кНм меньше момента образования трещин Mcrc=5009кНм то приращение напряжений в продольной рабочей арматуре от внешней нагрузки (см формулу (412[5]) будет меньше нуля В этом случае сле-дует считатьacrc1= acrc3= 0 и определять только ширину раскрытия трещин acrc2 от непродолжительного действия постоянных длительных и кратковременных нагрузок при φl=10

2 5

156410 05 10 10 40 001564 0156 2 10crca см мм= sdot sdot sdot sdot = =sdot

Это значение необходимо сопоставить с предельно допустимой шириной раскрытия трещин acrcult принимаемой из условия обеспечения сохранности ар-матуры при непродолжительном раскрытии

acrc2ltacrcult=04 мм ndash условие (826[2]) или см Приложение 2 удовлетворя-ется

Расчет прогиба плиты

Расчет изгибаемых элементов по прогибам производят из условия flefult (8139[2])

где fndash прогиб элемента от действия внешней нагрузки fult ndash значение предельно допустимого прогиба (см п 23) Полная кривизна для участков с трещинами определяется по формуле

(102)[4] без учета кривизны от непродолжительного действия усилия обжатия и кривизны вследствие усадки и ползучести бетона

321

1111

+

minus

=

rrrr

где 1

1

rndash кривизна от непродолжительного действия всей нагрузки

2

1

r ndash кривизна от непродолжительного действия постоянных и

временных длительных нагрузок

28

3

1

r ndash кривизна от продолжительного действия постоянных и вре-

менных длительных нагрузок Так как прогиб плиты ограничивается эстетико-психологическими требова-

ниями

1

1

rndash

2

1

r ndash кривизна вызванная непродолжительным действием кратко-

временной нагрузки не учитывается Таким образом кривизна в середине пролета определяется только от про-

должительного действия постоянных и длительных нагрузок те при действии изгибающего момента Мnl = 3788 кНmiddotм

Для элементов прямоугольного и таврового сечений при hfle 03h0 кривизну

допускается определять по формуле (440 [5])

redbc

nl

EhbM

r 30

1sdotsdotsdot

где ϕс ndash коэффициент определяемый по табл 45 [5] или по Приложению 15в за-висимости от параметров

( )0

bhhbb ff

f

sdotminus=ϕ μmiddotαs2 и esh0

0bhAs=micro

redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α

При определении αs2допускается принимать 1=sψ Если при этом условие flefult не удовлетворяется то расчет производят с учетом коэффициента ψs опреде-ляемого по формуле

s

crcss σ

σψ 801minus= (8138[2])

где σscrc ndash приращение напряжений в растянутой арматуре в сечении с трещиной сразу после образования нормальных трещин при М = Мcrc σs ndash то же при действии рассматриваемой нагрузки

sp

ss A

PzM )2()( minus=σ (412 [5])

sp

crccrcs A

PzM )2(

)( minus=σ

z ndash расстояние от центра тяжести арматуры расположенной в растянутой зоне сечения до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне эле-мента

Ebred ndash приведенный модуль деформации сжатого бетона принимаемый равным

redb

serbredb

RE

1

ε

=

где εb1red =28sdot10-4 при продолжительном действии нагрузки при относительной влажности воздуха окружающей среды 75 ge W ge 40(табл610[2])

)2(PM

e ss = Ms = Mnl= 3788 кНmiddotм

Р(2) ndash усилие предварительного обжатия с учетом всех потерь Р(2) = 24987 кН

Определяем величины необходимые для нахождения ϕс

29

( ) ( ) 442019945

853945146

0

=sdotsdotminus

=sdotminus

=bh

hbb fffϕ

0

679 000779459 19

sAbh

micro = = =sdot

Коэффициент приведения арматуры к бетону

redb

redss E

E

2 =α (117[4]) Еsred =

s

sEψ

(118[4]) redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α принимаем sψ = 1

Приведенный модуль деформаций сжатого бетона

53571028

0154

1

=

sdot== minus

redb

serbredb

RE

εМПа = 5357кНсм2

5

22 10 37335357sαsdot

= = μmiddotαs2= 000779∙3733 = 0291 (2)

nls

MeP

=3788 1516

24987se = = см

0

1516 079819

seh

= =

Теперь по табл 45[5] или по таблице Приложения 15 путем интерполяции находимϕс = 0603

Определяем кривизну имея все данные 5

3

1 3788 1372 10 0603 459 19 5357r см

minus= = sdotsdot sdot sdot

20

5 2

5 1 485 372 10 569 126 2845 48 ult

f lr

f см f cмminus

= sdot sdot

= sdot sdot sdot = lt =

Условие 8139[2] удовлетворяется те жесткость плиты достаточна

30

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ Для опирания пустотных панелей принимается сечение ригеля высотой hb =

45 см или hb = 60 см для опирания ребристых панелей принимается сечение риге-ля высотой hb = 60 см Ригели могут выполняться обычными или предварительно напряженными Высота сечения обычного ригеля bb lh

asymp

101

151

41 Исходные данные Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м2 перекрытия принимаются те же

что и при расчете панели перекрытия Ригель шарнирно оперт на консоли колон-ны hb = 45 см Расчетный пролет (рис 6)

l0 = lb ndash b ndash 2times20 ndash 130 = 6300 ndash 400 ndash 40 ndash 130 = 5730 мм = 573 м где lb ndash пролет ригеля в осях

b ndash размер колонны 20 ndash зазор между колонной и торцом ригеля 130 ndash размер площадки опирания Расчетная нагрузка на 1 м длины ригеля определяется с грузовой полосы

равной шагу рам в данном случае шаг рам 6 м(табл 1) Постоянная (g) - от перекрытия с учетом коэффициента надежности по ответственности зда-

нияγп = 10 gfl =gmiddotlnmiddotᵞn= 47middot60middot10 = 282 кНм

гдеln ndashшаг рам - от веса ригеля

gbn = (02middot045 + 02middot025) middot2500middot10-2 = 35 кНм где 2500 кгм3 ndash плотность железобетона С учетом коэффициента надежно-

сти по нагрузке γf = 11 и по ответственности здания γп = 10 gb = 35middot11middot10 = 385 кНм

Итого постоянная нагрузка погонная те с грузовой полосы равной шагу рамg1=gfl+ gb = 282 + 385 = 321 кНм

Временная нагрузка (V) с учетом коэффициента надежности по ответствен-ности здания γп = 10 и коэффициента сочетания (см табл1)

1

1

0604AA

ϕ = +

где А1 = 9 м2для помещений указанных в поз 1212[1] А ndash грузовая площадь ригеля А = 60times63 = 378 м2

10604 0693378

9

ϕ = + =

На коэффициент сочетания умножается нагрузка без учета перегородок V1=( Vp+ 1ϕ middot V0)middotᵞnmiddotln

V1= (06+0693middot195)middot10middot60 = 1171кНм Полная погонная нагрузка

g1 + V1 = 321 + 1171 = 438кНм

31

32

42 Определение усилий в ригеле Расчетная схема ригеля ndash однопролетная шарнирно опертая балка пролетом

l0 Вычисляем значение максимального изгибающего момента М и максимальной поперечной силы Q от полной расчетной нагрузки

( ) 2 21 1 0V 438 573 17976

8 8g l

M кН м+ sdot

= = = sdot

( )1 1 0V 438 573 12552 2

g lQ кН

+ sdot= = =

Характеристики прочности бетона и арматуры - бетон тяжелый класса В30 расчетное сопротивление при сжатии Rb = 170

МПа при растяжении Rbt= 115 МПа (табл 68[2] приложение 4) γb1 = 09 (6112[2])

- арматура продольная рабочая класса А500С диаметром 10-40 мм расчетное сопротивление Rs = 435 МПа=435Кнсм2 поперечная рабочая арматура класса А400 диаметром 6-8 мм Rsw = 280 МПа=280Кнсм2 (табл 615[2])

43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента

Определяем высоту сжатой зоны х = ξmiddoth0 где h0 ndash рабочая высота сечения ригеля ξ ndash относительная высота сжатой зоны определяемая в зависимости от αт

h0 = (hb ndash 5) = 40 см

201 hbR

M

bbm sdotsdotsdot=γ

α

М = 17081кНmiddotм = 17081кНmiddotсм Rb = 17 МПа = 17 кНсм2 b ndash ширина сечения ригеля b = 20 см

2 21 0

17980 036709 17 20 40m

b b

MR b h

αγ

= = =sdot sdot sdot sdot sdot sdot

1 1 2 1 1 2 0367 0485mξ α= minus minus = minus minus sdot = высота сжатой зоны х = ξmiddoth0 = 0485middot40 = 1938см Граница сжатой зоны проходит в узкой части сечения ригеля следовательно

расчет ведем как для прямоугольного сечения Расчет по прочности нормальных сечений производится в зависимости от со-

отношения относительной высоты сжатой зоны бетона и граничной относитель-ной высоты ξR при которой предельное состояние элемента наступает по сжатой зоне бетона одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения равного расчетному сопротивлению Rs

Значение ξR определяется по формуле

0

2

08

1

RR

s el

b

xh

ξ εε

= =+

(81[2])

где εsel ndash относительная деформация растянутой арматуры при напряжениях равных Rs

33

s

sels E

R=ε Rs = 435 МПа Еs = 2middot105МПа

εb2 ndash относительная деформация сжатого бетона при напряжениях равных Rb принимаемая равной 00035 (п 6120 [2])

00217501002

4355 =

sdot=elsε

4930

0035000217501

80=

+=Rξ

значение ξR можно определить по табл 32 [4] или по Приложению 11 тк ξltξR

площадь сечения растянутой арматуры определяется по формуле 1 0 09 17 20 0485 40 1365

435b b

ss

R b hAR

γ ξsdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot= = = см2

Если ξgtξR следует увеличить сечение ригеля или повысить класс бетона или запроектировать в сжатой зоне сжатую рабочую арматуру с площадью Аs

Если ξ = ξR = 0493 х = 0493middot40 = 1972 см те при ξ le ξR граница сжатой зо-

ны всегда проходит в узкой части сечения ригеля По найденной площади сечения растянутой арматуры по сортаменту (При-

ложение 12) подбираем 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Аsef = 1388см2 741

40201008813 =

sdotsdot

=micro

Площадь подобранной арматуры должна быть больше требуемой по расчету площади или равна ей

Можно подобрать стержни одинакового диаметра так чтобы площадь подо-бранной арматуры отличалась бы от площади требуемой арматуры незначитель-но

44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил

Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил производится на основе модели наклонных сечений [3] Ригель опирается на колонну с помощью консолей скрытых в его подрезке (рис 8) те имеет место резко изменяющаяся высота сечения ригеля на опоре При расчёте по модели наклонных сечений должны быть обеспечены проч-ность ригеля по бетонной полосе между наклонными сечениями по наклонному сечению на действие поперечной силы и изгибающего момента Для ригелей с подрезками на опорах производится расчёт по поперечной силе для наклонных сечений проходящих у опоры консоли образованной подрезкой При этом в расчётные формулы вводится рабочая высота h01короткой консоли ри-геля Таким образом в качестве расчётного принимаем прямоугольное сечение с размерами 1 20 30 b h смtimes = times в котором действует поперечная силаQ=1255 кН от полной расчётной нагрузки Рабочая высота сечения ригеля в подрезке составляет

01 27 h см= вне подрезки (у опор) 0 42 h см= в средней части пролёта 0 40 h см= При диаметре нижних стержней продольной рабочей арматуры ригеля ds=22мм с учётом требований п10312[2] назначаем поперечные стержни (хо-

34

муты) Oslash8 А400 Их шаг на приопорном участке предварительно принимаем по конструктивным соображениям 1 10 ws см= что в соответствии с п10313[2] не превышает 05h01=135см и 30 см Значения прочностных характеристик бетона класса В30 входящие в расчётные зависимости принимаем с учётом коэффици-ента условий работы 1 09bγ = Расчёт ригеля по бетонной полосе между наклонными трещинами произво-дится из условия

1 1 01b b bQ R bhϕ γle (855[2]) где 1bϕ minus коэффициент принимаемый равным 03 Проверка этого условия даёт

Q=1255 кН le 03times09times17times20times27=24786 кН те принятые размеры сечения ригеля в подрезке достаточны Проверяем требуется ли поперечная арматура по расчёту из условия

min 1 0105b b btQ Q R bhγle = (8133[2]) те Q=1255 кН gtQbmin=05times09times0115times20times27=2795 кН

поэтому расчёт поперечной арматуры необходим Находим погонное усилие в хомутах для принятых выше параметров попе-речного армирования 2101 swA см= (2Oslash8 А400) 285 swR МПа= 1 10 ws см=

11

280 101 283 10

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

Расчёт ригеля с рабочей поперечной арматурой по наклонному сечению про-изводится из условия

b swQ Q Qle + (856[2]) где b swQ Q minus поперечные силы воспринимаемые соответственно бетоном и попе-речной арматурой в наклонном сечении которые находятся по формулам

22 1 01 b b bt

bR bhQc

ϕ γ= 075sw swQ q c=

где с minus длина проекции наклонного сечения на продольную ось элемента 2bϕ minus коэффициент принимаемый равным 15 (п 8133[2])

Подставляя эти выражения в (856[2]) из условия минимума несущей спо-

собности ригеля по наклонному сечению в виде 0Qc

part=

part находим наиболее опас-

ную длину проекции наклонного сечения равную 2 2

2 1 01

1

15 09 0115 20 27 3266075 075 283

b b bt

sw

R bhc смq

ϕ γ times times times times= = =

times

35

36

которая должна быть не более 2h01 = 54 см С учётом этой величины условие (856[2]) преобразуем к виду

21 01

2

15 075

15 09 0115 20 27 075 283 3266 13863 3266

b btsw

R b hQ q сc

Q кН

γsdot sdot sdot sdotle + sdot sdot

sdot sdot sdot sdotle + sdot sdot =

1255 кН lt 13863 кН те условие прочности ригеля по наклонному сечению в подрезке при действии поперечной силы соблюдается

Необходимо также убедиться в том что принятый шаг хомутов смsw 101 = не превышает максимального шага хомутов maxws при котором ещё обеспечивается прочность ригеля по наклонному сечению между двумя соседними хомутами те

2 21 0

1 max09 0115 20 2710 1202

1255b bt

w wR b hs см s см

Qγ sdot sdot sdot sdot sdot

= lt = = asymp

Выясним теперь на каком расстоянии от опор в соответствии с характером эпюры поперечных сил в ригеле шаг поперечной арматуры может быть увеличен Примем согласно п10313[2] шаг хомутов в средней части пролёта равным

2 0075 075 40 30 ws h см= = times = что не превышает 500 мм Погонное усилие в хо-мутах для этого участка составляет

22

280 101 0942 30

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

что не меньше минимальной интенсивности этого усилия при которой попереч-ная арматура учитывается в расчёте

min 1025 025 09 0115 20 052 sw b btq R b кН смγ= = times times times asymp Очевидно что условие 1 minsw swq q для опорных участков ригеля соблюдается с ещё большим запасом При действии на ригель равномерно распределённой нагрузкиq=g1+v1 длина участка с интенсивностью усилия в хомутах 1swq принимается не менее значения

1l определяемого по формуле min

1 1bQ Q

l cq

minus= minus и не менее

40l

где minbQ minus то же что в формуле (2) но при замене 01h на рабочую высоту сечения ригеля в пролёте 0 40h см= 1с minus наиболее опасная длина проекции наклонного сечения для участка где изменяется шаг хомутов определяется по формуле (стр 34) с заменой в ней 01h на 0h а также 1swq на 2swq но не более 02 h

Тогда имеем min 05 09 0115 20 40 414 bQ кН= times times times times =

2

115 09 0115 20 40 8385

075 0942с смtimes times times times= =

times

Поскольку 1 02 80 с h см= то принимаем 1 80 c см= q=g+V=438 кНм=

37

=0438 кНсм тогда

11255 414 80 11201

0 438l смminus= minus =

В ригелях с подрезками у концов последних устанавливаются дополнитель-ные хомуты и отгибы для предотвращения горизонтальных трещин отрыва у вхо-дящего угла подрезки (рис 8) Эти хомуты и отгибы должны удовлетворять условию прочности

011

0

sin (1 )sw sw sw s inchR A R A Qh

θ+ ge minus

здесь 01 0 h h minus рабочая высота сечения ригеля соответственно в короткой консоли подрезки и вне её

Для рассматриваемого примера со сравнительно небольшим значением попе-речной силы примем дополнительные хомуты у конца подрезки в коли-честве 2Oslash12 А500С с площадью сечения 2

1 226 swA см= отгибы использовать не будем Тогда проверка условия прочности даёт

2730 226 678 1255 (1 ) 44842

кН кНtimes = gt times minus =

те установленных дополнительных хомутов достаточно для предотвращения го-ризонтальных трещин отрыва у входящего угла подрезки

Расчёт по прочности наклонного сечения проходящего через входящий угол подрезки на действие изгибающего момента производится из условия

s sw s incM M M Mle + + где М minus момент в наклонном сечении с длиной проекции laquoсraquo на продольную ось элемента Мs МswMsinc minus моменты воспринимаемые соответственно про-дольной и поперечной арматуройа также отгибами пересекаемыми рассмат-риваемым наклонным сечением относительно противоположного конца наклон-ного сечения (в отсутствии отгибов 0s incM = )

В рамках курсового проекта этот расчет не выполняется

45 Построение эпюры материалов Продольная рабочая арматура в пролете 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Пло-

щадь этой арматуры Аs определена из расчета на действие максимального изги-бающего момента в середине пролета В целях экономии арматуры по мере уменьшения изгибающего момента к опорам два стержня обрываются в пролете а два других доводятся до опор Если продольная рабочая арматура разного диа-метра то до опор доводятся два стержня большего диаметра

Площадь рабочей арматуры Аsef = 1388см2 Определяем изгибающий мо-мент воспринимаемый сечением ригеля с полной запроектированной арматурой 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С(Аs = 1388см2)

Из условия равновесия RsmiddotAs = γb1sdotRbmiddotbmiddotx гдех = ξmiddoth0

01

hbRAR

bb

efss

sdotsdotsdot

sdot=γ

ξ

38

Rs = 435 МПа = 435 кНсм2 Rb = 170 МПа = 17 кНсм2

493040207190

8813543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х = ξmiddoth0 = 0493middot40 = 1972см Изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля определяется из

условия равновесия М = RsmiddotAs(h0 ndash05х) М(2Oslash20+2Oslash22)= 435middot1388middot(40 ndash 05middot1972) = 181979кНmiddotсм = 182кНmiddotм

182кНmiddotмgt 17081кНmiddotм то есть больше действующего изгибающего момента от полной нагрузки это значит что прочность сечения обеспечена

До опоры доводятся 2Oslash22 А500С h0 = 45 ndash 3 = 42 см (см рис 9) As=76 см2

257042207190

67543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х1 = ξmiddoth0 = 0257middot42 = 108см Определяем изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля с рабо-

чей арматурой в виде двух стержней доводимых до опоры М(2Oslash22) = RsmiddotAs(2Oslash22) (h0 ndash05х1) М(2Oslash22) = 435middot76middot(42 ndash 05middot108) = 1209996кНmiddotсм =121кНmiddotм

Откладываем в масштабе на эпюре моментов полученные значения изгибаю-щих моментов М(2Oslash20+2Oslash22) и М(2Oslash22) и определяем место теоретического обрыва ра-бочей арматуры ndash это точки пересечения эпюры моментов с горизонтальной ли-нией соответствующей изгибающему моменту воспринимаемому сечением ри-геля с рабочей арматурой в виде двух стержней М(2Oslash22) (рис 10)

Эпюра моментов для этого должна быть построена точно с определением значений изгибающих моментов в

81 в

82 и в

83 пролета

Изгибающий момент в любом сечении ригеля определяется по формуле ( )

2

2xvgxRM Axsdot+

minussdot= где RA ndash опорная реакция х ndash текущая координата

( ) 0 12552A

g v lR Q

+ sdot= = = кН

При 081 lx = = 0716 м

2

18

438 07161255 0716 7862

M кН мsdot= sdot minus = sdot

При 082 lx = = 1433 м

2

28

438 14331255 1433 13482

M кН мsdot= sdot minus = sdot

39

40

При 083 lx = = 2149 м

0

2

38

438 21491255 2149 16852l

M кН мsdot= sdot minus = sdot

Длина анкеровки обрываемых стержней определяется по следующей зависи-мости

ddqQw

sw

1552

ge+= где d ndash диаметр обрываемой арматуры

Поперечная сила Q определяется графически в месте теоретического обрыва в данном случае Q = 72кН

Поперечные стержни Oslash8 А400 Rsw = 285 МПа с Аsw = 101см2 в месте теоре-тического обрыва имеют шаг 10 см

88210

011528=

sdot=

sdot=

w

swswsw S

ARq кНсм

72 5 20 2252 288

W = + sdot =sdot

см что меньше15d=1520=30 см

Принимаем W = 30 см Место теоретического обрыва арматуры можно определить аналитически

Для этого общее выражение для изгибающего момента нужно приравнять момен-ту воспринимаемому сечением ригеля с арматурой 2Oslash22 А500

М(2Oslash22) = 121кНsdotм ( ) ( ) 2 2

0 438 573 4382 2 2 2

g V l g V x xМ x x+ sdot + sdot sdot sdot

= sdot minus = sdot minus

1255х ndash 219х2 = 121 х2 ndash 573х + 553 = 0

212 2865 2865 581 2865 16365х = plusmn minus = plusmn

х1 = 1228м х2 = 553м Это точки теоретического обрыва арматуры Длина обрываемого стержня будет равна 4502ndash 1228 + 2middot03 = 3874м При-

нимаем длину обрываемого стержня 4 м Определяем аналитически величину поперечной силы в месте теоретического

обрыва арматуры ( ) ( )0

2g V l

Q g V x+ sdot

= minus + sdot

438 573 438 1228 7172

Q кНsdot= minus sdot =

Графически поперечная сила была принята 72кН с достаточной степенью точности

41

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ Для проектируемого 8-этажного здания принята сборная железобетонная ко-

лонна сечением 40times40 см Для колонн применяется тяжелый бетон классов по прочности на сжатие не

ниже В15 а для сильно загруженных ndash не ниже В25 Армируются колонны про-дольными стержнями диаметром 16 hellip40 мм из горячекатаной стали А400 А500С и поперечными стержнями преимущественно из горячекатаной стали класса А240

51 Исходные данные Нагрузка на 1 м2 перекрытия принимается такой же как и в предыдущих рас-

четах (см табл 1) Нагрузка на 1 м2 покрытия

Таблица 3 Вид нагрузки Нормативная нагруз-

ка (γf= 1) кНм2

Коэффициент надежности

по нагрузке γf

Расчетная нагрузка

(γfgt 1) кНм2 1 2 3 4

Гидроизоляционный ковер (3 слоя) 0150 13 0195 Армированная цементно-песчаная стяжка δ = 40 мм ρ = 2200 кгм3

0880 13 1144

Керамзит по уклону δ = 100 мм ρ = 600 кгм3

0600 13 0780

Утеплитель ndash минераловатные пли-ты δ = 150 мм ρ = 150 кгм3

0225 12 0270

Пароизоляция 1 слой 0050 13 0065 Многопустотная плита перекрытия с омоноличиванием швов δ = 220 мм

3400 11 3740

Постоянная нагрузка (groof) 5305 6194 Временная нагрузка ndash снеговая S = Sg 1800middot07 = 1260 ndash 1800 в том числе длительная часть снего-вой нагрузки Sl

0630 ndash 0900

Полная нагрузка (groof+ S) 6565 7994 - полная кратковременная снеговая нагрузка и коэффициент μ принимаются по СП 20133302011 или по Приложению 16

42

Материалы для колонны Бетон ndash тяжелый класса по прочности на сжатие В25 расчетное сопротивле-

ние при сжатии Rb = 145 МПа (табл 68[2] Приложение 4) Арматура minus продольная рабочая класса А500С (диаметр 16 hellip40мм) расчётное сопро-

тивление Rs = Rsc = 435 МПа (табл 614[2] Приложение 7) minus поперечная ndash класса А240

52 Определение усилий в колонне

Рассчитывается средняя колонна подвального этажа высотой hfl = 28 м Вы-сота типового этажа hflтакже равна 28 м

Грузовая площадь колонныА = 6times63 = 378 м2 Продольная сила N действующая на колонну определяется по формуле

N = γn(g +Vp + φзV0) nmiddotA + gb(n + 1) + gcol(n + 1) + γn(groof + S)A где n ndash количество этажей В нашем случае n = 8А ndash грузовая площадь g VpV0 ndash соответственно постоянная и временная нагрузки на 1 м2 перекрытия по табл 1

Согласно табл 1 g = 47 кНм2 Vp = 06кНм2V0 = 195кНм2 groof ndash постоянная нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 (groof = 6194 кНм2) S ndash полная снеговая нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 gbndash собственный вес ригеля с учетом γf и γnдлиной (63 ndash 04) = 59 м gb= 385middot59 = 2272кН 385 кНм ndash погонная нагрузка от собственного веса ригеля (см расчет риге-

ля) gcol ndash собственный вес колонны gcol = γnmiddot γf middot ρmiddot Аcolmiddothfl = 10middot11middot2500(10-2) middot04middot04middot28 = 1232 кН φ3 ndash коэффициент сочетаний (коэффициент снижения временных нагрузок в

зависимости от количества этажей) определяемый по формуле (83[1]) 1

30 404n

ϕ minusϕ = +

где φ1= 069 (см расчет ригеля) 10693 0404 0504

8ϕ minus

= + =

N = 10middot(47 +06+ 0504middot195) middot8middot378 + 2272middot (8 + 1) + 1232middot (8 + 1) + + 10middot (6194 + 18) middot378 = 251745кН

53 Расчет колонны по прочности

Расчет по прочности колонны производится как внецентренно сжатого эле-мента со случайным эксцентриситетом еа

3313040

301

=== colа he см 470600280

600=== fl

а

he см еа = 1 см

Однако расчет сжатых элементов из бетона классов В15 hellipВ35 (в нашем слу-чае В25) на действие продольной силы приложенной с эксцентриситетом е0 =

33130

== colа

he см при гибкости l0hcollt 20 допускается производить из условия

N le Nult (816[2])

43

где Nult - предельное значение продольной силы которую может воспринять элемент определяемое по формуле

Nult le ϕ(γb1RbAb + RscAstot) (817[2]) где Ab ndash площадь сечения колонны Astot ndash площадь всей продольной арматуры в сечении колонны l0 ndash расчетная длина колонны подвала с шарнирным опиранием в уровне 1-го

этажа и с жесткой заделкой в уровне фундамента Rscndash расчетное сопротивление арматуры сжатию

l0 = 07(hfl + 15 см) = 07(280 + 15) = 2065 см l0hcol =206540=516lt20 Ab=4040=1600 см2

ϕ - коэффициент принимаемый при длительном действии нагрузки по табл 81[2] или по Приложению 18 в зависимости от гибкости колонны

При l0hcol =516 коэффициент ϕ = 092

1

251745 09 145 1600092 149

435

b b b

s totsc

N R AA

R

γφminus minus sdot sdot

= = = см2

Из условия ванной сварки выпусков продольной арматуры при стыке колонн минимальный ее диаметр должен быть не менее 20 мм

Принимаем 4Oslash22 А500С Asef = 152 см2 152 100 095 021600

micro = sdot = gt тк l0hcolasymp 5

Диаметр поперечной арматуры принимаем Oslash6 А240 (из условия сварки c продольной арматурой) Шаг поперечных стержней s = 300 мм что удовлетворяет конструктивным требованиям (п10314[2]) s le 15d = 15middot22 = 330 мми s le 500 мм

Если μgt3 то шаг поперечных стержней должен быть s le 10d иs le 300 мм Армирование колонны показано на рис11

44

45

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ

61 Исходные данные Грунты основания ndash пески средней плотности условное расчётное сопротив-

ление грунта R0 = 035 МПа = 0035 кНсм2 = 350 кНм2 Бетон тяжелый класса В25 Расчетное сопротивление растяжению

Rbt = 105 МПа γb1 = 09 Арматура класса А500С Rs = 435 МПа= 435кНсм2 Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах

γm = 20 кНм3 Высоту фундамента предварительно принимаем 90см C учётом пола подвала

глубина заложения фундамента Н1 = 105 см Расчетное усилие передающееся с колонны на фундамент N = 251745кН Нормативное усилие

Nn = Nγfm = 251745115 = 218735кН где γfm = 115 ndash усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке

62 Определение размера стороны подошвы фундамента Площадь подошвы центрально нагруженного фундамента определяется по

условному давлению на грунт R0 без учета поправок в зависимости от размеров подошвы фундамента и глубины его заложения

0 1

218735 665350 20 105

n

m

NAR Hγ

= = =minus minus sdot

м2

Размер стороны квадратной подошвы фундамента 665 258a A= = = м Принимаем а = 27 м (кратно 03 м) Давление на грунт от расчетной нагрузки

2

Npa

= =251745272 = 3453кНм2 lt R0

63 Определение высоты фундамента Рабочая высота фундамента из условия продавливания

504

2

10 pR

Nhh

btb

col

++minus=

γ

0 3

25174502 05 0 2 0698 0 49809 105 10 3453

h м= minus + = minus + =sdot sdot +

Полная высота фундамента устанавливается из условий 1) продавливания Hf =(h0+005)=0498 + 005 = 0548м 2) заделки колонны в фундаменте

Hf = 15hcol + 025(м) = 15middot04 + 025 = 085 м 3) анкеровки сжатой арматуры колонны Hf = han + 025(м) Базовая длина анкеровки необходимая для передачи усилия в арматуре с

полным расчетным сопротивлением Rs на бетон определяется по формуле [3]

sbond

ssan UR

ARh =0

где As и Us ndash соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения (в нашем случае для арматуры Oslash22

As = 3801см2 Us = πd = 314middot22 = 6908 см) Rbond ndash расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном принимае-

мое равномерно распределенным по длине анкеровки

46

Rbond = γb1middotη1middotη2middotRbt где η1 ndash коэффициент учитывающий влияние вида поверхности арматуры

Для горячекатаной арматуры периодического профиля η1 = 25 η2 - коэффициент учитывающий влияние размера диаметра арматуры при-

нимаемый равным 10 ndash при диаметре продольной арматуры dsle32 мм 09 ndash при ds = 36 мм и ds = 40 мм Rbond = 09middot25middot1middot105 = 236 МПа

0435 3801 10142 236 6908anh смsdot

= =sdot

Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле[3]

efs

calsanan A

Ahh

0α=

где Ascаlи Asef ndash площади поперечного сечения арматуры соответственно требуе-мая по расчету и фактически установленная (для нашего случая Ascаl= 149 см2 Asef = 152 см2) α ndash коэффициент учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного со-стояния бетона и арматуры Для сжатых стержней периодического профиля α = 075Тогда

149075 10142 745615 2anh = sdot sdot = см

Кроме того согласно требованиям [3] фактическую длину анкеровки необ-ходимо принимать han ge 03h0an = 03middot10142 = 3043 см

han ge 15ds = 15middot20 = 30 см han ge20 см Из четырех величин принимаем максимальную длину анкеровки те han = 7456см

Следовательно из условия анкеровки арматуры Hf = 7456 + 25 = 9952см

Принимаем трехступенчатый фундамент общей высотой 100 см и с высотой ступеней 30 см и 40 см При этом ширина первой ступени а1 = 11 м а второй а2 = 18 м

Проверяем отвечает ли рабочая высота нижней ступени h03 = 40 ndash 5 = 35см условию прочности при действии поперечной силы без поперечного армирования в наклонном сечении Для единицы ширины этого сечения (b = 100 см) должно выполняться условие

Q = pl le Qbmin = 05γb1Rbth03b Поперечная сила от давления грунта

Q = pl= 05(а - a2 - 2h03)р где а - размер подошвы фундамента

h03 = 40 ndash 5 = 35см р ndash давление на грунт от расчетной нагрузки (на единицу длины) Q = 05(27 ndash18 - 2middot035) middot34533 = 3453кН Q = 3453кНltQbmin = 05middot09middot105middot103middot035middot10 = 16538кН ndash прочность обеспе-

чена

47

64 Расчет на продавливание

Проверяем нижнюю ступень фундамента на прочность против продавлива-ния

Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производится из условия (887[2]) F le Fbult где Fbult - пре-дельное усилие воспринимаемое бетоном

Fbult = γb1RbtAb

где Fminusпродавливающая сила принимаемая равной продольной силе в колонне подвального этажа на уровне обреза фундамента за вычетом нагрузки создавае-мой реактивным отпором грунта приложенным к подошве фундамента в преде-лах площади с размерами превышающими размер площадки опирания (в дан-ном случае второй ступени фундамента 2 2 18 18 a a мtimes = times ) на величину 0h во всех направлениях Ab ndash площадь расчетного поперечного сечения расположен-ного на расстоянии 05h0от границы площади приложения силы Nс рабочей высо-той сечения h0 В нашем случае h0 = h03 = 025м

Площадь Ab определяется по формуле Ab = Umiddoth03

где U ndash периметр контура расчетного сечения (см рис12а) U = (а2 + 2middot05h03) middot4 = (18 + 2middot05middot035) middot4 = 86 м

Площадь расчётного поперечного сеченияAb = 86middot035 = 301м2 Продавливающая сила равна

F=N-pA1

здесь p=3453 кНм2 minus реактивный отпор грунта A1minusплощадь основания продавливаемого фрагмента нижней ступени фундамен-

та в пределах контура расчётного поперечного сечения равная A1=(a2+205h03)2=(18+205035)2=462 м2

Проверка условия (697) [3] показывает

F=92202 кН lt 09105103301 = 284445 кН

те прочность нижней ступени фундамента против продавливания обеспече-на

48

49

65 Определение площади арматуры подошвы фундамента Подбор арматуры производим в 3-х вертикальныхсечениях фундамента

что позволяет учесть изменение параметров его расчётной схемы в качестве ко-торой принимается консольная балка загруженная действующим снизу вверх равномерно распределенным реактивным отпором грунта Для рассматривае-мых сечений вылет и высота сечения консоли будут разными поэтому выявить наиболее опасное сечение можно только после определения требуемой площади арматуры в каждом из них (см рис13)

Сечение I-I МI-I = 0125р (а ndash hcol)2middot a = 0125middot34533(27 ndash 04)2middot27 = 61654кНmiddotм Площадь сечения арматуры определяем по формуле

2

01

61654 10 165709 09 95 435

I IsI

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение II-II МII-II= 0125р(аndash а1)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 11)2middot27 = 29836кНmiddotм

2

02

29836 10 117209 09 65 435

II IIsII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение III-III МIII-III= 0125р(аndash а2)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 18)2middot27 = 944кНmiddotм

2

03

944 10 68809 09 35 435

III IIIsIII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Из трёх найденных значений подбор арматуры производим по максимально-му значению теAsmax = 1657см2

Шаг стержней принимается от 150 ммдо 300 мм (кратно 50 мм) При ширине подошвы фундамента а le 3 мминимальный диаметр стержней dmin = 10 мм при аgt3 мdmin = 12 мм

Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлени-ях арматурой из стержней Oslash14 А500с шагом 250 мм

Имеем 11Oslash14 А500С с As = 16929см2gtAsI = maxsA = 1657см2 Процент армирования μ

- в сечении I-I 11 01

16929100 100 0156 01110 95

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении II-II 22 02

16929100 100 0145 01180 65

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении III-III 33 03

16929100 100 0179 01270 35

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

Так как во всех сечениях μigtμmin=01 количество принятой арматуры оставляем без изменений В случае μiltμmin=01 диаметр принятой арматуры следует увеличить или уменьшить ее шаг

Конструкция фундамента приведена на рис13

50

51

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 СП 20133302011 Нагрузки и воздействия Актуализированная редакция СНиП 20107-85 М ГУП ЦПП 2011

2 СП 63133302012 Бетонные и железобетонные конструкции Основные положения Актуализированная редакция СНиП 52-101-2003 М ФГУП ЦПП 2004

3 ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований 4 СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные кон-

струкции М ФГУП ЦПП 2005 5 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из

тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

6 Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетон-ных конструкций из тяжелого бетона (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

52

ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Минимальный класс бетона элементов с предварительно напряженной арматурой

Таблица 4

Характеристика напрягаемой Класс бетона арматуры не ниже

Арматура классов

А540-А800

В20 А1000 В30

Арматура классов

Вр1200 Вр1300

В30 Вр1400 Вр1600 Вр1600 В20

К1400 К1500 К1600 К1700 В30

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин ndash acrсult из условия обеспечения сохранности арматуры

Таблица 5

Для элементов к которым не предъявляются требования непрониwаемости значения acrсult принимают равными

При арматуре классов

При продолжительном рас-крытии трещин мм

При непродолжительном раскрытии трещин мм

А240-А600 В500 03 04

А800А1000 Вр1200-Вр1400 К1400К1500(К-19) К1500(К-7)К1600 диаметром 12 мм

02 03

Вр1500 К1500(К-7)К1600 диамет-ром 6 и 9 мм

01 02

53

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Нормативные сопротивления бетона Rbnи Rbtn

Таблица 6

Вид сопротивления

Нормативные сопротивления бетона RbnиRbtn и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй

группы RbserиRbtser МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осевое (призменная прочность)

Rbn и Rbser

75 110 150 185 220 255 290 320 360 395 430

Растяже-ние осевое

Rbtn Rbtser 085 110 135 155 175 195 210 225 245 260 275

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Расчетные сопротивления бетона Rbи Rbt Таблица 7

Видсопротивления

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbи Rbt МПа при классе бетона

по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осе-вое(призменная прочность)

Rb

60 85 115 145 170 195 220 250 275 300 330

Растяжение осевое Rbt

056 075 090 105 115 130 140 150 160 170 180

Полностью таблицы нормативных и расчетных сопротивлений бетона см [2]

54

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения начального модуля упругости бетона Еь Таблица 8

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еьmiddot10-3 МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

190 240 275 300 325 345 360 370 380 390 395

55

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rsn

Таблица 9

Арматура классов

Номинальный диаметр арматуры мм

Нормативные значения сопротивления растяжению Rsnи расчетные значения сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы Rsser МПа

А240 6-40 240

А400 6-40 400

А500 10-40 500

А540 20-40 540

А600 10-40 600

А800 10-32 800

А1000 10-32 1000

В500 3-12 500

Вр500 3-5 500

Вр1200 8 1200

Вр1300 7 1300

Вр1400 4 5 6 1400

Вр1500 3 1500

Вр1600 3-5 1600

К1400(К-7) 15 1400

К1500(К-7) 6 9 12 1500

К1500(К-19) 14 1500

К1600 6 9 12 15 1600

К1700 6-9 1700

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 27: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

27

Определяем

0

2

1975656 535 095 535 508 249871841480135

459 508 (1490 459) 385 6301

t

bt

y см y см

A см

= = = sdot =+

= sdot + minus sdot =

Значение Abt принимается равным площади сечения при ее высоте в пределах не менее 2а и не более 05h(п4233 [4]) те не менее

1490385+(6-385)459=6729 см2 и не более 45911+(149-459)385=90184 см2

следовательно принимаем Abt =6729см2 Тогда 246621

096967250 =sdotsdot=sl смПринимается не более 40d и не более 40см Оконча-

тельно принимается 40 см Поскольку изгибающий момент от постоянной и временной длительной нор-

мативной нагрузок Mnl=3788кНм меньше момента образования трещин Mcrc=5009кНм то приращение напряжений в продольной рабочей арматуре от внешней нагрузки (см формулу (412[5]) будет меньше нуля В этом случае сле-дует считатьacrc1= acrc3= 0 и определять только ширину раскрытия трещин acrc2 от непродолжительного действия постоянных длительных и кратковременных нагрузок при φl=10

2 5

156410 05 10 10 40 001564 0156 2 10crca см мм= sdot sdot sdot sdot = =sdot

Это значение необходимо сопоставить с предельно допустимой шириной раскрытия трещин acrcult принимаемой из условия обеспечения сохранности ар-матуры при непродолжительном раскрытии

acrc2ltacrcult=04 мм ndash условие (826[2]) или см Приложение 2 удовлетворя-ется

Расчет прогиба плиты

Расчет изгибаемых элементов по прогибам производят из условия flefult (8139[2])

где fndash прогиб элемента от действия внешней нагрузки fult ndash значение предельно допустимого прогиба (см п 23) Полная кривизна для участков с трещинами определяется по формуле

(102)[4] без учета кривизны от непродолжительного действия усилия обжатия и кривизны вследствие усадки и ползучести бетона

321

1111

+

minus

=

rrrr

где 1

1

rndash кривизна от непродолжительного действия всей нагрузки

2

1

r ndash кривизна от непродолжительного действия постоянных и

временных длительных нагрузок

28

3

1

r ndash кривизна от продолжительного действия постоянных и вре-

менных длительных нагрузок Так как прогиб плиты ограничивается эстетико-психологическими требова-

ниями

1

1

rndash

2

1

r ndash кривизна вызванная непродолжительным действием кратко-

временной нагрузки не учитывается Таким образом кривизна в середине пролета определяется только от про-

должительного действия постоянных и длительных нагрузок те при действии изгибающего момента Мnl = 3788 кНmiddotм

Для элементов прямоугольного и таврового сечений при hfle 03h0 кривизну

допускается определять по формуле (440 [5])

redbc

nl

EhbM

r 30

1sdotsdotsdot

где ϕс ndash коэффициент определяемый по табл 45 [5] или по Приложению 15в за-висимости от параметров

( )0

bhhbb ff

f

sdotminus=ϕ μmiddotαs2 и esh0

0bhAs=micro

redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α

При определении αs2допускается принимать 1=sψ Если при этом условие flefult не удовлетворяется то расчет производят с учетом коэффициента ψs опреде-ляемого по формуле

s

crcss σ

σψ 801minus= (8138[2])

где σscrc ndash приращение напряжений в растянутой арматуре в сечении с трещиной сразу после образования нормальных трещин при М = Мcrc σs ndash то же при действии рассматриваемой нагрузки

sp

ss A

PzM )2()( minus=σ (412 [5])

sp

crccrcs A

PzM )2(

)( minus=σ

z ndash расстояние от центра тяжести арматуры расположенной в растянутой зоне сечения до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне эле-мента

Ebred ndash приведенный модуль деформации сжатого бетона принимаемый равным

redb

serbredb

RE

1

ε

=

где εb1red =28sdot10-4 при продолжительном действии нагрузки при относительной влажности воздуха окружающей среды 75 ge W ge 40(табл610[2])

)2(PM

e ss = Ms = Mnl= 3788 кНmiddotм

Р(2) ndash усилие предварительного обжатия с учетом всех потерь Р(2) = 24987 кН

Определяем величины необходимые для нахождения ϕс

29

( ) ( ) 442019945

853945146

0

=sdotsdotminus

=sdotminus

=bh

hbb fffϕ

0

679 000779459 19

sAbh

micro = = =sdot

Коэффициент приведения арматуры к бетону

redb

redss E

E

2 =α (117[4]) Еsred =

s

sEψ

(118[4]) redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α принимаем sψ = 1

Приведенный модуль деформаций сжатого бетона

53571028

0154

1

=

sdot== minus

redb

serbredb

RE

εМПа = 5357кНсм2

5

22 10 37335357sαsdot

= = μmiddotαs2= 000779∙3733 = 0291 (2)

nls

MeP

=3788 1516

24987se = = см

0

1516 079819

seh

= =

Теперь по табл 45[5] или по таблице Приложения 15 путем интерполяции находимϕс = 0603

Определяем кривизну имея все данные 5

3

1 3788 1372 10 0603 459 19 5357r см

minus= = sdotsdot sdot sdot

20

5 2

5 1 485 372 10 569 126 2845 48 ult

f lr

f см f cмminus

= sdot sdot

= sdot sdot sdot = lt =

Условие 8139[2] удовлетворяется те жесткость плиты достаточна

30

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ Для опирания пустотных панелей принимается сечение ригеля высотой hb =

45 см или hb = 60 см для опирания ребристых панелей принимается сечение риге-ля высотой hb = 60 см Ригели могут выполняться обычными или предварительно напряженными Высота сечения обычного ригеля bb lh

asymp

101

151

41 Исходные данные Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м2 перекрытия принимаются те же

что и при расчете панели перекрытия Ригель шарнирно оперт на консоли колон-ны hb = 45 см Расчетный пролет (рис 6)

l0 = lb ndash b ndash 2times20 ndash 130 = 6300 ndash 400 ndash 40 ndash 130 = 5730 мм = 573 м где lb ndash пролет ригеля в осях

b ndash размер колонны 20 ndash зазор между колонной и торцом ригеля 130 ndash размер площадки опирания Расчетная нагрузка на 1 м длины ригеля определяется с грузовой полосы

равной шагу рам в данном случае шаг рам 6 м(табл 1) Постоянная (g) - от перекрытия с учетом коэффициента надежности по ответственности зда-

нияγп = 10 gfl =gmiddotlnmiddotᵞn= 47middot60middot10 = 282 кНм

гдеln ndashшаг рам - от веса ригеля

gbn = (02middot045 + 02middot025) middot2500middot10-2 = 35 кНм где 2500 кгм3 ndash плотность железобетона С учетом коэффициента надежно-

сти по нагрузке γf = 11 и по ответственности здания γп = 10 gb = 35middot11middot10 = 385 кНм

Итого постоянная нагрузка погонная те с грузовой полосы равной шагу рамg1=gfl+ gb = 282 + 385 = 321 кНм

Временная нагрузка (V) с учетом коэффициента надежности по ответствен-ности здания γп = 10 и коэффициента сочетания (см табл1)

1

1

0604AA

ϕ = +

где А1 = 9 м2для помещений указанных в поз 1212[1] А ndash грузовая площадь ригеля А = 60times63 = 378 м2

10604 0693378

9

ϕ = + =

На коэффициент сочетания умножается нагрузка без учета перегородок V1=( Vp+ 1ϕ middot V0)middotᵞnmiddotln

V1= (06+0693middot195)middot10middot60 = 1171кНм Полная погонная нагрузка

g1 + V1 = 321 + 1171 = 438кНм

31

32

42 Определение усилий в ригеле Расчетная схема ригеля ndash однопролетная шарнирно опертая балка пролетом

l0 Вычисляем значение максимального изгибающего момента М и максимальной поперечной силы Q от полной расчетной нагрузки

( ) 2 21 1 0V 438 573 17976

8 8g l

M кН м+ sdot

= = = sdot

( )1 1 0V 438 573 12552 2

g lQ кН

+ sdot= = =

Характеристики прочности бетона и арматуры - бетон тяжелый класса В30 расчетное сопротивление при сжатии Rb = 170

МПа при растяжении Rbt= 115 МПа (табл 68[2] приложение 4) γb1 = 09 (6112[2])

- арматура продольная рабочая класса А500С диаметром 10-40 мм расчетное сопротивление Rs = 435 МПа=435Кнсм2 поперечная рабочая арматура класса А400 диаметром 6-8 мм Rsw = 280 МПа=280Кнсм2 (табл 615[2])

43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента

Определяем высоту сжатой зоны х = ξmiddoth0 где h0 ndash рабочая высота сечения ригеля ξ ndash относительная высота сжатой зоны определяемая в зависимости от αт

h0 = (hb ndash 5) = 40 см

201 hbR

M

bbm sdotsdotsdot=γ

α

М = 17081кНmiddotм = 17081кНmiddotсм Rb = 17 МПа = 17 кНсм2 b ndash ширина сечения ригеля b = 20 см

2 21 0

17980 036709 17 20 40m

b b

MR b h

αγ

= = =sdot sdot sdot sdot sdot sdot

1 1 2 1 1 2 0367 0485mξ α= minus minus = minus minus sdot = высота сжатой зоны х = ξmiddoth0 = 0485middot40 = 1938см Граница сжатой зоны проходит в узкой части сечения ригеля следовательно

расчет ведем как для прямоугольного сечения Расчет по прочности нормальных сечений производится в зависимости от со-

отношения относительной высоты сжатой зоны бетона и граничной относитель-ной высоты ξR при которой предельное состояние элемента наступает по сжатой зоне бетона одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения равного расчетному сопротивлению Rs

Значение ξR определяется по формуле

0

2

08

1

RR

s el

b

xh

ξ εε

= =+

(81[2])

где εsel ndash относительная деформация растянутой арматуры при напряжениях равных Rs

33

s

sels E

R=ε Rs = 435 МПа Еs = 2middot105МПа

εb2 ndash относительная деформация сжатого бетона при напряжениях равных Rb принимаемая равной 00035 (п 6120 [2])

00217501002

4355 =

sdot=elsε

4930

0035000217501

80=

+=Rξ

значение ξR можно определить по табл 32 [4] или по Приложению 11 тк ξltξR

площадь сечения растянутой арматуры определяется по формуле 1 0 09 17 20 0485 40 1365

435b b

ss

R b hAR

γ ξsdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot= = = см2

Если ξgtξR следует увеличить сечение ригеля или повысить класс бетона или запроектировать в сжатой зоне сжатую рабочую арматуру с площадью Аs

Если ξ = ξR = 0493 х = 0493middot40 = 1972 см те при ξ le ξR граница сжатой зо-

ны всегда проходит в узкой части сечения ригеля По найденной площади сечения растянутой арматуры по сортаменту (При-

ложение 12) подбираем 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Аsef = 1388см2 741

40201008813 =

sdotsdot

=micro

Площадь подобранной арматуры должна быть больше требуемой по расчету площади или равна ей

Можно подобрать стержни одинакового диаметра так чтобы площадь подо-бранной арматуры отличалась бы от площади требуемой арматуры незначитель-но

44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил

Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил производится на основе модели наклонных сечений [3] Ригель опирается на колонну с помощью консолей скрытых в его подрезке (рис 8) те имеет место резко изменяющаяся высота сечения ригеля на опоре При расчёте по модели наклонных сечений должны быть обеспечены проч-ность ригеля по бетонной полосе между наклонными сечениями по наклонному сечению на действие поперечной силы и изгибающего момента Для ригелей с подрезками на опорах производится расчёт по поперечной силе для наклонных сечений проходящих у опоры консоли образованной подрезкой При этом в расчётные формулы вводится рабочая высота h01короткой консоли ри-геля Таким образом в качестве расчётного принимаем прямоугольное сечение с размерами 1 20 30 b h смtimes = times в котором действует поперечная силаQ=1255 кН от полной расчётной нагрузки Рабочая высота сечения ригеля в подрезке составляет

01 27 h см= вне подрезки (у опор) 0 42 h см= в средней части пролёта 0 40 h см= При диаметре нижних стержней продольной рабочей арматуры ригеля ds=22мм с учётом требований п10312[2] назначаем поперечные стержни (хо-

34

муты) Oslash8 А400 Их шаг на приопорном участке предварительно принимаем по конструктивным соображениям 1 10 ws см= что в соответствии с п10313[2] не превышает 05h01=135см и 30 см Значения прочностных характеристик бетона класса В30 входящие в расчётные зависимости принимаем с учётом коэффици-ента условий работы 1 09bγ = Расчёт ригеля по бетонной полосе между наклонными трещинами произво-дится из условия

1 1 01b b bQ R bhϕ γle (855[2]) где 1bϕ minus коэффициент принимаемый равным 03 Проверка этого условия даёт

Q=1255 кН le 03times09times17times20times27=24786 кН те принятые размеры сечения ригеля в подрезке достаточны Проверяем требуется ли поперечная арматура по расчёту из условия

min 1 0105b b btQ Q R bhγle = (8133[2]) те Q=1255 кН gtQbmin=05times09times0115times20times27=2795 кН

поэтому расчёт поперечной арматуры необходим Находим погонное усилие в хомутах для принятых выше параметров попе-речного армирования 2101 swA см= (2Oslash8 А400) 285 swR МПа= 1 10 ws см=

11

280 101 283 10

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

Расчёт ригеля с рабочей поперечной арматурой по наклонному сечению про-изводится из условия

b swQ Q Qle + (856[2]) где b swQ Q minus поперечные силы воспринимаемые соответственно бетоном и попе-речной арматурой в наклонном сечении которые находятся по формулам

22 1 01 b b bt

bR bhQc

ϕ γ= 075sw swQ q c=

где с minus длина проекции наклонного сечения на продольную ось элемента 2bϕ minus коэффициент принимаемый равным 15 (п 8133[2])

Подставляя эти выражения в (856[2]) из условия минимума несущей спо-

собности ригеля по наклонному сечению в виде 0Qc

part=

part находим наиболее опас-

ную длину проекции наклонного сечения равную 2 2

2 1 01

1

15 09 0115 20 27 3266075 075 283

b b bt

sw

R bhc смq

ϕ γ times times times times= = =

times

35

36

которая должна быть не более 2h01 = 54 см С учётом этой величины условие (856[2]) преобразуем к виду

21 01

2

15 075

15 09 0115 20 27 075 283 3266 13863 3266

b btsw

R b hQ q сc

Q кН

γsdot sdot sdot sdotle + sdot sdot

sdot sdot sdot sdotle + sdot sdot =

1255 кН lt 13863 кН те условие прочности ригеля по наклонному сечению в подрезке при действии поперечной силы соблюдается

Необходимо также убедиться в том что принятый шаг хомутов смsw 101 = не превышает максимального шага хомутов maxws при котором ещё обеспечивается прочность ригеля по наклонному сечению между двумя соседними хомутами те

2 21 0

1 max09 0115 20 2710 1202

1255b bt

w wR b hs см s см

Qγ sdot sdot sdot sdot sdot

= lt = = asymp

Выясним теперь на каком расстоянии от опор в соответствии с характером эпюры поперечных сил в ригеле шаг поперечной арматуры может быть увеличен Примем согласно п10313[2] шаг хомутов в средней части пролёта равным

2 0075 075 40 30 ws h см= = times = что не превышает 500 мм Погонное усилие в хо-мутах для этого участка составляет

22

280 101 0942 30

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

что не меньше минимальной интенсивности этого усилия при которой попереч-ная арматура учитывается в расчёте

min 1025 025 09 0115 20 052 sw b btq R b кН смγ= = times times times asymp Очевидно что условие 1 minsw swq q для опорных участков ригеля соблюдается с ещё большим запасом При действии на ригель равномерно распределённой нагрузкиq=g1+v1 длина участка с интенсивностью усилия в хомутах 1swq принимается не менее значения

1l определяемого по формуле min

1 1bQ Q

l cq

minus= minus и не менее

40l

где minbQ minus то же что в формуле (2) но при замене 01h на рабочую высоту сечения ригеля в пролёте 0 40h см= 1с minus наиболее опасная длина проекции наклонного сечения для участка где изменяется шаг хомутов определяется по формуле (стр 34) с заменой в ней 01h на 0h а также 1swq на 2swq но не более 02 h

Тогда имеем min 05 09 0115 20 40 414 bQ кН= times times times times =

2

115 09 0115 20 40 8385

075 0942с смtimes times times times= =

times

Поскольку 1 02 80 с h см= то принимаем 1 80 c см= q=g+V=438 кНм=

37

=0438 кНсм тогда

11255 414 80 11201

0 438l смminus= minus =

В ригелях с подрезками у концов последних устанавливаются дополнитель-ные хомуты и отгибы для предотвращения горизонтальных трещин отрыва у вхо-дящего угла подрезки (рис 8) Эти хомуты и отгибы должны удовлетворять условию прочности

011

0

sin (1 )sw sw sw s inchR A R A Qh

θ+ ge minus

здесь 01 0 h h minus рабочая высота сечения ригеля соответственно в короткой консоли подрезки и вне её

Для рассматриваемого примера со сравнительно небольшим значением попе-речной силы примем дополнительные хомуты у конца подрезки в коли-честве 2Oslash12 А500С с площадью сечения 2

1 226 swA см= отгибы использовать не будем Тогда проверка условия прочности даёт

2730 226 678 1255 (1 ) 44842

кН кНtimes = gt times minus =

те установленных дополнительных хомутов достаточно для предотвращения го-ризонтальных трещин отрыва у входящего угла подрезки

Расчёт по прочности наклонного сечения проходящего через входящий угол подрезки на действие изгибающего момента производится из условия

s sw s incM M M Mle + + где М minus момент в наклонном сечении с длиной проекции laquoсraquo на продольную ось элемента Мs МswMsinc minus моменты воспринимаемые соответственно про-дольной и поперечной арматуройа также отгибами пересекаемыми рассмат-риваемым наклонным сечением относительно противоположного конца наклон-ного сечения (в отсутствии отгибов 0s incM = )

В рамках курсового проекта этот расчет не выполняется

45 Построение эпюры материалов Продольная рабочая арматура в пролете 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Пло-

щадь этой арматуры Аs определена из расчета на действие максимального изги-бающего момента в середине пролета В целях экономии арматуры по мере уменьшения изгибающего момента к опорам два стержня обрываются в пролете а два других доводятся до опор Если продольная рабочая арматура разного диа-метра то до опор доводятся два стержня большего диаметра

Площадь рабочей арматуры Аsef = 1388см2 Определяем изгибающий мо-мент воспринимаемый сечением ригеля с полной запроектированной арматурой 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С(Аs = 1388см2)

Из условия равновесия RsmiddotAs = γb1sdotRbmiddotbmiddotx гдех = ξmiddoth0

01

hbRAR

bb

efss

sdotsdotsdot

sdot=γ

ξ

38

Rs = 435 МПа = 435 кНсм2 Rb = 170 МПа = 17 кНсм2

493040207190

8813543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х = ξmiddoth0 = 0493middot40 = 1972см Изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля определяется из

условия равновесия М = RsmiddotAs(h0 ndash05х) М(2Oslash20+2Oslash22)= 435middot1388middot(40 ndash 05middot1972) = 181979кНmiddotсм = 182кНmiddotм

182кНmiddotмgt 17081кНmiddotм то есть больше действующего изгибающего момента от полной нагрузки это значит что прочность сечения обеспечена

До опоры доводятся 2Oslash22 А500С h0 = 45 ndash 3 = 42 см (см рис 9) As=76 см2

257042207190

67543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х1 = ξmiddoth0 = 0257middot42 = 108см Определяем изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля с рабо-

чей арматурой в виде двух стержней доводимых до опоры М(2Oslash22) = RsmiddotAs(2Oslash22) (h0 ndash05х1) М(2Oslash22) = 435middot76middot(42 ndash 05middot108) = 1209996кНmiddotсм =121кНmiddotм

Откладываем в масштабе на эпюре моментов полученные значения изгибаю-щих моментов М(2Oslash20+2Oslash22) и М(2Oslash22) и определяем место теоретического обрыва ра-бочей арматуры ndash это точки пересечения эпюры моментов с горизонтальной ли-нией соответствующей изгибающему моменту воспринимаемому сечением ри-геля с рабочей арматурой в виде двух стержней М(2Oslash22) (рис 10)

Эпюра моментов для этого должна быть построена точно с определением значений изгибающих моментов в

81 в

82 и в

83 пролета

Изгибающий момент в любом сечении ригеля определяется по формуле ( )

2

2xvgxRM Axsdot+

minussdot= где RA ndash опорная реакция х ndash текущая координата

( ) 0 12552A

g v lR Q

+ sdot= = = кН

При 081 lx = = 0716 м

2

18

438 07161255 0716 7862

M кН мsdot= sdot minus = sdot

При 082 lx = = 1433 м

2

28

438 14331255 1433 13482

M кН мsdot= sdot minus = sdot

39

40

При 083 lx = = 2149 м

0

2

38

438 21491255 2149 16852l

M кН мsdot= sdot minus = sdot

Длина анкеровки обрываемых стержней определяется по следующей зависи-мости

ddqQw

sw

1552

ge+= где d ndash диаметр обрываемой арматуры

Поперечная сила Q определяется графически в месте теоретического обрыва в данном случае Q = 72кН

Поперечные стержни Oslash8 А400 Rsw = 285 МПа с Аsw = 101см2 в месте теоре-тического обрыва имеют шаг 10 см

88210

011528=

sdot=

sdot=

w

swswsw S

ARq кНсм

72 5 20 2252 288

W = + sdot =sdot

см что меньше15d=1520=30 см

Принимаем W = 30 см Место теоретического обрыва арматуры можно определить аналитически

Для этого общее выражение для изгибающего момента нужно приравнять момен-ту воспринимаемому сечением ригеля с арматурой 2Oslash22 А500

М(2Oslash22) = 121кНsdotм ( ) ( ) 2 2

0 438 573 4382 2 2 2

g V l g V x xМ x x+ sdot + sdot sdot sdot

= sdot minus = sdot minus

1255х ndash 219х2 = 121 х2 ndash 573х + 553 = 0

212 2865 2865 581 2865 16365х = plusmn minus = plusmn

х1 = 1228м х2 = 553м Это точки теоретического обрыва арматуры Длина обрываемого стержня будет равна 4502ndash 1228 + 2middot03 = 3874м При-

нимаем длину обрываемого стержня 4 м Определяем аналитически величину поперечной силы в месте теоретического

обрыва арматуры ( ) ( )0

2g V l

Q g V x+ sdot

= minus + sdot

438 573 438 1228 7172

Q кНsdot= minus sdot =

Графически поперечная сила была принята 72кН с достаточной степенью точности

41

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ Для проектируемого 8-этажного здания принята сборная железобетонная ко-

лонна сечением 40times40 см Для колонн применяется тяжелый бетон классов по прочности на сжатие не

ниже В15 а для сильно загруженных ndash не ниже В25 Армируются колонны про-дольными стержнями диаметром 16 hellip40 мм из горячекатаной стали А400 А500С и поперечными стержнями преимущественно из горячекатаной стали класса А240

51 Исходные данные Нагрузка на 1 м2 перекрытия принимается такой же как и в предыдущих рас-

четах (см табл 1) Нагрузка на 1 м2 покрытия

Таблица 3 Вид нагрузки Нормативная нагруз-

ка (γf= 1) кНм2

Коэффициент надежности

по нагрузке γf

Расчетная нагрузка

(γfgt 1) кНм2 1 2 3 4

Гидроизоляционный ковер (3 слоя) 0150 13 0195 Армированная цементно-песчаная стяжка δ = 40 мм ρ = 2200 кгм3

0880 13 1144

Керамзит по уклону δ = 100 мм ρ = 600 кгм3

0600 13 0780

Утеплитель ndash минераловатные пли-ты δ = 150 мм ρ = 150 кгм3

0225 12 0270

Пароизоляция 1 слой 0050 13 0065 Многопустотная плита перекрытия с омоноличиванием швов δ = 220 мм

3400 11 3740

Постоянная нагрузка (groof) 5305 6194 Временная нагрузка ndash снеговая S = Sg 1800middot07 = 1260 ndash 1800 в том числе длительная часть снего-вой нагрузки Sl

0630 ndash 0900

Полная нагрузка (groof+ S) 6565 7994 - полная кратковременная снеговая нагрузка и коэффициент μ принимаются по СП 20133302011 или по Приложению 16

42

Материалы для колонны Бетон ndash тяжелый класса по прочности на сжатие В25 расчетное сопротивле-

ние при сжатии Rb = 145 МПа (табл 68[2] Приложение 4) Арматура minus продольная рабочая класса А500С (диаметр 16 hellip40мм) расчётное сопро-

тивление Rs = Rsc = 435 МПа (табл 614[2] Приложение 7) minus поперечная ndash класса А240

52 Определение усилий в колонне

Рассчитывается средняя колонна подвального этажа высотой hfl = 28 м Вы-сота типового этажа hflтакже равна 28 м

Грузовая площадь колонныА = 6times63 = 378 м2 Продольная сила N действующая на колонну определяется по формуле

N = γn(g +Vp + φзV0) nmiddotA + gb(n + 1) + gcol(n + 1) + γn(groof + S)A где n ndash количество этажей В нашем случае n = 8А ndash грузовая площадь g VpV0 ndash соответственно постоянная и временная нагрузки на 1 м2 перекрытия по табл 1

Согласно табл 1 g = 47 кНм2 Vp = 06кНм2V0 = 195кНм2 groof ndash постоянная нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 (groof = 6194 кНм2) S ndash полная снеговая нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 gbndash собственный вес ригеля с учетом γf и γnдлиной (63 ndash 04) = 59 м gb= 385middot59 = 2272кН 385 кНм ndash погонная нагрузка от собственного веса ригеля (см расчет риге-

ля) gcol ndash собственный вес колонны gcol = γnmiddot γf middot ρmiddot Аcolmiddothfl = 10middot11middot2500(10-2) middot04middot04middot28 = 1232 кН φ3 ndash коэффициент сочетаний (коэффициент снижения временных нагрузок в

зависимости от количества этажей) определяемый по формуле (83[1]) 1

30 404n

ϕ minusϕ = +

где φ1= 069 (см расчет ригеля) 10693 0404 0504

8ϕ minus

= + =

N = 10middot(47 +06+ 0504middot195) middot8middot378 + 2272middot (8 + 1) + 1232middot (8 + 1) + + 10middot (6194 + 18) middot378 = 251745кН

53 Расчет колонны по прочности

Расчет по прочности колонны производится как внецентренно сжатого эле-мента со случайным эксцентриситетом еа

3313040

301

=== colа he см 470600280

600=== fl

а

he см еа = 1 см

Однако расчет сжатых элементов из бетона классов В15 hellipВ35 (в нашем слу-чае В25) на действие продольной силы приложенной с эксцентриситетом е0 =

33130

== colа

he см при гибкости l0hcollt 20 допускается производить из условия

N le Nult (816[2])

43

где Nult - предельное значение продольной силы которую может воспринять элемент определяемое по формуле

Nult le ϕ(γb1RbAb + RscAstot) (817[2]) где Ab ndash площадь сечения колонны Astot ndash площадь всей продольной арматуры в сечении колонны l0 ndash расчетная длина колонны подвала с шарнирным опиранием в уровне 1-го

этажа и с жесткой заделкой в уровне фундамента Rscndash расчетное сопротивление арматуры сжатию

l0 = 07(hfl + 15 см) = 07(280 + 15) = 2065 см l0hcol =206540=516lt20 Ab=4040=1600 см2

ϕ - коэффициент принимаемый при длительном действии нагрузки по табл 81[2] или по Приложению 18 в зависимости от гибкости колонны

При l0hcol =516 коэффициент ϕ = 092

1

251745 09 145 1600092 149

435

b b b

s totsc

N R AA

R

γφminus minus sdot sdot

= = = см2

Из условия ванной сварки выпусков продольной арматуры при стыке колонн минимальный ее диаметр должен быть не менее 20 мм

Принимаем 4Oslash22 А500С Asef = 152 см2 152 100 095 021600

micro = sdot = gt тк l0hcolasymp 5

Диаметр поперечной арматуры принимаем Oslash6 А240 (из условия сварки c продольной арматурой) Шаг поперечных стержней s = 300 мм что удовлетворяет конструктивным требованиям (п10314[2]) s le 15d = 15middot22 = 330 мми s le 500 мм

Если μgt3 то шаг поперечных стержней должен быть s le 10d иs le 300 мм Армирование колонны показано на рис11

44

45

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ

61 Исходные данные Грунты основания ndash пески средней плотности условное расчётное сопротив-

ление грунта R0 = 035 МПа = 0035 кНсм2 = 350 кНм2 Бетон тяжелый класса В25 Расчетное сопротивление растяжению

Rbt = 105 МПа γb1 = 09 Арматура класса А500С Rs = 435 МПа= 435кНсм2 Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах

γm = 20 кНм3 Высоту фундамента предварительно принимаем 90см C учётом пола подвала

глубина заложения фундамента Н1 = 105 см Расчетное усилие передающееся с колонны на фундамент N = 251745кН Нормативное усилие

Nn = Nγfm = 251745115 = 218735кН где γfm = 115 ndash усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке

62 Определение размера стороны подошвы фундамента Площадь подошвы центрально нагруженного фундамента определяется по

условному давлению на грунт R0 без учета поправок в зависимости от размеров подошвы фундамента и глубины его заложения

0 1

218735 665350 20 105

n

m

NAR Hγ

= = =minus minus sdot

м2

Размер стороны квадратной подошвы фундамента 665 258a A= = = м Принимаем а = 27 м (кратно 03 м) Давление на грунт от расчетной нагрузки

2

Npa

= =251745272 = 3453кНм2 lt R0

63 Определение высоты фундамента Рабочая высота фундамента из условия продавливания

504

2

10 pR

Nhh

btb

col

++minus=

γ

0 3

25174502 05 0 2 0698 0 49809 105 10 3453

h м= minus + = minus + =sdot sdot +

Полная высота фундамента устанавливается из условий 1) продавливания Hf =(h0+005)=0498 + 005 = 0548м 2) заделки колонны в фундаменте

Hf = 15hcol + 025(м) = 15middot04 + 025 = 085 м 3) анкеровки сжатой арматуры колонны Hf = han + 025(м) Базовая длина анкеровки необходимая для передачи усилия в арматуре с

полным расчетным сопротивлением Rs на бетон определяется по формуле [3]

sbond

ssan UR

ARh =0

где As и Us ndash соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения (в нашем случае для арматуры Oslash22

As = 3801см2 Us = πd = 314middot22 = 6908 см) Rbond ndash расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном принимае-

мое равномерно распределенным по длине анкеровки

46

Rbond = γb1middotη1middotη2middotRbt где η1 ndash коэффициент учитывающий влияние вида поверхности арматуры

Для горячекатаной арматуры периодического профиля η1 = 25 η2 - коэффициент учитывающий влияние размера диаметра арматуры при-

нимаемый равным 10 ndash при диаметре продольной арматуры dsle32 мм 09 ndash при ds = 36 мм и ds = 40 мм Rbond = 09middot25middot1middot105 = 236 МПа

0435 3801 10142 236 6908anh смsdot

= =sdot

Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле[3]

efs

calsanan A

Ahh

0α=

где Ascаlи Asef ndash площади поперечного сечения арматуры соответственно требуе-мая по расчету и фактически установленная (для нашего случая Ascаl= 149 см2 Asef = 152 см2) α ndash коэффициент учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного со-стояния бетона и арматуры Для сжатых стержней периодического профиля α = 075Тогда

149075 10142 745615 2anh = sdot sdot = см

Кроме того согласно требованиям [3] фактическую длину анкеровки необ-ходимо принимать han ge 03h0an = 03middot10142 = 3043 см

han ge 15ds = 15middot20 = 30 см han ge20 см Из четырех величин принимаем максимальную длину анкеровки те han = 7456см

Следовательно из условия анкеровки арматуры Hf = 7456 + 25 = 9952см

Принимаем трехступенчатый фундамент общей высотой 100 см и с высотой ступеней 30 см и 40 см При этом ширина первой ступени а1 = 11 м а второй а2 = 18 м

Проверяем отвечает ли рабочая высота нижней ступени h03 = 40 ndash 5 = 35см условию прочности при действии поперечной силы без поперечного армирования в наклонном сечении Для единицы ширины этого сечения (b = 100 см) должно выполняться условие

Q = pl le Qbmin = 05γb1Rbth03b Поперечная сила от давления грунта

Q = pl= 05(а - a2 - 2h03)р где а - размер подошвы фундамента

h03 = 40 ndash 5 = 35см р ndash давление на грунт от расчетной нагрузки (на единицу длины) Q = 05(27 ndash18 - 2middot035) middot34533 = 3453кН Q = 3453кНltQbmin = 05middot09middot105middot103middot035middot10 = 16538кН ndash прочность обеспе-

чена

47

64 Расчет на продавливание

Проверяем нижнюю ступень фундамента на прочность против продавлива-ния

Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производится из условия (887[2]) F le Fbult где Fbult - пре-дельное усилие воспринимаемое бетоном

Fbult = γb1RbtAb

где Fminusпродавливающая сила принимаемая равной продольной силе в колонне подвального этажа на уровне обреза фундамента за вычетом нагрузки создавае-мой реактивным отпором грунта приложенным к подошве фундамента в преде-лах площади с размерами превышающими размер площадки опирания (в дан-ном случае второй ступени фундамента 2 2 18 18 a a мtimes = times ) на величину 0h во всех направлениях Ab ndash площадь расчетного поперечного сечения расположен-ного на расстоянии 05h0от границы площади приложения силы Nс рабочей высо-той сечения h0 В нашем случае h0 = h03 = 025м

Площадь Ab определяется по формуле Ab = Umiddoth03

где U ndash периметр контура расчетного сечения (см рис12а) U = (а2 + 2middot05h03) middot4 = (18 + 2middot05middot035) middot4 = 86 м

Площадь расчётного поперечного сеченияAb = 86middot035 = 301м2 Продавливающая сила равна

F=N-pA1

здесь p=3453 кНм2 minus реактивный отпор грунта A1minusплощадь основания продавливаемого фрагмента нижней ступени фундамен-

та в пределах контура расчётного поперечного сечения равная A1=(a2+205h03)2=(18+205035)2=462 м2

Проверка условия (697) [3] показывает

F=92202 кН lt 09105103301 = 284445 кН

те прочность нижней ступени фундамента против продавливания обеспече-на

48

49

65 Определение площади арматуры подошвы фундамента Подбор арматуры производим в 3-х вертикальныхсечениях фундамента

что позволяет учесть изменение параметров его расчётной схемы в качестве ко-торой принимается консольная балка загруженная действующим снизу вверх равномерно распределенным реактивным отпором грунта Для рассматривае-мых сечений вылет и высота сечения консоли будут разными поэтому выявить наиболее опасное сечение можно только после определения требуемой площади арматуры в каждом из них (см рис13)

Сечение I-I МI-I = 0125р (а ndash hcol)2middot a = 0125middot34533(27 ndash 04)2middot27 = 61654кНmiddotм Площадь сечения арматуры определяем по формуле

2

01

61654 10 165709 09 95 435

I IsI

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение II-II МII-II= 0125р(аndash а1)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 11)2middot27 = 29836кНmiddotм

2

02

29836 10 117209 09 65 435

II IIsII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение III-III МIII-III= 0125р(аndash а2)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 18)2middot27 = 944кНmiddotм

2

03

944 10 68809 09 35 435

III IIIsIII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Из трёх найденных значений подбор арматуры производим по максимально-му значению теAsmax = 1657см2

Шаг стержней принимается от 150 ммдо 300 мм (кратно 50 мм) При ширине подошвы фундамента а le 3 мминимальный диаметр стержней dmin = 10 мм при аgt3 мdmin = 12 мм

Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлени-ях арматурой из стержней Oslash14 А500с шагом 250 мм

Имеем 11Oslash14 А500С с As = 16929см2gtAsI = maxsA = 1657см2 Процент армирования μ

- в сечении I-I 11 01

16929100 100 0156 01110 95

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении II-II 22 02

16929100 100 0145 01180 65

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении III-III 33 03

16929100 100 0179 01270 35

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

Так как во всех сечениях μigtμmin=01 количество принятой арматуры оставляем без изменений В случае μiltμmin=01 диаметр принятой арматуры следует увеличить или уменьшить ее шаг

Конструкция фундамента приведена на рис13

50

51

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 СП 20133302011 Нагрузки и воздействия Актуализированная редакция СНиП 20107-85 М ГУП ЦПП 2011

2 СП 63133302012 Бетонные и железобетонные конструкции Основные положения Актуализированная редакция СНиП 52-101-2003 М ФГУП ЦПП 2004

3 ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований 4 СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные кон-

струкции М ФГУП ЦПП 2005 5 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из

тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

6 Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетон-ных конструкций из тяжелого бетона (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

52

ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Минимальный класс бетона элементов с предварительно напряженной арматурой

Таблица 4

Характеристика напрягаемой Класс бетона арматуры не ниже

Арматура классов

А540-А800

В20 А1000 В30

Арматура классов

Вр1200 Вр1300

В30 Вр1400 Вр1600 Вр1600 В20

К1400 К1500 К1600 К1700 В30

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин ndash acrсult из условия обеспечения сохранности арматуры

Таблица 5

Для элементов к которым не предъявляются требования непрониwаемости значения acrсult принимают равными

При арматуре классов

При продолжительном рас-крытии трещин мм

При непродолжительном раскрытии трещин мм

А240-А600 В500 03 04

А800А1000 Вр1200-Вр1400 К1400К1500(К-19) К1500(К-7)К1600 диаметром 12 мм

02 03

Вр1500 К1500(К-7)К1600 диамет-ром 6 и 9 мм

01 02

53

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Нормативные сопротивления бетона Rbnи Rbtn

Таблица 6

Вид сопротивления

Нормативные сопротивления бетона RbnиRbtn и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй

группы RbserиRbtser МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осевое (призменная прочность)

Rbn и Rbser

75 110 150 185 220 255 290 320 360 395 430

Растяже-ние осевое

Rbtn Rbtser 085 110 135 155 175 195 210 225 245 260 275

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Расчетные сопротивления бетона Rbи Rbt Таблица 7

Видсопротивления

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbи Rbt МПа при классе бетона

по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осе-вое(призменная прочность)

Rb

60 85 115 145 170 195 220 250 275 300 330

Растяжение осевое Rbt

056 075 090 105 115 130 140 150 160 170 180

Полностью таблицы нормативных и расчетных сопротивлений бетона см [2]

54

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения начального модуля упругости бетона Еь Таблица 8

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еьmiddot10-3 МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

190 240 275 300 325 345 360 370 380 390 395

55

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rsn

Таблица 9

Арматура классов

Номинальный диаметр арматуры мм

Нормативные значения сопротивления растяжению Rsnи расчетные значения сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы Rsser МПа

А240 6-40 240

А400 6-40 400

А500 10-40 500

А540 20-40 540

А600 10-40 600

А800 10-32 800

А1000 10-32 1000

В500 3-12 500

Вр500 3-5 500

Вр1200 8 1200

Вр1300 7 1300

Вр1400 4 5 6 1400

Вр1500 3 1500

Вр1600 3-5 1600

К1400(К-7) 15 1400

К1500(К-7) 6 9 12 1500

К1500(К-19) 14 1500

К1600 6 9 12 15 1600

К1700 6-9 1700

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 28: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

28

3

1

r ndash кривизна от продолжительного действия постоянных и вре-

менных длительных нагрузок Так как прогиб плиты ограничивается эстетико-психологическими требова-

ниями

1

1

rndash

2

1

r ndash кривизна вызванная непродолжительным действием кратко-

временной нагрузки не учитывается Таким образом кривизна в середине пролета определяется только от про-

должительного действия постоянных и длительных нагрузок те при действии изгибающего момента Мnl = 3788 кНmiddotм

Для элементов прямоугольного и таврового сечений при hfle 03h0 кривизну

допускается определять по формуле (440 [5])

redbc

nl

EhbM

r 30

1sdotsdotsdot

где ϕс ndash коэффициент определяемый по табл 45 [5] или по Приложению 15в за-висимости от параметров

( )0

bhhbb ff

f

sdotminus=ϕ μmiddotαs2 и esh0

0bhAs=micro

redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α

При определении αs2допускается принимать 1=sψ Если при этом условие flefult не удовлетворяется то расчет производят с учетом коэффициента ψs опреде-ляемого по формуле

s

crcss σ

σψ 801minus= (8138[2])

где σscrc ndash приращение напряжений в растянутой арматуре в сечении с трещиной сразу после образования нормальных трещин при М = Мcrc σs ndash то же при действии рассматриваемой нагрузки

sp

ss A

PzM )2()( minus=σ (412 [5])

sp

crccrcs A

PzM )2(

)( minus=σ

z ndash расстояние от центра тяжести арматуры расположенной в растянутой зоне сечения до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне эле-мента

Ebred ndash приведенный модуль деформации сжатого бетона принимаемый равным

redb

serbredb

RE

1

ε

=

где εb1red =28sdot10-4 при продолжительном действии нагрузки при относительной влажности воздуха окружающей среды 75 ge W ge 40(табл610[2])

)2(PM

e ss = Ms = Mnl= 3788 кНmiddotм

Р(2) ndash усилие предварительного обжатия с учетом всех потерь Р(2) = 24987 кН

Определяем величины необходимые для нахождения ϕс

29

( ) ( ) 442019945

853945146

0

=sdotsdotminus

=sdotminus

=bh

hbb fffϕ

0

679 000779459 19

sAbh

micro = = =sdot

Коэффициент приведения арматуры к бетону

redb

redss E

E

2 =α (117[4]) Еsred =

s

sEψ

(118[4]) redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α принимаем sψ = 1

Приведенный модуль деформаций сжатого бетона

53571028

0154

1

=

sdot== minus

redb

serbredb

RE

εМПа = 5357кНсм2

5

22 10 37335357sαsdot

= = μmiddotαs2= 000779∙3733 = 0291 (2)

nls

MeP

=3788 1516

24987se = = см

0

1516 079819

seh

= =

Теперь по табл 45[5] или по таблице Приложения 15 путем интерполяции находимϕс = 0603

Определяем кривизну имея все данные 5

3

1 3788 1372 10 0603 459 19 5357r см

minus= = sdotsdot sdot sdot

20

5 2

5 1 485 372 10 569 126 2845 48 ult

f lr

f см f cмminus

= sdot sdot

= sdot sdot sdot = lt =

Условие 8139[2] удовлетворяется те жесткость плиты достаточна

30

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ Для опирания пустотных панелей принимается сечение ригеля высотой hb =

45 см или hb = 60 см для опирания ребристых панелей принимается сечение риге-ля высотой hb = 60 см Ригели могут выполняться обычными или предварительно напряженными Высота сечения обычного ригеля bb lh

asymp

101

151

41 Исходные данные Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м2 перекрытия принимаются те же

что и при расчете панели перекрытия Ригель шарнирно оперт на консоли колон-ны hb = 45 см Расчетный пролет (рис 6)

l0 = lb ndash b ndash 2times20 ndash 130 = 6300 ndash 400 ndash 40 ndash 130 = 5730 мм = 573 м где lb ndash пролет ригеля в осях

b ndash размер колонны 20 ndash зазор между колонной и торцом ригеля 130 ndash размер площадки опирания Расчетная нагрузка на 1 м длины ригеля определяется с грузовой полосы

равной шагу рам в данном случае шаг рам 6 м(табл 1) Постоянная (g) - от перекрытия с учетом коэффициента надежности по ответственности зда-

нияγп = 10 gfl =gmiddotlnmiddotᵞn= 47middot60middot10 = 282 кНм

гдеln ndashшаг рам - от веса ригеля

gbn = (02middot045 + 02middot025) middot2500middot10-2 = 35 кНм где 2500 кгм3 ndash плотность железобетона С учетом коэффициента надежно-

сти по нагрузке γf = 11 и по ответственности здания γп = 10 gb = 35middot11middot10 = 385 кНм

Итого постоянная нагрузка погонная те с грузовой полосы равной шагу рамg1=gfl+ gb = 282 + 385 = 321 кНм

Временная нагрузка (V) с учетом коэффициента надежности по ответствен-ности здания γп = 10 и коэффициента сочетания (см табл1)

1

1

0604AA

ϕ = +

где А1 = 9 м2для помещений указанных в поз 1212[1] А ndash грузовая площадь ригеля А = 60times63 = 378 м2

10604 0693378

9

ϕ = + =

На коэффициент сочетания умножается нагрузка без учета перегородок V1=( Vp+ 1ϕ middot V0)middotᵞnmiddotln

V1= (06+0693middot195)middot10middot60 = 1171кНм Полная погонная нагрузка

g1 + V1 = 321 + 1171 = 438кНм

31

32

42 Определение усилий в ригеле Расчетная схема ригеля ndash однопролетная шарнирно опертая балка пролетом

l0 Вычисляем значение максимального изгибающего момента М и максимальной поперечной силы Q от полной расчетной нагрузки

( ) 2 21 1 0V 438 573 17976

8 8g l

M кН м+ sdot

= = = sdot

( )1 1 0V 438 573 12552 2

g lQ кН

+ sdot= = =

Характеристики прочности бетона и арматуры - бетон тяжелый класса В30 расчетное сопротивление при сжатии Rb = 170

МПа при растяжении Rbt= 115 МПа (табл 68[2] приложение 4) γb1 = 09 (6112[2])

- арматура продольная рабочая класса А500С диаметром 10-40 мм расчетное сопротивление Rs = 435 МПа=435Кнсм2 поперечная рабочая арматура класса А400 диаметром 6-8 мм Rsw = 280 МПа=280Кнсм2 (табл 615[2])

43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента

Определяем высоту сжатой зоны х = ξmiddoth0 где h0 ndash рабочая высота сечения ригеля ξ ndash относительная высота сжатой зоны определяемая в зависимости от αт

h0 = (hb ndash 5) = 40 см

201 hbR

M

bbm sdotsdotsdot=γ

α

М = 17081кНmiddotм = 17081кНmiddotсм Rb = 17 МПа = 17 кНсм2 b ndash ширина сечения ригеля b = 20 см

2 21 0

17980 036709 17 20 40m

b b

MR b h

αγ

= = =sdot sdot sdot sdot sdot sdot

1 1 2 1 1 2 0367 0485mξ α= minus minus = minus minus sdot = высота сжатой зоны х = ξmiddoth0 = 0485middot40 = 1938см Граница сжатой зоны проходит в узкой части сечения ригеля следовательно

расчет ведем как для прямоугольного сечения Расчет по прочности нормальных сечений производится в зависимости от со-

отношения относительной высоты сжатой зоны бетона и граничной относитель-ной высоты ξR при которой предельное состояние элемента наступает по сжатой зоне бетона одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения равного расчетному сопротивлению Rs

Значение ξR определяется по формуле

0

2

08

1

RR

s el

b

xh

ξ εε

= =+

(81[2])

где εsel ndash относительная деформация растянутой арматуры при напряжениях равных Rs

33

s

sels E

R=ε Rs = 435 МПа Еs = 2middot105МПа

εb2 ndash относительная деформация сжатого бетона при напряжениях равных Rb принимаемая равной 00035 (п 6120 [2])

00217501002

4355 =

sdot=elsε

4930

0035000217501

80=

+=Rξ

значение ξR можно определить по табл 32 [4] или по Приложению 11 тк ξltξR

площадь сечения растянутой арматуры определяется по формуле 1 0 09 17 20 0485 40 1365

435b b

ss

R b hAR

γ ξsdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot= = = см2

Если ξgtξR следует увеличить сечение ригеля или повысить класс бетона или запроектировать в сжатой зоне сжатую рабочую арматуру с площадью Аs

Если ξ = ξR = 0493 х = 0493middot40 = 1972 см те при ξ le ξR граница сжатой зо-

ны всегда проходит в узкой части сечения ригеля По найденной площади сечения растянутой арматуры по сортаменту (При-

ложение 12) подбираем 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Аsef = 1388см2 741

40201008813 =

sdotsdot

=micro

Площадь подобранной арматуры должна быть больше требуемой по расчету площади или равна ей

Можно подобрать стержни одинакового диаметра так чтобы площадь подо-бранной арматуры отличалась бы от площади требуемой арматуры незначитель-но

44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил

Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил производится на основе модели наклонных сечений [3] Ригель опирается на колонну с помощью консолей скрытых в его подрезке (рис 8) те имеет место резко изменяющаяся высота сечения ригеля на опоре При расчёте по модели наклонных сечений должны быть обеспечены проч-ность ригеля по бетонной полосе между наклонными сечениями по наклонному сечению на действие поперечной силы и изгибающего момента Для ригелей с подрезками на опорах производится расчёт по поперечной силе для наклонных сечений проходящих у опоры консоли образованной подрезкой При этом в расчётные формулы вводится рабочая высота h01короткой консоли ри-геля Таким образом в качестве расчётного принимаем прямоугольное сечение с размерами 1 20 30 b h смtimes = times в котором действует поперечная силаQ=1255 кН от полной расчётной нагрузки Рабочая высота сечения ригеля в подрезке составляет

01 27 h см= вне подрезки (у опор) 0 42 h см= в средней части пролёта 0 40 h см= При диаметре нижних стержней продольной рабочей арматуры ригеля ds=22мм с учётом требований п10312[2] назначаем поперечные стержни (хо-

34

муты) Oslash8 А400 Их шаг на приопорном участке предварительно принимаем по конструктивным соображениям 1 10 ws см= что в соответствии с п10313[2] не превышает 05h01=135см и 30 см Значения прочностных характеристик бетона класса В30 входящие в расчётные зависимости принимаем с учётом коэффици-ента условий работы 1 09bγ = Расчёт ригеля по бетонной полосе между наклонными трещинами произво-дится из условия

1 1 01b b bQ R bhϕ γle (855[2]) где 1bϕ minus коэффициент принимаемый равным 03 Проверка этого условия даёт

Q=1255 кН le 03times09times17times20times27=24786 кН те принятые размеры сечения ригеля в подрезке достаточны Проверяем требуется ли поперечная арматура по расчёту из условия

min 1 0105b b btQ Q R bhγle = (8133[2]) те Q=1255 кН gtQbmin=05times09times0115times20times27=2795 кН

поэтому расчёт поперечной арматуры необходим Находим погонное усилие в хомутах для принятых выше параметров попе-речного армирования 2101 swA см= (2Oslash8 А400) 285 swR МПа= 1 10 ws см=

11

280 101 283 10

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

Расчёт ригеля с рабочей поперечной арматурой по наклонному сечению про-изводится из условия

b swQ Q Qle + (856[2]) где b swQ Q minus поперечные силы воспринимаемые соответственно бетоном и попе-речной арматурой в наклонном сечении которые находятся по формулам

22 1 01 b b bt

bR bhQc

ϕ γ= 075sw swQ q c=

где с minus длина проекции наклонного сечения на продольную ось элемента 2bϕ minus коэффициент принимаемый равным 15 (п 8133[2])

Подставляя эти выражения в (856[2]) из условия минимума несущей спо-

собности ригеля по наклонному сечению в виде 0Qc

part=

part находим наиболее опас-

ную длину проекции наклонного сечения равную 2 2

2 1 01

1

15 09 0115 20 27 3266075 075 283

b b bt

sw

R bhc смq

ϕ γ times times times times= = =

times

35

36

которая должна быть не более 2h01 = 54 см С учётом этой величины условие (856[2]) преобразуем к виду

21 01

2

15 075

15 09 0115 20 27 075 283 3266 13863 3266

b btsw

R b hQ q сc

Q кН

γsdot sdot sdot sdotle + sdot sdot

sdot sdot sdot sdotle + sdot sdot =

1255 кН lt 13863 кН те условие прочности ригеля по наклонному сечению в подрезке при действии поперечной силы соблюдается

Необходимо также убедиться в том что принятый шаг хомутов смsw 101 = не превышает максимального шага хомутов maxws при котором ещё обеспечивается прочность ригеля по наклонному сечению между двумя соседними хомутами те

2 21 0

1 max09 0115 20 2710 1202

1255b bt

w wR b hs см s см

Qγ sdot sdot sdot sdot sdot

= lt = = asymp

Выясним теперь на каком расстоянии от опор в соответствии с характером эпюры поперечных сил в ригеле шаг поперечной арматуры может быть увеличен Примем согласно п10313[2] шаг хомутов в средней части пролёта равным

2 0075 075 40 30 ws h см= = times = что не превышает 500 мм Погонное усилие в хо-мутах для этого участка составляет

22

280 101 0942 30

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

что не меньше минимальной интенсивности этого усилия при которой попереч-ная арматура учитывается в расчёте

min 1025 025 09 0115 20 052 sw b btq R b кН смγ= = times times times asymp Очевидно что условие 1 minsw swq q для опорных участков ригеля соблюдается с ещё большим запасом При действии на ригель равномерно распределённой нагрузкиq=g1+v1 длина участка с интенсивностью усилия в хомутах 1swq принимается не менее значения

1l определяемого по формуле min

1 1bQ Q

l cq

minus= minus и не менее

40l

где minbQ minus то же что в формуле (2) но при замене 01h на рабочую высоту сечения ригеля в пролёте 0 40h см= 1с minus наиболее опасная длина проекции наклонного сечения для участка где изменяется шаг хомутов определяется по формуле (стр 34) с заменой в ней 01h на 0h а также 1swq на 2swq но не более 02 h

Тогда имеем min 05 09 0115 20 40 414 bQ кН= times times times times =

2

115 09 0115 20 40 8385

075 0942с смtimes times times times= =

times

Поскольку 1 02 80 с h см= то принимаем 1 80 c см= q=g+V=438 кНм=

37

=0438 кНсм тогда

11255 414 80 11201

0 438l смminus= minus =

В ригелях с подрезками у концов последних устанавливаются дополнитель-ные хомуты и отгибы для предотвращения горизонтальных трещин отрыва у вхо-дящего угла подрезки (рис 8) Эти хомуты и отгибы должны удовлетворять условию прочности

011

0

sin (1 )sw sw sw s inchR A R A Qh

θ+ ge minus

здесь 01 0 h h minus рабочая высота сечения ригеля соответственно в короткой консоли подрезки и вне её

Для рассматриваемого примера со сравнительно небольшим значением попе-речной силы примем дополнительные хомуты у конца подрезки в коли-честве 2Oslash12 А500С с площадью сечения 2

1 226 swA см= отгибы использовать не будем Тогда проверка условия прочности даёт

2730 226 678 1255 (1 ) 44842

кН кНtimes = gt times minus =

те установленных дополнительных хомутов достаточно для предотвращения го-ризонтальных трещин отрыва у входящего угла подрезки

Расчёт по прочности наклонного сечения проходящего через входящий угол подрезки на действие изгибающего момента производится из условия

s sw s incM M M Mle + + где М minus момент в наклонном сечении с длиной проекции laquoсraquo на продольную ось элемента Мs МswMsinc minus моменты воспринимаемые соответственно про-дольной и поперечной арматуройа также отгибами пересекаемыми рассмат-риваемым наклонным сечением относительно противоположного конца наклон-ного сечения (в отсутствии отгибов 0s incM = )

В рамках курсового проекта этот расчет не выполняется

45 Построение эпюры материалов Продольная рабочая арматура в пролете 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Пло-

щадь этой арматуры Аs определена из расчета на действие максимального изги-бающего момента в середине пролета В целях экономии арматуры по мере уменьшения изгибающего момента к опорам два стержня обрываются в пролете а два других доводятся до опор Если продольная рабочая арматура разного диа-метра то до опор доводятся два стержня большего диаметра

Площадь рабочей арматуры Аsef = 1388см2 Определяем изгибающий мо-мент воспринимаемый сечением ригеля с полной запроектированной арматурой 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С(Аs = 1388см2)

Из условия равновесия RsmiddotAs = γb1sdotRbmiddotbmiddotx гдех = ξmiddoth0

01

hbRAR

bb

efss

sdotsdotsdot

sdot=γ

ξ

38

Rs = 435 МПа = 435 кНсм2 Rb = 170 МПа = 17 кНсм2

493040207190

8813543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х = ξmiddoth0 = 0493middot40 = 1972см Изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля определяется из

условия равновесия М = RsmiddotAs(h0 ndash05х) М(2Oslash20+2Oslash22)= 435middot1388middot(40 ndash 05middot1972) = 181979кНmiddotсм = 182кНmiddotм

182кНmiddotмgt 17081кНmiddotм то есть больше действующего изгибающего момента от полной нагрузки это значит что прочность сечения обеспечена

До опоры доводятся 2Oslash22 А500С h0 = 45 ndash 3 = 42 см (см рис 9) As=76 см2

257042207190

67543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х1 = ξmiddoth0 = 0257middot42 = 108см Определяем изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля с рабо-

чей арматурой в виде двух стержней доводимых до опоры М(2Oslash22) = RsmiddotAs(2Oslash22) (h0 ndash05х1) М(2Oslash22) = 435middot76middot(42 ndash 05middot108) = 1209996кНmiddotсм =121кНmiddotм

Откладываем в масштабе на эпюре моментов полученные значения изгибаю-щих моментов М(2Oslash20+2Oslash22) и М(2Oslash22) и определяем место теоретического обрыва ра-бочей арматуры ndash это точки пересечения эпюры моментов с горизонтальной ли-нией соответствующей изгибающему моменту воспринимаемому сечением ри-геля с рабочей арматурой в виде двух стержней М(2Oslash22) (рис 10)

Эпюра моментов для этого должна быть построена точно с определением значений изгибающих моментов в

81 в

82 и в

83 пролета

Изгибающий момент в любом сечении ригеля определяется по формуле ( )

2

2xvgxRM Axsdot+

minussdot= где RA ndash опорная реакция х ndash текущая координата

( ) 0 12552A

g v lR Q

+ sdot= = = кН

При 081 lx = = 0716 м

2

18

438 07161255 0716 7862

M кН мsdot= sdot minus = sdot

При 082 lx = = 1433 м

2

28

438 14331255 1433 13482

M кН мsdot= sdot minus = sdot

39

40

При 083 lx = = 2149 м

0

2

38

438 21491255 2149 16852l

M кН мsdot= sdot minus = sdot

Длина анкеровки обрываемых стержней определяется по следующей зависи-мости

ddqQw

sw

1552

ge+= где d ndash диаметр обрываемой арматуры

Поперечная сила Q определяется графически в месте теоретического обрыва в данном случае Q = 72кН

Поперечные стержни Oslash8 А400 Rsw = 285 МПа с Аsw = 101см2 в месте теоре-тического обрыва имеют шаг 10 см

88210

011528=

sdot=

sdot=

w

swswsw S

ARq кНсм

72 5 20 2252 288

W = + sdot =sdot

см что меньше15d=1520=30 см

Принимаем W = 30 см Место теоретического обрыва арматуры можно определить аналитически

Для этого общее выражение для изгибающего момента нужно приравнять момен-ту воспринимаемому сечением ригеля с арматурой 2Oslash22 А500

М(2Oslash22) = 121кНsdotм ( ) ( ) 2 2

0 438 573 4382 2 2 2

g V l g V x xМ x x+ sdot + sdot sdot sdot

= sdot minus = sdot minus

1255х ndash 219х2 = 121 х2 ndash 573х + 553 = 0

212 2865 2865 581 2865 16365х = plusmn minus = plusmn

х1 = 1228м х2 = 553м Это точки теоретического обрыва арматуры Длина обрываемого стержня будет равна 4502ndash 1228 + 2middot03 = 3874м При-

нимаем длину обрываемого стержня 4 м Определяем аналитически величину поперечной силы в месте теоретического

обрыва арматуры ( ) ( )0

2g V l

Q g V x+ sdot

= minus + sdot

438 573 438 1228 7172

Q кНsdot= minus sdot =

Графически поперечная сила была принята 72кН с достаточной степенью точности

41

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ Для проектируемого 8-этажного здания принята сборная железобетонная ко-

лонна сечением 40times40 см Для колонн применяется тяжелый бетон классов по прочности на сжатие не

ниже В15 а для сильно загруженных ndash не ниже В25 Армируются колонны про-дольными стержнями диаметром 16 hellip40 мм из горячекатаной стали А400 А500С и поперечными стержнями преимущественно из горячекатаной стали класса А240

51 Исходные данные Нагрузка на 1 м2 перекрытия принимается такой же как и в предыдущих рас-

четах (см табл 1) Нагрузка на 1 м2 покрытия

Таблица 3 Вид нагрузки Нормативная нагруз-

ка (γf= 1) кНм2

Коэффициент надежности

по нагрузке γf

Расчетная нагрузка

(γfgt 1) кНм2 1 2 3 4

Гидроизоляционный ковер (3 слоя) 0150 13 0195 Армированная цементно-песчаная стяжка δ = 40 мм ρ = 2200 кгм3

0880 13 1144

Керамзит по уклону δ = 100 мм ρ = 600 кгм3

0600 13 0780

Утеплитель ndash минераловатные пли-ты δ = 150 мм ρ = 150 кгм3

0225 12 0270

Пароизоляция 1 слой 0050 13 0065 Многопустотная плита перекрытия с омоноличиванием швов δ = 220 мм

3400 11 3740

Постоянная нагрузка (groof) 5305 6194 Временная нагрузка ndash снеговая S = Sg 1800middot07 = 1260 ndash 1800 в том числе длительная часть снего-вой нагрузки Sl

0630 ndash 0900

Полная нагрузка (groof+ S) 6565 7994 - полная кратковременная снеговая нагрузка и коэффициент μ принимаются по СП 20133302011 или по Приложению 16

42

Материалы для колонны Бетон ndash тяжелый класса по прочности на сжатие В25 расчетное сопротивле-

ние при сжатии Rb = 145 МПа (табл 68[2] Приложение 4) Арматура minus продольная рабочая класса А500С (диаметр 16 hellip40мм) расчётное сопро-

тивление Rs = Rsc = 435 МПа (табл 614[2] Приложение 7) minus поперечная ndash класса А240

52 Определение усилий в колонне

Рассчитывается средняя колонна подвального этажа высотой hfl = 28 м Вы-сота типового этажа hflтакже равна 28 м

Грузовая площадь колонныА = 6times63 = 378 м2 Продольная сила N действующая на колонну определяется по формуле

N = γn(g +Vp + φзV0) nmiddotA + gb(n + 1) + gcol(n + 1) + γn(groof + S)A где n ndash количество этажей В нашем случае n = 8А ndash грузовая площадь g VpV0 ndash соответственно постоянная и временная нагрузки на 1 м2 перекрытия по табл 1

Согласно табл 1 g = 47 кНм2 Vp = 06кНм2V0 = 195кНм2 groof ndash постоянная нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 (groof = 6194 кНм2) S ndash полная снеговая нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 gbndash собственный вес ригеля с учетом γf и γnдлиной (63 ndash 04) = 59 м gb= 385middot59 = 2272кН 385 кНм ndash погонная нагрузка от собственного веса ригеля (см расчет риге-

ля) gcol ndash собственный вес колонны gcol = γnmiddot γf middot ρmiddot Аcolmiddothfl = 10middot11middot2500(10-2) middot04middot04middot28 = 1232 кН φ3 ndash коэффициент сочетаний (коэффициент снижения временных нагрузок в

зависимости от количества этажей) определяемый по формуле (83[1]) 1

30 404n

ϕ minusϕ = +

где φ1= 069 (см расчет ригеля) 10693 0404 0504

8ϕ minus

= + =

N = 10middot(47 +06+ 0504middot195) middot8middot378 + 2272middot (8 + 1) + 1232middot (8 + 1) + + 10middot (6194 + 18) middot378 = 251745кН

53 Расчет колонны по прочности

Расчет по прочности колонны производится как внецентренно сжатого эле-мента со случайным эксцентриситетом еа

3313040

301

=== colа he см 470600280

600=== fl

а

he см еа = 1 см

Однако расчет сжатых элементов из бетона классов В15 hellipВ35 (в нашем слу-чае В25) на действие продольной силы приложенной с эксцентриситетом е0 =

33130

== colа

he см при гибкости l0hcollt 20 допускается производить из условия

N le Nult (816[2])

43

где Nult - предельное значение продольной силы которую может воспринять элемент определяемое по формуле

Nult le ϕ(γb1RbAb + RscAstot) (817[2]) где Ab ndash площадь сечения колонны Astot ndash площадь всей продольной арматуры в сечении колонны l0 ndash расчетная длина колонны подвала с шарнирным опиранием в уровне 1-го

этажа и с жесткой заделкой в уровне фундамента Rscndash расчетное сопротивление арматуры сжатию

l0 = 07(hfl + 15 см) = 07(280 + 15) = 2065 см l0hcol =206540=516lt20 Ab=4040=1600 см2

ϕ - коэффициент принимаемый при длительном действии нагрузки по табл 81[2] или по Приложению 18 в зависимости от гибкости колонны

При l0hcol =516 коэффициент ϕ = 092

1

251745 09 145 1600092 149

435

b b b

s totsc

N R AA

R

γφminus minus sdot sdot

= = = см2

Из условия ванной сварки выпусков продольной арматуры при стыке колонн минимальный ее диаметр должен быть не менее 20 мм

Принимаем 4Oslash22 А500С Asef = 152 см2 152 100 095 021600

micro = sdot = gt тк l0hcolasymp 5

Диаметр поперечной арматуры принимаем Oslash6 А240 (из условия сварки c продольной арматурой) Шаг поперечных стержней s = 300 мм что удовлетворяет конструктивным требованиям (п10314[2]) s le 15d = 15middot22 = 330 мми s le 500 мм

Если μgt3 то шаг поперечных стержней должен быть s le 10d иs le 300 мм Армирование колонны показано на рис11

44

45

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ

61 Исходные данные Грунты основания ndash пески средней плотности условное расчётное сопротив-

ление грунта R0 = 035 МПа = 0035 кНсм2 = 350 кНм2 Бетон тяжелый класса В25 Расчетное сопротивление растяжению

Rbt = 105 МПа γb1 = 09 Арматура класса А500С Rs = 435 МПа= 435кНсм2 Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах

γm = 20 кНм3 Высоту фундамента предварительно принимаем 90см C учётом пола подвала

глубина заложения фундамента Н1 = 105 см Расчетное усилие передающееся с колонны на фундамент N = 251745кН Нормативное усилие

Nn = Nγfm = 251745115 = 218735кН где γfm = 115 ndash усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке

62 Определение размера стороны подошвы фундамента Площадь подошвы центрально нагруженного фундамента определяется по

условному давлению на грунт R0 без учета поправок в зависимости от размеров подошвы фундамента и глубины его заложения

0 1

218735 665350 20 105

n

m

NAR Hγ

= = =minus minus sdot

м2

Размер стороны квадратной подошвы фундамента 665 258a A= = = м Принимаем а = 27 м (кратно 03 м) Давление на грунт от расчетной нагрузки

2

Npa

= =251745272 = 3453кНм2 lt R0

63 Определение высоты фундамента Рабочая высота фундамента из условия продавливания

504

2

10 pR

Nhh

btb

col

++minus=

γ

0 3

25174502 05 0 2 0698 0 49809 105 10 3453

h м= minus + = minus + =sdot sdot +

Полная высота фундамента устанавливается из условий 1) продавливания Hf =(h0+005)=0498 + 005 = 0548м 2) заделки колонны в фундаменте

Hf = 15hcol + 025(м) = 15middot04 + 025 = 085 м 3) анкеровки сжатой арматуры колонны Hf = han + 025(м) Базовая длина анкеровки необходимая для передачи усилия в арматуре с

полным расчетным сопротивлением Rs на бетон определяется по формуле [3]

sbond

ssan UR

ARh =0

где As и Us ndash соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения (в нашем случае для арматуры Oslash22

As = 3801см2 Us = πd = 314middot22 = 6908 см) Rbond ndash расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном принимае-

мое равномерно распределенным по длине анкеровки

46

Rbond = γb1middotη1middotη2middotRbt где η1 ndash коэффициент учитывающий влияние вида поверхности арматуры

Для горячекатаной арматуры периодического профиля η1 = 25 η2 - коэффициент учитывающий влияние размера диаметра арматуры при-

нимаемый равным 10 ndash при диаметре продольной арматуры dsle32 мм 09 ndash при ds = 36 мм и ds = 40 мм Rbond = 09middot25middot1middot105 = 236 МПа

0435 3801 10142 236 6908anh смsdot

= =sdot

Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле[3]

efs

calsanan A

Ahh

0α=

где Ascаlи Asef ndash площади поперечного сечения арматуры соответственно требуе-мая по расчету и фактически установленная (для нашего случая Ascаl= 149 см2 Asef = 152 см2) α ndash коэффициент учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного со-стояния бетона и арматуры Для сжатых стержней периодического профиля α = 075Тогда

149075 10142 745615 2anh = sdot sdot = см

Кроме того согласно требованиям [3] фактическую длину анкеровки необ-ходимо принимать han ge 03h0an = 03middot10142 = 3043 см

han ge 15ds = 15middot20 = 30 см han ge20 см Из четырех величин принимаем максимальную длину анкеровки те han = 7456см

Следовательно из условия анкеровки арматуры Hf = 7456 + 25 = 9952см

Принимаем трехступенчатый фундамент общей высотой 100 см и с высотой ступеней 30 см и 40 см При этом ширина первой ступени а1 = 11 м а второй а2 = 18 м

Проверяем отвечает ли рабочая высота нижней ступени h03 = 40 ndash 5 = 35см условию прочности при действии поперечной силы без поперечного армирования в наклонном сечении Для единицы ширины этого сечения (b = 100 см) должно выполняться условие

Q = pl le Qbmin = 05γb1Rbth03b Поперечная сила от давления грунта

Q = pl= 05(а - a2 - 2h03)р где а - размер подошвы фундамента

h03 = 40 ndash 5 = 35см р ndash давление на грунт от расчетной нагрузки (на единицу длины) Q = 05(27 ndash18 - 2middot035) middot34533 = 3453кН Q = 3453кНltQbmin = 05middot09middot105middot103middot035middot10 = 16538кН ndash прочность обеспе-

чена

47

64 Расчет на продавливание

Проверяем нижнюю ступень фундамента на прочность против продавлива-ния

Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производится из условия (887[2]) F le Fbult где Fbult - пре-дельное усилие воспринимаемое бетоном

Fbult = γb1RbtAb

где Fminusпродавливающая сила принимаемая равной продольной силе в колонне подвального этажа на уровне обреза фундамента за вычетом нагрузки создавае-мой реактивным отпором грунта приложенным к подошве фундамента в преде-лах площади с размерами превышающими размер площадки опирания (в дан-ном случае второй ступени фундамента 2 2 18 18 a a мtimes = times ) на величину 0h во всех направлениях Ab ndash площадь расчетного поперечного сечения расположен-ного на расстоянии 05h0от границы площади приложения силы Nс рабочей высо-той сечения h0 В нашем случае h0 = h03 = 025м

Площадь Ab определяется по формуле Ab = Umiddoth03

где U ndash периметр контура расчетного сечения (см рис12а) U = (а2 + 2middot05h03) middot4 = (18 + 2middot05middot035) middot4 = 86 м

Площадь расчётного поперечного сеченияAb = 86middot035 = 301м2 Продавливающая сила равна

F=N-pA1

здесь p=3453 кНм2 minus реактивный отпор грунта A1minusплощадь основания продавливаемого фрагмента нижней ступени фундамен-

та в пределах контура расчётного поперечного сечения равная A1=(a2+205h03)2=(18+205035)2=462 м2

Проверка условия (697) [3] показывает

F=92202 кН lt 09105103301 = 284445 кН

те прочность нижней ступени фундамента против продавливания обеспече-на

48

49

65 Определение площади арматуры подошвы фундамента Подбор арматуры производим в 3-х вертикальныхсечениях фундамента

что позволяет учесть изменение параметров его расчётной схемы в качестве ко-торой принимается консольная балка загруженная действующим снизу вверх равномерно распределенным реактивным отпором грунта Для рассматривае-мых сечений вылет и высота сечения консоли будут разными поэтому выявить наиболее опасное сечение можно только после определения требуемой площади арматуры в каждом из них (см рис13)

Сечение I-I МI-I = 0125р (а ndash hcol)2middot a = 0125middot34533(27 ndash 04)2middot27 = 61654кНmiddotм Площадь сечения арматуры определяем по формуле

2

01

61654 10 165709 09 95 435

I IsI

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение II-II МII-II= 0125р(аndash а1)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 11)2middot27 = 29836кНmiddotм

2

02

29836 10 117209 09 65 435

II IIsII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение III-III МIII-III= 0125р(аndash а2)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 18)2middot27 = 944кНmiddotм

2

03

944 10 68809 09 35 435

III IIIsIII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Из трёх найденных значений подбор арматуры производим по максимально-му значению теAsmax = 1657см2

Шаг стержней принимается от 150 ммдо 300 мм (кратно 50 мм) При ширине подошвы фундамента а le 3 мминимальный диаметр стержней dmin = 10 мм при аgt3 мdmin = 12 мм

Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлени-ях арматурой из стержней Oslash14 А500с шагом 250 мм

Имеем 11Oslash14 А500С с As = 16929см2gtAsI = maxsA = 1657см2 Процент армирования μ

- в сечении I-I 11 01

16929100 100 0156 01110 95

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении II-II 22 02

16929100 100 0145 01180 65

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении III-III 33 03

16929100 100 0179 01270 35

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

Так как во всех сечениях μigtμmin=01 количество принятой арматуры оставляем без изменений В случае μiltμmin=01 диаметр принятой арматуры следует увеличить или уменьшить ее шаг

Конструкция фундамента приведена на рис13

50

51

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 СП 20133302011 Нагрузки и воздействия Актуализированная редакция СНиП 20107-85 М ГУП ЦПП 2011

2 СП 63133302012 Бетонные и железобетонные конструкции Основные положения Актуализированная редакция СНиП 52-101-2003 М ФГУП ЦПП 2004

3 ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований 4 СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные кон-

струкции М ФГУП ЦПП 2005 5 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из

тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

6 Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетон-ных конструкций из тяжелого бетона (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

52

ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Минимальный класс бетона элементов с предварительно напряженной арматурой

Таблица 4

Характеристика напрягаемой Класс бетона арматуры не ниже

Арматура классов

А540-А800

В20 А1000 В30

Арматура классов

Вр1200 Вр1300

В30 Вр1400 Вр1600 Вр1600 В20

К1400 К1500 К1600 К1700 В30

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин ndash acrсult из условия обеспечения сохранности арматуры

Таблица 5

Для элементов к которым не предъявляются требования непрониwаемости значения acrсult принимают равными

При арматуре классов

При продолжительном рас-крытии трещин мм

При непродолжительном раскрытии трещин мм

А240-А600 В500 03 04

А800А1000 Вр1200-Вр1400 К1400К1500(К-19) К1500(К-7)К1600 диаметром 12 мм

02 03

Вр1500 К1500(К-7)К1600 диамет-ром 6 и 9 мм

01 02

53

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Нормативные сопротивления бетона Rbnи Rbtn

Таблица 6

Вид сопротивления

Нормативные сопротивления бетона RbnиRbtn и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй

группы RbserиRbtser МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осевое (призменная прочность)

Rbn и Rbser

75 110 150 185 220 255 290 320 360 395 430

Растяже-ние осевое

Rbtn Rbtser 085 110 135 155 175 195 210 225 245 260 275

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Расчетные сопротивления бетона Rbи Rbt Таблица 7

Видсопротивления

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbи Rbt МПа при классе бетона

по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осе-вое(призменная прочность)

Rb

60 85 115 145 170 195 220 250 275 300 330

Растяжение осевое Rbt

056 075 090 105 115 130 140 150 160 170 180

Полностью таблицы нормативных и расчетных сопротивлений бетона см [2]

54

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения начального модуля упругости бетона Еь Таблица 8

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еьmiddot10-3 МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

190 240 275 300 325 345 360 370 380 390 395

55

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rsn

Таблица 9

Арматура классов

Номинальный диаметр арматуры мм

Нормативные значения сопротивления растяжению Rsnи расчетные значения сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы Rsser МПа

А240 6-40 240

А400 6-40 400

А500 10-40 500

А540 20-40 540

А600 10-40 600

А800 10-32 800

А1000 10-32 1000

В500 3-12 500

Вр500 3-5 500

Вр1200 8 1200

Вр1300 7 1300

Вр1400 4 5 6 1400

Вр1500 3 1500

Вр1600 3-5 1600

К1400(К-7) 15 1400

К1500(К-7) 6 9 12 1500

К1500(К-19) 14 1500

К1600 6 9 12 15 1600

К1700 6-9 1700

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 29: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

29

( ) ( ) 442019945

853945146

0

=sdotsdotminus

=sdotminus

=bh

hbb fffϕ

0

679 000779459 19

sAbh

micro = = =sdot

Коэффициент приведения арматуры к бетону

redb

redss E

E

2 =α (117[4]) Еsred =

s

sEψ

(118[4]) redbs

ss E

E

2 sdot=ψ

α принимаем sψ = 1

Приведенный модуль деформаций сжатого бетона

53571028

0154

1

=

sdot== minus

redb

serbredb

RE

εМПа = 5357кНсм2

5

22 10 37335357sαsdot

= = μmiddotαs2= 000779∙3733 = 0291 (2)

nls

MeP

=3788 1516

24987se = = см

0

1516 079819

seh

= =

Теперь по табл 45[5] или по таблице Приложения 15 путем интерполяции находимϕс = 0603

Определяем кривизну имея все данные 5

3

1 3788 1372 10 0603 459 19 5357r см

minus= = sdotsdot sdot sdot

20

5 2

5 1 485 372 10 569 126 2845 48 ult

f lr

f см f cмminus

= sdot sdot

= sdot sdot sdot = lt =

Условие 8139[2] удовлетворяется те жесткость плиты достаточна

30

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ Для опирания пустотных панелей принимается сечение ригеля высотой hb =

45 см или hb = 60 см для опирания ребристых панелей принимается сечение риге-ля высотой hb = 60 см Ригели могут выполняться обычными или предварительно напряженными Высота сечения обычного ригеля bb lh

asymp

101

151

41 Исходные данные Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м2 перекрытия принимаются те же

что и при расчете панели перекрытия Ригель шарнирно оперт на консоли колон-ны hb = 45 см Расчетный пролет (рис 6)

l0 = lb ndash b ndash 2times20 ndash 130 = 6300 ndash 400 ndash 40 ndash 130 = 5730 мм = 573 м где lb ndash пролет ригеля в осях

b ndash размер колонны 20 ndash зазор между колонной и торцом ригеля 130 ndash размер площадки опирания Расчетная нагрузка на 1 м длины ригеля определяется с грузовой полосы

равной шагу рам в данном случае шаг рам 6 м(табл 1) Постоянная (g) - от перекрытия с учетом коэффициента надежности по ответственности зда-

нияγп = 10 gfl =gmiddotlnmiddotᵞn= 47middot60middot10 = 282 кНм

гдеln ndashшаг рам - от веса ригеля

gbn = (02middot045 + 02middot025) middot2500middot10-2 = 35 кНм где 2500 кгм3 ndash плотность железобетона С учетом коэффициента надежно-

сти по нагрузке γf = 11 и по ответственности здания γп = 10 gb = 35middot11middot10 = 385 кНм

Итого постоянная нагрузка погонная те с грузовой полосы равной шагу рамg1=gfl+ gb = 282 + 385 = 321 кНм

Временная нагрузка (V) с учетом коэффициента надежности по ответствен-ности здания γп = 10 и коэффициента сочетания (см табл1)

1

1

0604AA

ϕ = +

где А1 = 9 м2для помещений указанных в поз 1212[1] А ndash грузовая площадь ригеля А = 60times63 = 378 м2

10604 0693378

9

ϕ = + =

На коэффициент сочетания умножается нагрузка без учета перегородок V1=( Vp+ 1ϕ middot V0)middotᵞnmiddotln

V1= (06+0693middot195)middot10middot60 = 1171кНм Полная погонная нагрузка

g1 + V1 = 321 + 1171 = 438кНм

31

32

42 Определение усилий в ригеле Расчетная схема ригеля ndash однопролетная шарнирно опертая балка пролетом

l0 Вычисляем значение максимального изгибающего момента М и максимальной поперечной силы Q от полной расчетной нагрузки

( ) 2 21 1 0V 438 573 17976

8 8g l

M кН м+ sdot

= = = sdot

( )1 1 0V 438 573 12552 2

g lQ кН

+ sdot= = =

Характеристики прочности бетона и арматуры - бетон тяжелый класса В30 расчетное сопротивление при сжатии Rb = 170

МПа при растяжении Rbt= 115 МПа (табл 68[2] приложение 4) γb1 = 09 (6112[2])

- арматура продольная рабочая класса А500С диаметром 10-40 мм расчетное сопротивление Rs = 435 МПа=435Кнсм2 поперечная рабочая арматура класса А400 диаметром 6-8 мм Rsw = 280 МПа=280Кнсм2 (табл 615[2])

43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента

Определяем высоту сжатой зоны х = ξmiddoth0 где h0 ndash рабочая высота сечения ригеля ξ ndash относительная высота сжатой зоны определяемая в зависимости от αт

h0 = (hb ndash 5) = 40 см

201 hbR

M

bbm sdotsdotsdot=γ

α

М = 17081кНmiddotм = 17081кНmiddotсм Rb = 17 МПа = 17 кНсм2 b ndash ширина сечения ригеля b = 20 см

2 21 0

17980 036709 17 20 40m

b b

MR b h

αγ

= = =sdot sdot sdot sdot sdot sdot

1 1 2 1 1 2 0367 0485mξ α= minus minus = minus minus sdot = высота сжатой зоны х = ξmiddoth0 = 0485middot40 = 1938см Граница сжатой зоны проходит в узкой части сечения ригеля следовательно

расчет ведем как для прямоугольного сечения Расчет по прочности нормальных сечений производится в зависимости от со-

отношения относительной высоты сжатой зоны бетона и граничной относитель-ной высоты ξR при которой предельное состояние элемента наступает по сжатой зоне бетона одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения равного расчетному сопротивлению Rs

Значение ξR определяется по формуле

0

2

08

1

RR

s el

b

xh

ξ εε

= =+

(81[2])

где εsel ndash относительная деформация растянутой арматуры при напряжениях равных Rs

33

s

sels E

R=ε Rs = 435 МПа Еs = 2middot105МПа

εb2 ndash относительная деформация сжатого бетона при напряжениях равных Rb принимаемая равной 00035 (п 6120 [2])

00217501002

4355 =

sdot=elsε

4930

0035000217501

80=

+=Rξ

значение ξR можно определить по табл 32 [4] или по Приложению 11 тк ξltξR

площадь сечения растянутой арматуры определяется по формуле 1 0 09 17 20 0485 40 1365

435b b

ss

R b hAR

γ ξsdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot= = = см2

Если ξgtξR следует увеличить сечение ригеля или повысить класс бетона или запроектировать в сжатой зоне сжатую рабочую арматуру с площадью Аs

Если ξ = ξR = 0493 х = 0493middot40 = 1972 см те при ξ le ξR граница сжатой зо-

ны всегда проходит в узкой части сечения ригеля По найденной площади сечения растянутой арматуры по сортаменту (При-

ложение 12) подбираем 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Аsef = 1388см2 741

40201008813 =

sdotsdot

=micro

Площадь подобранной арматуры должна быть больше требуемой по расчету площади или равна ей

Можно подобрать стержни одинакового диаметра так чтобы площадь подо-бранной арматуры отличалась бы от площади требуемой арматуры незначитель-но

44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил

Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил производится на основе модели наклонных сечений [3] Ригель опирается на колонну с помощью консолей скрытых в его подрезке (рис 8) те имеет место резко изменяющаяся высота сечения ригеля на опоре При расчёте по модели наклонных сечений должны быть обеспечены проч-ность ригеля по бетонной полосе между наклонными сечениями по наклонному сечению на действие поперечной силы и изгибающего момента Для ригелей с подрезками на опорах производится расчёт по поперечной силе для наклонных сечений проходящих у опоры консоли образованной подрезкой При этом в расчётные формулы вводится рабочая высота h01короткой консоли ри-геля Таким образом в качестве расчётного принимаем прямоугольное сечение с размерами 1 20 30 b h смtimes = times в котором действует поперечная силаQ=1255 кН от полной расчётной нагрузки Рабочая высота сечения ригеля в подрезке составляет

01 27 h см= вне подрезки (у опор) 0 42 h см= в средней части пролёта 0 40 h см= При диаметре нижних стержней продольной рабочей арматуры ригеля ds=22мм с учётом требований п10312[2] назначаем поперечные стержни (хо-

34

муты) Oslash8 А400 Их шаг на приопорном участке предварительно принимаем по конструктивным соображениям 1 10 ws см= что в соответствии с п10313[2] не превышает 05h01=135см и 30 см Значения прочностных характеристик бетона класса В30 входящие в расчётные зависимости принимаем с учётом коэффици-ента условий работы 1 09bγ = Расчёт ригеля по бетонной полосе между наклонными трещинами произво-дится из условия

1 1 01b b bQ R bhϕ γle (855[2]) где 1bϕ minus коэффициент принимаемый равным 03 Проверка этого условия даёт

Q=1255 кН le 03times09times17times20times27=24786 кН те принятые размеры сечения ригеля в подрезке достаточны Проверяем требуется ли поперечная арматура по расчёту из условия

min 1 0105b b btQ Q R bhγle = (8133[2]) те Q=1255 кН gtQbmin=05times09times0115times20times27=2795 кН

поэтому расчёт поперечной арматуры необходим Находим погонное усилие в хомутах для принятых выше параметров попе-речного армирования 2101 swA см= (2Oslash8 А400) 285 swR МПа= 1 10 ws см=

11

280 101 283 10

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

Расчёт ригеля с рабочей поперечной арматурой по наклонному сечению про-изводится из условия

b swQ Q Qle + (856[2]) где b swQ Q minus поперечные силы воспринимаемые соответственно бетоном и попе-речной арматурой в наклонном сечении которые находятся по формулам

22 1 01 b b bt

bR bhQc

ϕ γ= 075sw swQ q c=

где с minus длина проекции наклонного сечения на продольную ось элемента 2bϕ minus коэффициент принимаемый равным 15 (п 8133[2])

Подставляя эти выражения в (856[2]) из условия минимума несущей спо-

собности ригеля по наклонному сечению в виде 0Qc

part=

part находим наиболее опас-

ную длину проекции наклонного сечения равную 2 2

2 1 01

1

15 09 0115 20 27 3266075 075 283

b b bt

sw

R bhc смq

ϕ γ times times times times= = =

times

35

36

которая должна быть не более 2h01 = 54 см С учётом этой величины условие (856[2]) преобразуем к виду

21 01

2

15 075

15 09 0115 20 27 075 283 3266 13863 3266

b btsw

R b hQ q сc

Q кН

γsdot sdot sdot sdotle + sdot sdot

sdot sdot sdot sdotle + sdot sdot =

1255 кН lt 13863 кН те условие прочности ригеля по наклонному сечению в подрезке при действии поперечной силы соблюдается

Необходимо также убедиться в том что принятый шаг хомутов смsw 101 = не превышает максимального шага хомутов maxws при котором ещё обеспечивается прочность ригеля по наклонному сечению между двумя соседними хомутами те

2 21 0

1 max09 0115 20 2710 1202

1255b bt

w wR b hs см s см

Qγ sdot sdot sdot sdot sdot

= lt = = asymp

Выясним теперь на каком расстоянии от опор в соответствии с характером эпюры поперечных сил в ригеле шаг поперечной арматуры может быть увеличен Примем согласно п10313[2] шаг хомутов в средней части пролёта равным

2 0075 075 40 30 ws h см= = times = что не превышает 500 мм Погонное усилие в хо-мутах для этого участка составляет

22

280 101 0942 30

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

что не меньше минимальной интенсивности этого усилия при которой попереч-ная арматура учитывается в расчёте

min 1025 025 09 0115 20 052 sw b btq R b кН смγ= = times times times asymp Очевидно что условие 1 minsw swq q для опорных участков ригеля соблюдается с ещё большим запасом При действии на ригель равномерно распределённой нагрузкиq=g1+v1 длина участка с интенсивностью усилия в хомутах 1swq принимается не менее значения

1l определяемого по формуле min

1 1bQ Q

l cq

minus= minus и не менее

40l

где minbQ minus то же что в формуле (2) но при замене 01h на рабочую высоту сечения ригеля в пролёте 0 40h см= 1с minus наиболее опасная длина проекции наклонного сечения для участка где изменяется шаг хомутов определяется по формуле (стр 34) с заменой в ней 01h на 0h а также 1swq на 2swq но не более 02 h

Тогда имеем min 05 09 0115 20 40 414 bQ кН= times times times times =

2

115 09 0115 20 40 8385

075 0942с смtimes times times times= =

times

Поскольку 1 02 80 с h см= то принимаем 1 80 c см= q=g+V=438 кНм=

37

=0438 кНсм тогда

11255 414 80 11201

0 438l смminus= minus =

В ригелях с подрезками у концов последних устанавливаются дополнитель-ные хомуты и отгибы для предотвращения горизонтальных трещин отрыва у вхо-дящего угла подрезки (рис 8) Эти хомуты и отгибы должны удовлетворять условию прочности

011

0

sin (1 )sw sw sw s inchR A R A Qh

θ+ ge minus

здесь 01 0 h h minus рабочая высота сечения ригеля соответственно в короткой консоли подрезки и вне её

Для рассматриваемого примера со сравнительно небольшим значением попе-речной силы примем дополнительные хомуты у конца подрезки в коли-честве 2Oslash12 А500С с площадью сечения 2

1 226 swA см= отгибы использовать не будем Тогда проверка условия прочности даёт

2730 226 678 1255 (1 ) 44842

кН кНtimes = gt times minus =

те установленных дополнительных хомутов достаточно для предотвращения го-ризонтальных трещин отрыва у входящего угла подрезки

Расчёт по прочности наклонного сечения проходящего через входящий угол подрезки на действие изгибающего момента производится из условия

s sw s incM M M Mle + + где М minus момент в наклонном сечении с длиной проекции laquoсraquo на продольную ось элемента Мs МswMsinc minus моменты воспринимаемые соответственно про-дольной и поперечной арматуройа также отгибами пересекаемыми рассмат-риваемым наклонным сечением относительно противоположного конца наклон-ного сечения (в отсутствии отгибов 0s incM = )

В рамках курсового проекта этот расчет не выполняется

45 Построение эпюры материалов Продольная рабочая арматура в пролете 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Пло-

щадь этой арматуры Аs определена из расчета на действие максимального изги-бающего момента в середине пролета В целях экономии арматуры по мере уменьшения изгибающего момента к опорам два стержня обрываются в пролете а два других доводятся до опор Если продольная рабочая арматура разного диа-метра то до опор доводятся два стержня большего диаметра

Площадь рабочей арматуры Аsef = 1388см2 Определяем изгибающий мо-мент воспринимаемый сечением ригеля с полной запроектированной арматурой 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С(Аs = 1388см2)

Из условия равновесия RsmiddotAs = γb1sdotRbmiddotbmiddotx гдех = ξmiddoth0

01

hbRAR

bb

efss

sdotsdotsdot

sdot=γ

ξ

38

Rs = 435 МПа = 435 кНсм2 Rb = 170 МПа = 17 кНсм2

493040207190

8813543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х = ξmiddoth0 = 0493middot40 = 1972см Изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля определяется из

условия равновесия М = RsmiddotAs(h0 ndash05х) М(2Oslash20+2Oslash22)= 435middot1388middot(40 ndash 05middot1972) = 181979кНmiddotсм = 182кНmiddotм

182кНmiddotмgt 17081кНmiddotм то есть больше действующего изгибающего момента от полной нагрузки это значит что прочность сечения обеспечена

До опоры доводятся 2Oslash22 А500С h0 = 45 ndash 3 = 42 см (см рис 9) As=76 см2

257042207190

67543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х1 = ξmiddoth0 = 0257middot42 = 108см Определяем изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля с рабо-

чей арматурой в виде двух стержней доводимых до опоры М(2Oslash22) = RsmiddotAs(2Oslash22) (h0 ndash05х1) М(2Oslash22) = 435middot76middot(42 ndash 05middot108) = 1209996кНmiddotсм =121кНmiddotм

Откладываем в масштабе на эпюре моментов полученные значения изгибаю-щих моментов М(2Oslash20+2Oslash22) и М(2Oslash22) и определяем место теоретического обрыва ра-бочей арматуры ndash это точки пересечения эпюры моментов с горизонтальной ли-нией соответствующей изгибающему моменту воспринимаемому сечением ри-геля с рабочей арматурой в виде двух стержней М(2Oslash22) (рис 10)

Эпюра моментов для этого должна быть построена точно с определением значений изгибающих моментов в

81 в

82 и в

83 пролета

Изгибающий момент в любом сечении ригеля определяется по формуле ( )

2

2xvgxRM Axsdot+

minussdot= где RA ndash опорная реакция х ndash текущая координата

( ) 0 12552A

g v lR Q

+ sdot= = = кН

При 081 lx = = 0716 м

2

18

438 07161255 0716 7862

M кН мsdot= sdot minus = sdot

При 082 lx = = 1433 м

2

28

438 14331255 1433 13482

M кН мsdot= sdot minus = sdot

39

40

При 083 lx = = 2149 м

0

2

38

438 21491255 2149 16852l

M кН мsdot= sdot minus = sdot

Длина анкеровки обрываемых стержней определяется по следующей зависи-мости

ddqQw

sw

1552

ge+= где d ndash диаметр обрываемой арматуры

Поперечная сила Q определяется графически в месте теоретического обрыва в данном случае Q = 72кН

Поперечные стержни Oslash8 А400 Rsw = 285 МПа с Аsw = 101см2 в месте теоре-тического обрыва имеют шаг 10 см

88210

011528=

sdot=

sdot=

w

swswsw S

ARq кНсм

72 5 20 2252 288

W = + sdot =sdot

см что меньше15d=1520=30 см

Принимаем W = 30 см Место теоретического обрыва арматуры можно определить аналитически

Для этого общее выражение для изгибающего момента нужно приравнять момен-ту воспринимаемому сечением ригеля с арматурой 2Oslash22 А500

М(2Oslash22) = 121кНsdotм ( ) ( ) 2 2

0 438 573 4382 2 2 2

g V l g V x xМ x x+ sdot + sdot sdot sdot

= sdot minus = sdot minus

1255х ndash 219х2 = 121 х2 ndash 573х + 553 = 0

212 2865 2865 581 2865 16365х = plusmn minus = plusmn

х1 = 1228м х2 = 553м Это точки теоретического обрыва арматуры Длина обрываемого стержня будет равна 4502ndash 1228 + 2middot03 = 3874м При-

нимаем длину обрываемого стержня 4 м Определяем аналитически величину поперечной силы в месте теоретического

обрыва арматуры ( ) ( )0

2g V l

Q g V x+ sdot

= minus + sdot

438 573 438 1228 7172

Q кНsdot= minus sdot =

Графически поперечная сила была принята 72кН с достаточной степенью точности

41

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ Для проектируемого 8-этажного здания принята сборная железобетонная ко-

лонна сечением 40times40 см Для колонн применяется тяжелый бетон классов по прочности на сжатие не

ниже В15 а для сильно загруженных ndash не ниже В25 Армируются колонны про-дольными стержнями диаметром 16 hellip40 мм из горячекатаной стали А400 А500С и поперечными стержнями преимущественно из горячекатаной стали класса А240

51 Исходные данные Нагрузка на 1 м2 перекрытия принимается такой же как и в предыдущих рас-

четах (см табл 1) Нагрузка на 1 м2 покрытия

Таблица 3 Вид нагрузки Нормативная нагруз-

ка (γf= 1) кНм2

Коэффициент надежности

по нагрузке γf

Расчетная нагрузка

(γfgt 1) кНм2 1 2 3 4

Гидроизоляционный ковер (3 слоя) 0150 13 0195 Армированная цементно-песчаная стяжка δ = 40 мм ρ = 2200 кгм3

0880 13 1144

Керамзит по уклону δ = 100 мм ρ = 600 кгм3

0600 13 0780

Утеплитель ndash минераловатные пли-ты δ = 150 мм ρ = 150 кгм3

0225 12 0270

Пароизоляция 1 слой 0050 13 0065 Многопустотная плита перекрытия с омоноличиванием швов δ = 220 мм

3400 11 3740

Постоянная нагрузка (groof) 5305 6194 Временная нагрузка ndash снеговая S = Sg 1800middot07 = 1260 ndash 1800 в том числе длительная часть снего-вой нагрузки Sl

0630 ndash 0900

Полная нагрузка (groof+ S) 6565 7994 - полная кратковременная снеговая нагрузка и коэффициент μ принимаются по СП 20133302011 или по Приложению 16

42

Материалы для колонны Бетон ndash тяжелый класса по прочности на сжатие В25 расчетное сопротивле-

ние при сжатии Rb = 145 МПа (табл 68[2] Приложение 4) Арматура minus продольная рабочая класса А500С (диаметр 16 hellip40мм) расчётное сопро-

тивление Rs = Rsc = 435 МПа (табл 614[2] Приложение 7) minus поперечная ndash класса А240

52 Определение усилий в колонне

Рассчитывается средняя колонна подвального этажа высотой hfl = 28 м Вы-сота типового этажа hflтакже равна 28 м

Грузовая площадь колонныА = 6times63 = 378 м2 Продольная сила N действующая на колонну определяется по формуле

N = γn(g +Vp + φзV0) nmiddotA + gb(n + 1) + gcol(n + 1) + γn(groof + S)A где n ndash количество этажей В нашем случае n = 8А ndash грузовая площадь g VpV0 ndash соответственно постоянная и временная нагрузки на 1 м2 перекрытия по табл 1

Согласно табл 1 g = 47 кНм2 Vp = 06кНм2V0 = 195кНм2 groof ndash постоянная нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 (groof = 6194 кНм2) S ndash полная снеговая нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 gbndash собственный вес ригеля с учетом γf и γnдлиной (63 ndash 04) = 59 м gb= 385middot59 = 2272кН 385 кНм ndash погонная нагрузка от собственного веса ригеля (см расчет риге-

ля) gcol ndash собственный вес колонны gcol = γnmiddot γf middot ρmiddot Аcolmiddothfl = 10middot11middot2500(10-2) middot04middot04middot28 = 1232 кН φ3 ndash коэффициент сочетаний (коэффициент снижения временных нагрузок в

зависимости от количества этажей) определяемый по формуле (83[1]) 1

30 404n

ϕ minusϕ = +

где φ1= 069 (см расчет ригеля) 10693 0404 0504

8ϕ minus

= + =

N = 10middot(47 +06+ 0504middot195) middot8middot378 + 2272middot (8 + 1) + 1232middot (8 + 1) + + 10middot (6194 + 18) middot378 = 251745кН

53 Расчет колонны по прочности

Расчет по прочности колонны производится как внецентренно сжатого эле-мента со случайным эксцентриситетом еа

3313040

301

=== colа he см 470600280

600=== fl

а

he см еа = 1 см

Однако расчет сжатых элементов из бетона классов В15 hellipВ35 (в нашем слу-чае В25) на действие продольной силы приложенной с эксцентриситетом е0 =

33130

== colа

he см при гибкости l0hcollt 20 допускается производить из условия

N le Nult (816[2])

43

где Nult - предельное значение продольной силы которую может воспринять элемент определяемое по формуле

Nult le ϕ(γb1RbAb + RscAstot) (817[2]) где Ab ndash площадь сечения колонны Astot ndash площадь всей продольной арматуры в сечении колонны l0 ndash расчетная длина колонны подвала с шарнирным опиранием в уровне 1-го

этажа и с жесткой заделкой в уровне фундамента Rscndash расчетное сопротивление арматуры сжатию

l0 = 07(hfl + 15 см) = 07(280 + 15) = 2065 см l0hcol =206540=516lt20 Ab=4040=1600 см2

ϕ - коэффициент принимаемый при длительном действии нагрузки по табл 81[2] или по Приложению 18 в зависимости от гибкости колонны

При l0hcol =516 коэффициент ϕ = 092

1

251745 09 145 1600092 149

435

b b b

s totsc

N R AA

R

γφminus minus sdot sdot

= = = см2

Из условия ванной сварки выпусков продольной арматуры при стыке колонн минимальный ее диаметр должен быть не менее 20 мм

Принимаем 4Oslash22 А500С Asef = 152 см2 152 100 095 021600

micro = sdot = gt тк l0hcolasymp 5

Диаметр поперечной арматуры принимаем Oslash6 А240 (из условия сварки c продольной арматурой) Шаг поперечных стержней s = 300 мм что удовлетворяет конструктивным требованиям (п10314[2]) s le 15d = 15middot22 = 330 мми s le 500 мм

Если μgt3 то шаг поперечных стержней должен быть s le 10d иs le 300 мм Армирование колонны показано на рис11

44

45

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ

61 Исходные данные Грунты основания ndash пески средней плотности условное расчётное сопротив-

ление грунта R0 = 035 МПа = 0035 кНсм2 = 350 кНм2 Бетон тяжелый класса В25 Расчетное сопротивление растяжению

Rbt = 105 МПа γb1 = 09 Арматура класса А500С Rs = 435 МПа= 435кНсм2 Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах

γm = 20 кНм3 Высоту фундамента предварительно принимаем 90см C учётом пола подвала

глубина заложения фундамента Н1 = 105 см Расчетное усилие передающееся с колонны на фундамент N = 251745кН Нормативное усилие

Nn = Nγfm = 251745115 = 218735кН где γfm = 115 ndash усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке

62 Определение размера стороны подошвы фундамента Площадь подошвы центрально нагруженного фундамента определяется по

условному давлению на грунт R0 без учета поправок в зависимости от размеров подошвы фундамента и глубины его заложения

0 1

218735 665350 20 105

n

m

NAR Hγ

= = =minus minus sdot

м2

Размер стороны квадратной подошвы фундамента 665 258a A= = = м Принимаем а = 27 м (кратно 03 м) Давление на грунт от расчетной нагрузки

2

Npa

= =251745272 = 3453кНм2 lt R0

63 Определение высоты фундамента Рабочая высота фундамента из условия продавливания

504

2

10 pR

Nhh

btb

col

++minus=

γ

0 3

25174502 05 0 2 0698 0 49809 105 10 3453

h м= minus + = minus + =sdot sdot +

Полная высота фундамента устанавливается из условий 1) продавливания Hf =(h0+005)=0498 + 005 = 0548м 2) заделки колонны в фундаменте

Hf = 15hcol + 025(м) = 15middot04 + 025 = 085 м 3) анкеровки сжатой арматуры колонны Hf = han + 025(м) Базовая длина анкеровки необходимая для передачи усилия в арматуре с

полным расчетным сопротивлением Rs на бетон определяется по формуле [3]

sbond

ssan UR

ARh =0

где As и Us ndash соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения (в нашем случае для арматуры Oslash22

As = 3801см2 Us = πd = 314middot22 = 6908 см) Rbond ndash расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном принимае-

мое равномерно распределенным по длине анкеровки

46

Rbond = γb1middotη1middotη2middotRbt где η1 ndash коэффициент учитывающий влияние вида поверхности арматуры

Для горячекатаной арматуры периодического профиля η1 = 25 η2 - коэффициент учитывающий влияние размера диаметра арматуры при-

нимаемый равным 10 ndash при диаметре продольной арматуры dsle32 мм 09 ndash при ds = 36 мм и ds = 40 мм Rbond = 09middot25middot1middot105 = 236 МПа

0435 3801 10142 236 6908anh смsdot

= =sdot

Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле[3]

efs

calsanan A

Ahh

0α=

где Ascаlи Asef ndash площади поперечного сечения арматуры соответственно требуе-мая по расчету и фактически установленная (для нашего случая Ascаl= 149 см2 Asef = 152 см2) α ndash коэффициент учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного со-стояния бетона и арматуры Для сжатых стержней периодического профиля α = 075Тогда

149075 10142 745615 2anh = sdot sdot = см

Кроме того согласно требованиям [3] фактическую длину анкеровки необ-ходимо принимать han ge 03h0an = 03middot10142 = 3043 см

han ge 15ds = 15middot20 = 30 см han ge20 см Из четырех величин принимаем максимальную длину анкеровки те han = 7456см

Следовательно из условия анкеровки арматуры Hf = 7456 + 25 = 9952см

Принимаем трехступенчатый фундамент общей высотой 100 см и с высотой ступеней 30 см и 40 см При этом ширина первой ступени а1 = 11 м а второй а2 = 18 м

Проверяем отвечает ли рабочая высота нижней ступени h03 = 40 ndash 5 = 35см условию прочности при действии поперечной силы без поперечного армирования в наклонном сечении Для единицы ширины этого сечения (b = 100 см) должно выполняться условие

Q = pl le Qbmin = 05γb1Rbth03b Поперечная сила от давления грунта

Q = pl= 05(а - a2 - 2h03)р где а - размер подошвы фундамента

h03 = 40 ndash 5 = 35см р ndash давление на грунт от расчетной нагрузки (на единицу длины) Q = 05(27 ndash18 - 2middot035) middot34533 = 3453кН Q = 3453кНltQbmin = 05middot09middot105middot103middot035middot10 = 16538кН ndash прочность обеспе-

чена

47

64 Расчет на продавливание

Проверяем нижнюю ступень фундамента на прочность против продавлива-ния

Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производится из условия (887[2]) F le Fbult где Fbult - пре-дельное усилие воспринимаемое бетоном

Fbult = γb1RbtAb

где Fminusпродавливающая сила принимаемая равной продольной силе в колонне подвального этажа на уровне обреза фундамента за вычетом нагрузки создавае-мой реактивным отпором грунта приложенным к подошве фундамента в преде-лах площади с размерами превышающими размер площадки опирания (в дан-ном случае второй ступени фундамента 2 2 18 18 a a мtimes = times ) на величину 0h во всех направлениях Ab ndash площадь расчетного поперечного сечения расположен-ного на расстоянии 05h0от границы площади приложения силы Nс рабочей высо-той сечения h0 В нашем случае h0 = h03 = 025м

Площадь Ab определяется по формуле Ab = Umiddoth03

где U ndash периметр контура расчетного сечения (см рис12а) U = (а2 + 2middot05h03) middot4 = (18 + 2middot05middot035) middot4 = 86 м

Площадь расчётного поперечного сеченияAb = 86middot035 = 301м2 Продавливающая сила равна

F=N-pA1

здесь p=3453 кНм2 minus реактивный отпор грунта A1minusплощадь основания продавливаемого фрагмента нижней ступени фундамен-

та в пределах контура расчётного поперечного сечения равная A1=(a2+205h03)2=(18+205035)2=462 м2

Проверка условия (697) [3] показывает

F=92202 кН lt 09105103301 = 284445 кН

те прочность нижней ступени фундамента против продавливания обеспече-на

48

49

65 Определение площади арматуры подошвы фундамента Подбор арматуры производим в 3-х вертикальныхсечениях фундамента

что позволяет учесть изменение параметров его расчётной схемы в качестве ко-торой принимается консольная балка загруженная действующим снизу вверх равномерно распределенным реактивным отпором грунта Для рассматривае-мых сечений вылет и высота сечения консоли будут разными поэтому выявить наиболее опасное сечение можно только после определения требуемой площади арматуры в каждом из них (см рис13)

Сечение I-I МI-I = 0125р (а ndash hcol)2middot a = 0125middot34533(27 ndash 04)2middot27 = 61654кНmiddotм Площадь сечения арматуры определяем по формуле

2

01

61654 10 165709 09 95 435

I IsI

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение II-II МII-II= 0125р(аndash а1)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 11)2middot27 = 29836кНmiddotм

2

02

29836 10 117209 09 65 435

II IIsII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение III-III МIII-III= 0125р(аndash а2)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 18)2middot27 = 944кНmiddotм

2

03

944 10 68809 09 35 435

III IIIsIII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Из трёх найденных значений подбор арматуры производим по максимально-му значению теAsmax = 1657см2

Шаг стержней принимается от 150 ммдо 300 мм (кратно 50 мм) При ширине подошвы фундамента а le 3 мминимальный диаметр стержней dmin = 10 мм при аgt3 мdmin = 12 мм

Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлени-ях арматурой из стержней Oslash14 А500с шагом 250 мм

Имеем 11Oslash14 А500С с As = 16929см2gtAsI = maxsA = 1657см2 Процент армирования μ

- в сечении I-I 11 01

16929100 100 0156 01110 95

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении II-II 22 02

16929100 100 0145 01180 65

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении III-III 33 03

16929100 100 0179 01270 35

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

Так как во всех сечениях μigtμmin=01 количество принятой арматуры оставляем без изменений В случае μiltμmin=01 диаметр принятой арматуры следует увеличить или уменьшить ее шаг

Конструкция фундамента приведена на рис13

50

51

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 СП 20133302011 Нагрузки и воздействия Актуализированная редакция СНиП 20107-85 М ГУП ЦПП 2011

2 СП 63133302012 Бетонные и железобетонные конструкции Основные положения Актуализированная редакция СНиП 52-101-2003 М ФГУП ЦПП 2004

3 ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований 4 СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные кон-

струкции М ФГУП ЦПП 2005 5 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из

тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

6 Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетон-ных конструкций из тяжелого бетона (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

52

ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Минимальный класс бетона элементов с предварительно напряженной арматурой

Таблица 4

Характеристика напрягаемой Класс бетона арматуры не ниже

Арматура классов

А540-А800

В20 А1000 В30

Арматура классов

Вр1200 Вр1300

В30 Вр1400 Вр1600 Вр1600 В20

К1400 К1500 К1600 К1700 В30

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин ndash acrсult из условия обеспечения сохранности арматуры

Таблица 5

Для элементов к которым не предъявляются требования непрониwаемости значения acrсult принимают равными

При арматуре классов

При продолжительном рас-крытии трещин мм

При непродолжительном раскрытии трещин мм

А240-А600 В500 03 04

А800А1000 Вр1200-Вр1400 К1400К1500(К-19) К1500(К-7)К1600 диаметром 12 мм

02 03

Вр1500 К1500(К-7)К1600 диамет-ром 6 и 9 мм

01 02

53

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Нормативные сопротивления бетона Rbnи Rbtn

Таблица 6

Вид сопротивления

Нормативные сопротивления бетона RbnиRbtn и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй

группы RbserиRbtser МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осевое (призменная прочность)

Rbn и Rbser

75 110 150 185 220 255 290 320 360 395 430

Растяже-ние осевое

Rbtn Rbtser 085 110 135 155 175 195 210 225 245 260 275

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Расчетные сопротивления бетона Rbи Rbt Таблица 7

Видсопротивления

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbи Rbt МПа при классе бетона

по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осе-вое(призменная прочность)

Rb

60 85 115 145 170 195 220 250 275 300 330

Растяжение осевое Rbt

056 075 090 105 115 130 140 150 160 170 180

Полностью таблицы нормативных и расчетных сопротивлений бетона см [2]

54

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения начального модуля упругости бетона Еь Таблица 8

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еьmiddot10-3 МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

190 240 275 300 325 345 360 370 380 390 395

55

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rsn

Таблица 9

Арматура классов

Номинальный диаметр арматуры мм

Нормативные значения сопротивления растяжению Rsnи расчетные значения сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы Rsser МПа

А240 6-40 240

А400 6-40 400

А500 10-40 500

А540 20-40 540

А600 10-40 600

А800 10-32 800

А1000 10-32 1000

В500 3-12 500

Вр500 3-5 500

Вр1200 8 1200

Вр1300 7 1300

Вр1400 4 5 6 1400

Вр1500 3 1500

Вр1600 3-5 1600

К1400(К-7) 15 1400

К1500(К-7) 6 9 12 1500

К1500(К-19) 14 1500

К1600 6 9 12 15 1600

К1700 6-9 1700

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 30: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

30

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ Для опирания пустотных панелей принимается сечение ригеля высотой hb =

45 см или hb = 60 см для опирания ребристых панелей принимается сечение риге-ля высотой hb = 60 см Ригели могут выполняться обычными или предварительно напряженными Высота сечения обычного ригеля bb lh

asymp

101

151

41 Исходные данные Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м2 перекрытия принимаются те же

что и при расчете панели перекрытия Ригель шарнирно оперт на консоли колон-ны hb = 45 см Расчетный пролет (рис 6)

l0 = lb ndash b ndash 2times20 ndash 130 = 6300 ndash 400 ndash 40 ndash 130 = 5730 мм = 573 м где lb ndash пролет ригеля в осях

b ndash размер колонны 20 ndash зазор между колонной и торцом ригеля 130 ndash размер площадки опирания Расчетная нагрузка на 1 м длины ригеля определяется с грузовой полосы

равной шагу рам в данном случае шаг рам 6 м(табл 1) Постоянная (g) - от перекрытия с учетом коэффициента надежности по ответственности зда-

нияγп = 10 gfl =gmiddotlnmiddotᵞn= 47middot60middot10 = 282 кНм

гдеln ndashшаг рам - от веса ригеля

gbn = (02middot045 + 02middot025) middot2500middot10-2 = 35 кНм где 2500 кгм3 ndash плотность железобетона С учетом коэффициента надежно-

сти по нагрузке γf = 11 и по ответственности здания γп = 10 gb = 35middot11middot10 = 385 кНм

Итого постоянная нагрузка погонная те с грузовой полосы равной шагу рамg1=gfl+ gb = 282 + 385 = 321 кНм

Временная нагрузка (V) с учетом коэффициента надежности по ответствен-ности здания γп = 10 и коэффициента сочетания (см табл1)

1

1

0604AA

ϕ = +

где А1 = 9 м2для помещений указанных в поз 1212[1] А ndash грузовая площадь ригеля А = 60times63 = 378 м2

10604 0693378

9

ϕ = + =

На коэффициент сочетания умножается нагрузка без учета перегородок V1=( Vp+ 1ϕ middot V0)middotᵞnmiddotln

V1= (06+0693middot195)middot10middot60 = 1171кНм Полная погонная нагрузка

g1 + V1 = 321 + 1171 = 438кНм

31

32

42 Определение усилий в ригеле Расчетная схема ригеля ndash однопролетная шарнирно опертая балка пролетом

l0 Вычисляем значение максимального изгибающего момента М и максимальной поперечной силы Q от полной расчетной нагрузки

( ) 2 21 1 0V 438 573 17976

8 8g l

M кН м+ sdot

= = = sdot

( )1 1 0V 438 573 12552 2

g lQ кН

+ sdot= = =

Характеристики прочности бетона и арматуры - бетон тяжелый класса В30 расчетное сопротивление при сжатии Rb = 170

МПа при растяжении Rbt= 115 МПа (табл 68[2] приложение 4) γb1 = 09 (6112[2])

- арматура продольная рабочая класса А500С диаметром 10-40 мм расчетное сопротивление Rs = 435 МПа=435Кнсм2 поперечная рабочая арматура класса А400 диаметром 6-8 мм Rsw = 280 МПа=280Кнсм2 (табл 615[2])

43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента

Определяем высоту сжатой зоны х = ξmiddoth0 где h0 ndash рабочая высота сечения ригеля ξ ndash относительная высота сжатой зоны определяемая в зависимости от αт

h0 = (hb ndash 5) = 40 см

201 hbR

M

bbm sdotsdotsdot=γ

α

М = 17081кНmiddotм = 17081кНmiddotсм Rb = 17 МПа = 17 кНсм2 b ndash ширина сечения ригеля b = 20 см

2 21 0

17980 036709 17 20 40m

b b

MR b h

αγ

= = =sdot sdot sdot sdot sdot sdot

1 1 2 1 1 2 0367 0485mξ α= minus minus = minus minus sdot = высота сжатой зоны х = ξmiddoth0 = 0485middot40 = 1938см Граница сжатой зоны проходит в узкой части сечения ригеля следовательно

расчет ведем как для прямоугольного сечения Расчет по прочности нормальных сечений производится в зависимости от со-

отношения относительной высоты сжатой зоны бетона и граничной относитель-ной высоты ξR при которой предельное состояние элемента наступает по сжатой зоне бетона одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения равного расчетному сопротивлению Rs

Значение ξR определяется по формуле

0

2

08

1

RR

s el

b

xh

ξ εε

= =+

(81[2])

где εsel ndash относительная деформация растянутой арматуры при напряжениях равных Rs

33

s

sels E

R=ε Rs = 435 МПа Еs = 2middot105МПа

εb2 ndash относительная деформация сжатого бетона при напряжениях равных Rb принимаемая равной 00035 (п 6120 [2])

00217501002

4355 =

sdot=elsε

4930

0035000217501

80=

+=Rξ

значение ξR можно определить по табл 32 [4] или по Приложению 11 тк ξltξR

площадь сечения растянутой арматуры определяется по формуле 1 0 09 17 20 0485 40 1365

435b b

ss

R b hAR

γ ξsdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot= = = см2

Если ξgtξR следует увеличить сечение ригеля или повысить класс бетона или запроектировать в сжатой зоне сжатую рабочую арматуру с площадью Аs

Если ξ = ξR = 0493 х = 0493middot40 = 1972 см те при ξ le ξR граница сжатой зо-

ны всегда проходит в узкой части сечения ригеля По найденной площади сечения растянутой арматуры по сортаменту (При-

ложение 12) подбираем 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Аsef = 1388см2 741

40201008813 =

sdotsdot

=micro

Площадь подобранной арматуры должна быть больше требуемой по расчету площади или равна ей

Можно подобрать стержни одинакового диаметра так чтобы площадь подо-бранной арматуры отличалась бы от площади требуемой арматуры незначитель-но

44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил

Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил производится на основе модели наклонных сечений [3] Ригель опирается на колонну с помощью консолей скрытых в его подрезке (рис 8) те имеет место резко изменяющаяся высота сечения ригеля на опоре При расчёте по модели наклонных сечений должны быть обеспечены проч-ность ригеля по бетонной полосе между наклонными сечениями по наклонному сечению на действие поперечной силы и изгибающего момента Для ригелей с подрезками на опорах производится расчёт по поперечной силе для наклонных сечений проходящих у опоры консоли образованной подрезкой При этом в расчётные формулы вводится рабочая высота h01короткой консоли ри-геля Таким образом в качестве расчётного принимаем прямоугольное сечение с размерами 1 20 30 b h смtimes = times в котором действует поперечная силаQ=1255 кН от полной расчётной нагрузки Рабочая высота сечения ригеля в подрезке составляет

01 27 h см= вне подрезки (у опор) 0 42 h см= в средней части пролёта 0 40 h см= При диаметре нижних стержней продольной рабочей арматуры ригеля ds=22мм с учётом требований п10312[2] назначаем поперечные стержни (хо-

34

муты) Oslash8 А400 Их шаг на приопорном участке предварительно принимаем по конструктивным соображениям 1 10 ws см= что в соответствии с п10313[2] не превышает 05h01=135см и 30 см Значения прочностных характеристик бетона класса В30 входящие в расчётные зависимости принимаем с учётом коэффици-ента условий работы 1 09bγ = Расчёт ригеля по бетонной полосе между наклонными трещинами произво-дится из условия

1 1 01b b bQ R bhϕ γle (855[2]) где 1bϕ minus коэффициент принимаемый равным 03 Проверка этого условия даёт

Q=1255 кН le 03times09times17times20times27=24786 кН те принятые размеры сечения ригеля в подрезке достаточны Проверяем требуется ли поперечная арматура по расчёту из условия

min 1 0105b b btQ Q R bhγle = (8133[2]) те Q=1255 кН gtQbmin=05times09times0115times20times27=2795 кН

поэтому расчёт поперечной арматуры необходим Находим погонное усилие в хомутах для принятых выше параметров попе-речного армирования 2101 swA см= (2Oslash8 А400) 285 swR МПа= 1 10 ws см=

11

280 101 283 10

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

Расчёт ригеля с рабочей поперечной арматурой по наклонному сечению про-изводится из условия

b swQ Q Qle + (856[2]) где b swQ Q minus поперечные силы воспринимаемые соответственно бетоном и попе-речной арматурой в наклонном сечении которые находятся по формулам

22 1 01 b b bt

bR bhQc

ϕ γ= 075sw swQ q c=

где с minus длина проекции наклонного сечения на продольную ось элемента 2bϕ minus коэффициент принимаемый равным 15 (п 8133[2])

Подставляя эти выражения в (856[2]) из условия минимума несущей спо-

собности ригеля по наклонному сечению в виде 0Qc

part=

part находим наиболее опас-

ную длину проекции наклонного сечения равную 2 2

2 1 01

1

15 09 0115 20 27 3266075 075 283

b b bt

sw

R bhc смq

ϕ γ times times times times= = =

times

35

36

которая должна быть не более 2h01 = 54 см С учётом этой величины условие (856[2]) преобразуем к виду

21 01

2

15 075

15 09 0115 20 27 075 283 3266 13863 3266

b btsw

R b hQ q сc

Q кН

γsdot sdot sdot sdotle + sdot sdot

sdot sdot sdot sdotle + sdot sdot =

1255 кН lt 13863 кН те условие прочности ригеля по наклонному сечению в подрезке при действии поперечной силы соблюдается

Необходимо также убедиться в том что принятый шаг хомутов смsw 101 = не превышает максимального шага хомутов maxws при котором ещё обеспечивается прочность ригеля по наклонному сечению между двумя соседними хомутами те

2 21 0

1 max09 0115 20 2710 1202

1255b bt

w wR b hs см s см

Qγ sdot sdot sdot sdot sdot

= lt = = asymp

Выясним теперь на каком расстоянии от опор в соответствии с характером эпюры поперечных сил в ригеле шаг поперечной арматуры может быть увеличен Примем согласно п10313[2] шаг хомутов в средней части пролёта равным

2 0075 075 40 30 ws h см= = times = что не превышает 500 мм Погонное усилие в хо-мутах для этого участка составляет

22

280 101 0942 30

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

что не меньше минимальной интенсивности этого усилия при которой попереч-ная арматура учитывается в расчёте

min 1025 025 09 0115 20 052 sw b btq R b кН смγ= = times times times asymp Очевидно что условие 1 minsw swq q для опорных участков ригеля соблюдается с ещё большим запасом При действии на ригель равномерно распределённой нагрузкиq=g1+v1 длина участка с интенсивностью усилия в хомутах 1swq принимается не менее значения

1l определяемого по формуле min

1 1bQ Q

l cq

minus= minus и не менее

40l

где minbQ minus то же что в формуле (2) но при замене 01h на рабочую высоту сечения ригеля в пролёте 0 40h см= 1с minus наиболее опасная длина проекции наклонного сечения для участка где изменяется шаг хомутов определяется по формуле (стр 34) с заменой в ней 01h на 0h а также 1swq на 2swq но не более 02 h

Тогда имеем min 05 09 0115 20 40 414 bQ кН= times times times times =

2

115 09 0115 20 40 8385

075 0942с смtimes times times times= =

times

Поскольку 1 02 80 с h см= то принимаем 1 80 c см= q=g+V=438 кНм=

37

=0438 кНсм тогда

11255 414 80 11201

0 438l смminus= minus =

В ригелях с подрезками у концов последних устанавливаются дополнитель-ные хомуты и отгибы для предотвращения горизонтальных трещин отрыва у вхо-дящего угла подрезки (рис 8) Эти хомуты и отгибы должны удовлетворять условию прочности

011

0

sin (1 )sw sw sw s inchR A R A Qh

θ+ ge minus

здесь 01 0 h h minus рабочая высота сечения ригеля соответственно в короткой консоли подрезки и вне её

Для рассматриваемого примера со сравнительно небольшим значением попе-речной силы примем дополнительные хомуты у конца подрезки в коли-честве 2Oslash12 А500С с площадью сечения 2

1 226 swA см= отгибы использовать не будем Тогда проверка условия прочности даёт

2730 226 678 1255 (1 ) 44842

кН кНtimes = gt times minus =

те установленных дополнительных хомутов достаточно для предотвращения го-ризонтальных трещин отрыва у входящего угла подрезки

Расчёт по прочности наклонного сечения проходящего через входящий угол подрезки на действие изгибающего момента производится из условия

s sw s incM M M Mle + + где М minus момент в наклонном сечении с длиной проекции laquoсraquo на продольную ось элемента Мs МswMsinc minus моменты воспринимаемые соответственно про-дольной и поперечной арматуройа также отгибами пересекаемыми рассмат-риваемым наклонным сечением относительно противоположного конца наклон-ного сечения (в отсутствии отгибов 0s incM = )

В рамках курсового проекта этот расчет не выполняется

45 Построение эпюры материалов Продольная рабочая арматура в пролете 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Пло-

щадь этой арматуры Аs определена из расчета на действие максимального изги-бающего момента в середине пролета В целях экономии арматуры по мере уменьшения изгибающего момента к опорам два стержня обрываются в пролете а два других доводятся до опор Если продольная рабочая арматура разного диа-метра то до опор доводятся два стержня большего диаметра

Площадь рабочей арматуры Аsef = 1388см2 Определяем изгибающий мо-мент воспринимаемый сечением ригеля с полной запроектированной арматурой 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С(Аs = 1388см2)

Из условия равновесия RsmiddotAs = γb1sdotRbmiddotbmiddotx гдех = ξmiddoth0

01

hbRAR

bb

efss

sdotsdotsdot

sdot=γ

ξ

38

Rs = 435 МПа = 435 кНсм2 Rb = 170 МПа = 17 кНсм2

493040207190

8813543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х = ξmiddoth0 = 0493middot40 = 1972см Изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля определяется из

условия равновесия М = RsmiddotAs(h0 ndash05х) М(2Oslash20+2Oslash22)= 435middot1388middot(40 ndash 05middot1972) = 181979кНmiddotсм = 182кНmiddotм

182кНmiddotмgt 17081кНmiddotм то есть больше действующего изгибающего момента от полной нагрузки это значит что прочность сечения обеспечена

До опоры доводятся 2Oslash22 А500С h0 = 45 ndash 3 = 42 см (см рис 9) As=76 см2

257042207190

67543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х1 = ξmiddoth0 = 0257middot42 = 108см Определяем изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля с рабо-

чей арматурой в виде двух стержней доводимых до опоры М(2Oslash22) = RsmiddotAs(2Oslash22) (h0 ndash05х1) М(2Oslash22) = 435middot76middot(42 ndash 05middot108) = 1209996кНmiddotсм =121кНmiddotм

Откладываем в масштабе на эпюре моментов полученные значения изгибаю-щих моментов М(2Oslash20+2Oslash22) и М(2Oslash22) и определяем место теоретического обрыва ра-бочей арматуры ndash это точки пересечения эпюры моментов с горизонтальной ли-нией соответствующей изгибающему моменту воспринимаемому сечением ри-геля с рабочей арматурой в виде двух стержней М(2Oslash22) (рис 10)

Эпюра моментов для этого должна быть построена точно с определением значений изгибающих моментов в

81 в

82 и в

83 пролета

Изгибающий момент в любом сечении ригеля определяется по формуле ( )

2

2xvgxRM Axsdot+

minussdot= где RA ndash опорная реакция х ndash текущая координата

( ) 0 12552A

g v lR Q

+ sdot= = = кН

При 081 lx = = 0716 м

2

18

438 07161255 0716 7862

M кН мsdot= sdot minus = sdot

При 082 lx = = 1433 м

2

28

438 14331255 1433 13482

M кН мsdot= sdot minus = sdot

39

40

При 083 lx = = 2149 м

0

2

38

438 21491255 2149 16852l

M кН мsdot= sdot minus = sdot

Длина анкеровки обрываемых стержней определяется по следующей зависи-мости

ddqQw

sw

1552

ge+= где d ndash диаметр обрываемой арматуры

Поперечная сила Q определяется графически в месте теоретического обрыва в данном случае Q = 72кН

Поперечные стержни Oslash8 А400 Rsw = 285 МПа с Аsw = 101см2 в месте теоре-тического обрыва имеют шаг 10 см

88210

011528=

sdot=

sdot=

w

swswsw S

ARq кНсм

72 5 20 2252 288

W = + sdot =sdot

см что меньше15d=1520=30 см

Принимаем W = 30 см Место теоретического обрыва арматуры можно определить аналитически

Для этого общее выражение для изгибающего момента нужно приравнять момен-ту воспринимаемому сечением ригеля с арматурой 2Oslash22 А500

М(2Oslash22) = 121кНsdotм ( ) ( ) 2 2

0 438 573 4382 2 2 2

g V l g V x xМ x x+ sdot + sdot sdot sdot

= sdot minus = sdot minus

1255х ndash 219х2 = 121 х2 ndash 573х + 553 = 0

212 2865 2865 581 2865 16365х = plusmn minus = plusmn

х1 = 1228м х2 = 553м Это точки теоретического обрыва арматуры Длина обрываемого стержня будет равна 4502ndash 1228 + 2middot03 = 3874м При-

нимаем длину обрываемого стержня 4 м Определяем аналитически величину поперечной силы в месте теоретического

обрыва арматуры ( ) ( )0

2g V l

Q g V x+ sdot

= minus + sdot

438 573 438 1228 7172

Q кНsdot= minus sdot =

Графически поперечная сила была принята 72кН с достаточной степенью точности

41

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ Для проектируемого 8-этажного здания принята сборная железобетонная ко-

лонна сечением 40times40 см Для колонн применяется тяжелый бетон классов по прочности на сжатие не

ниже В15 а для сильно загруженных ndash не ниже В25 Армируются колонны про-дольными стержнями диаметром 16 hellip40 мм из горячекатаной стали А400 А500С и поперечными стержнями преимущественно из горячекатаной стали класса А240

51 Исходные данные Нагрузка на 1 м2 перекрытия принимается такой же как и в предыдущих рас-

четах (см табл 1) Нагрузка на 1 м2 покрытия

Таблица 3 Вид нагрузки Нормативная нагруз-

ка (γf= 1) кНм2

Коэффициент надежности

по нагрузке γf

Расчетная нагрузка

(γfgt 1) кНм2 1 2 3 4

Гидроизоляционный ковер (3 слоя) 0150 13 0195 Армированная цементно-песчаная стяжка δ = 40 мм ρ = 2200 кгм3

0880 13 1144

Керамзит по уклону δ = 100 мм ρ = 600 кгм3

0600 13 0780

Утеплитель ndash минераловатные пли-ты δ = 150 мм ρ = 150 кгм3

0225 12 0270

Пароизоляция 1 слой 0050 13 0065 Многопустотная плита перекрытия с омоноличиванием швов δ = 220 мм

3400 11 3740

Постоянная нагрузка (groof) 5305 6194 Временная нагрузка ndash снеговая S = Sg 1800middot07 = 1260 ndash 1800 в том числе длительная часть снего-вой нагрузки Sl

0630 ndash 0900

Полная нагрузка (groof+ S) 6565 7994 - полная кратковременная снеговая нагрузка и коэффициент μ принимаются по СП 20133302011 или по Приложению 16

42

Материалы для колонны Бетон ndash тяжелый класса по прочности на сжатие В25 расчетное сопротивле-

ние при сжатии Rb = 145 МПа (табл 68[2] Приложение 4) Арматура minus продольная рабочая класса А500С (диаметр 16 hellip40мм) расчётное сопро-

тивление Rs = Rsc = 435 МПа (табл 614[2] Приложение 7) minus поперечная ndash класса А240

52 Определение усилий в колонне

Рассчитывается средняя колонна подвального этажа высотой hfl = 28 м Вы-сота типового этажа hflтакже равна 28 м

Грузовая площадь колонныА = 6times63 = 378 м2 Продольная сила N действующая на колонну определяется по формуле

N = γn(g +Vp + φзV0) nmiddotA + gb(n + 1) + gcol(n + 1) + γn(groof + S)A где n ndash количество этажей В нашем случае n = 8А ndash грузовая площадь g VpV0 ndash соответственно постоянная и временная нагрузки на 1 м2 перекрытия по табл 1

Согласно табл 1 g = 47 кНм2 Vp = 06кНм2V0 = 195кНм2 groof ndash постоянная нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 (groof = 6194 кНм2) S ndash полная снеговая нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 gbndash собственный вес ригеля с учетом γf и γnдлиной (63 ndash 04) = 59 м gb= 385middot59 = 2272кН 385 кНм ndash погонная нагрузка от собственного веса ригеля (см расчет риге-

ля) gcol ndash собственный вес колонны gcol = γnmiddot γf middot ρmiddot Аcolmiddothfl = 10middot11middot2500(10-2) middot04middot04middot28 = 1232 кН φ3 ndash коэффициент сочетаний (коэффициент снижения временных нагрузок в

зависимости от количества этажей) определяемый по формуле (83[1]) 1

30 404n

ϕ minusϕ = +

где φ1= 069 (см расчет ригеля) 10693 0404 0504

8ϕ minus

= + =

N = 10middot(47 +06+ 0504middot195) middot8middot378 + 2272middot (8 + 1) + 1232middot (8 + 1) + + 10middot (6194 + 18) middot378 = 251745кН

53 Расчет колонны по прочности

Расчет по прочности колонны производится как внецентренно сжатого эле-мента со случайным эксцентриситетом еа

3313040

301

=== colа he см 470600280

600=== fl

а

he см еа = 1 см

Однако расчет сжатых элементов из бетона классов В15 hellipВ35 (в нашем слу-чае В25) на действие продольной силы приложенной с эксцентриситетом е0 =

33130

== colа

he см при гибкости l0hcollt 20 допускается производить из условия

N le Nult (816[2])

43

где Nult - предельное значение продольной силы которую может воспринять элемент определяемое по формуле

Nult le ϕ(γb1RbAb + RscAstot) (817[2]) где Ab ndash площадь сечения колонны Astot ndash площадь всей продольной арматуры в сечении колонны l0 ndash расчетная длина колонны подвала с шарнирным опиранием в уровне 1-го

этажа и с жесткой заделкой в уровне фундамента Rscndash расчетное сопротивление арматуры сжатию

l0 = 07(hfl + 15 см) = 07(280 + 15) = 2065 см l0hcol =206540=516lt20 Ab=4040=1600 см2

ϕ - коэффициент принимаемый при длительном действии нагрузки по табл 81[2] или по Приложению 18 в зависимости от гибкости колонны

При l0hcol =516 коэффициент ϕ = 092

1

251745 09 145 1600092 149

435

b b b

s totsc

N R AA

R

γφminus minus sdot sdot

= = = см2

Из условия ванной сварки выпусков продольной арматуры при стыке колонн минимальный ее диаметр должен быть не менее 20 мм

Принимаем 4Oslash22 А500С Asef = 152 см2 152 100 095 021600

micro = sdot = gt тк l0hcolasymp 5

Диаметр поперечной арматуры принимаем Oslash6 А240 (из условия сварки c продольной арматурой) Шаг поперечных стержней s = 300 мм что удовлетворяет конструктивным требованиям (п10314[2]) s le 15d = 15middot22 = 330 мми s le 500 мм

Если μgt3 то шаг поперечных стержней должен быть s le 10d иs le 300 мм Армирование колонны показано на рис11

44

45

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ

61 Исходные данные Грунты основания ndash пески средней плотности условное расчётное сопротив-

ление грунта R0 = 035 МПа = 0035 кНсм2 = 350 кНм2 Бетон тяжелый класса В25 Расчетное сопротивление растяжению

Rbt = 105 МПа γb1 = 09 Арматура класса А500С Rs = 435 МПа= 435кНсм2 Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах

γm = 20 кНм3 Высоту фундамента предварительно принимаем 90см C учётом пола подвала

глубина заложения фундамента Н1 = 105 см Расчетное усилие передающееся с колонны на фундамент N = 251745кН Нормативное усилие

Nn = Nγfm = 251745115 = 218735кН где γfm = 115 ndash усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке

62 Определение размера стороны подошвы фундамента Площадь подошвы центрально нагруженного фундамента определяется по

условному давлению на грунт R0 без учета поправок в зависимости от размеров подошвы фундамента и глубины его заложения

0 1

218735 665350 20 105

n

m

NAR Hγ

= = =minus minus sdot

м2

Размер стороны квадратной подошвы фундамента 665 258a A= = = м Принимаем а = 27 м (кратно 03 м) Давление на грунт от расчетной нагрузки

2

Npa

= =251745272 = 3453кНм2 lt R0

63 Определение высоты фундамента Рабочая высота фундамента из условия продавливания

504

2

10 pR

Nhh

btb

col

++minus=

γ

0 3

25174502 05 0 2 0698 0 49809 105 10 3453

h м= minus + = minus + =sdot sdot +

Полная высота фундамента устанавливается из условий 1) продавливания Hf =(h0+005)=0498 + 005 = 0548м 2) заделки колонны в фундаменте

Hf = 15hcol + 025(м) = 15middot04 + 025 = 085 м 3) анкеровки сжатой арматуры колонны Hf = han + 025(м) Базовая длина анкеровки необходимая для передачи усилия в арматуре с

полным расчетным сопротивлением Rs на бетон определяется по формуле [3]

sbond

ssan UR

ARh =0

где As и Us ndash соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения (в нашем случае для арматуры Oslash22

As = 3801см2 Us = πd = 314middot22 = 6908 см) Rbond ndash расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном принимае-

мое равномерно распределенным по длине анкеровки

46

Rbond = γb1middotη1middotη2middotRbt где η1 ndash коэффициент учитывающий влияние вида поверхности арматуры

Для горячекатаной арматуры периодического профиля η1 = 25 η2 - коэффициент учитывающий влияние размера диаметра арматуры при-

нимаемый равным 10 ndash при диаметре продольной арматуры dsle32 мм 09 ndash при ds = 36 мм и ds = 40 мм Rbond = 09middot25middot1middot105 = 236 МПа

0435 3801 10142 236 6908anh смsdot

= =sdot

Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле[3]

efs

calsanan A

Ahh

0α=

где Ascаlи Asef ndash площади поперечного сечения арматуры соответственно требуе-мая по расчету и фактически установленная (для нашего случая Ascаl= 149 см2 Asef = 152 см2) α ndash коэффициент учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного со-стояния бетона и арматуры Для сжатых стержней периодического профиля α = 075Тогда

149075 10142 745615 2anh = sdot sdot = см

Кроме того согласно требованиям [3] фактическую длину анкеровки необ-ходимо принимать han ge 03h0an = 03middot10142 = 3043 см

han ge 15ds = 15middot20 = 30 см han ge20 см Из четырех величин принимаем максимальную длину анкеровки те han = 7456см

Следовательно из условия анкеровки арматуры Hf = 7456 + 25 = 9952см

Принимаем трехступенчатый фундамент общей высотой 100 см и с высотой ступеней 30 см и 40 см При этом ширина первой ступени а1 = 11 м а второй а2 = 18 м

Проверяем отвечает ли рабочая высота нижней ступени h03 = 40 ndash 5 = 35см условию прочности при действии поперечной силы без поперечного армирования в наклонном сечении Для единицы ширины этого сечения (b = 100 см) должно выполняться условие

Q = pl le Qbmin = 05γb1Rbth03b Поперечная сила от давления грунта

Q = pl= 05(а - a2 - 2h03)р где а - размер подошвы фундамента

h03 = 40 ndash 5 = 35см р ndash давление на грунт от расчетной нагрузки (на единицу длины) Q = 05(27 ndash18 - 2middot035) middot34533 = 3453кН Q = 3453кНltQbmin = 05middot09middot105middot103middot035middot10 = 16538кН ndash прочность обеспе-

чена

47

64 Расчет на продавливание

Проверяем нижнюю ступень фундамента на прочность против продавлива-ния

Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производится из условия (887[2]) F le Fbult где Fbult - пре-дельное усилие воспринимаемое бетоном

Fbult = γb1RbtAb

где Fminusпродавливающая сила принимаемая равной продольной силе в колонне подвального этажа на уровне обреза фундамента за вычетом нагрузки создавае-мой реактивным отпором грунта приложенным к подошве фундамента в преде-лах площади с размерами превышающими размер площадки опирания (в дан-ном случае второй ступени фундамента 2 2 18 18 a a мtimes = times ) на величину 0h во всех направлениях Ab ndash площадь расчетного поперечного сечения расположен-ного на расстоянии 05h0от границы площади приложения силы Nс рабочей высо-той сечения h0 В нашем случае h0 = h03 = 025м

Площадь Ab определяется по формуле Ab = Umiddoth03

где U ndash периметр контура расчетного сечения (см рис12а) U = (а2 + 2middot05h03) middot4 = (18 + 2middot05middot035) middot4 = 86 м

Площадь расчётного поперечного сеченияAb = 86middot035 = 301м2 Продавливающая сила равна

F=N-pA1

здесь p=3453 кНм2 minus реактивный отпор грунта A1minusплощадь основания продавливаемого фрагмента нижней ступени фундамен-

та в пределах контура расчётного поперечного сечения равная A1=(a2+205h03)2=(18+205035)2=462 м2

Проверка условия (697) [3] показывает

F=92202 кН lt 09105103301 = 284445 кН

те прочность нижней ступени фундамента против продавливания обеспече-на

48

49

65 Определение площади арматуры подошвы фундамента Подбор арматуры производим в 3-х вертикальныхсечениях фундамента

что позволяет учесть изменение параметров его расчётной схемы в качестве ко-торой принимается консольная балка загруженная действующим снизу вверх равномерно распределенным реактивным отпором грунта Для рассматривае-мых сечений вылет и высота сечения консоли будут разными поэтому выявить наиболее опасное сечение можно только после определения требуемой площади арматуры в каждом из них (см рис13)

Сечение I-I МI-I = 0125р (а ndash hcol)2middot a = 0125middot34533(27 ndash 04)2middot27 = 61654кНmiddotм Площадь сечения арматуры определяем по формуле

2

01

61654 10 165709 09 95 435

I IsI

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение II-II МII-II= 0125р(аndash а1)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 11)2middot27 = 29836кНmiddotм

2

02

29836 10 117209 09 65 435

II IIsII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение III-III МIII-III= 0125р(аndash а2)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 18)2middot27 = 944кНmiddotм

2

03

944 10 68809 09 35 435

III IIIsIII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Из трёх найденных значений подбор арматуры производим по максимально-му значению теAsmax = 1657см2

Шаг стержней принимается от 150 ммдо 300 мм (кратно 50 мм) При ширине подошвы фундамента а le 3 мминимальный диаметр стержней dmin = 10 мм при аgt3 мdmin = 12 мм

Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлени-ях арматурой из стержней Oslash14 А500с шагом 250 мм

Имеем 11Oslash14 А500С с As = 16929см2gtAsI = maxsA = 1657см2 Процент армирования μ

- в сечении I-I 11 01

16929100 100 0156 01110 95

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении II-II 22 02

16929100 100 0145 01180 65

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении III-III 33 03

16929100 100 0179 01270 35

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

Так как во всех сечениях μigtμmin=01 количество принятой арматуры оставляем без изменений В случае μiltμmin=01 диаметр принятой арматуры следует увеличить или уменьшить ее шаг

Конструкция фундамента приведена на рис13

50

51

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 СП 20133302011 Нагрузки и воздействия Актуализированная редакция СНиП 20107-85 М ГУП ЦПП 2011

2 СП 63133302012 Бетонные и железобетонные конструкции Основные положения Актуализированная редакция СНиП 52-101-2003 М ФГУП ЦПП 2004

3 ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований 4 СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные кон-

струкции М ФГУП ЦПП 2005 5 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из

тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

6 Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетон-ных конструкций из тяжелого бетона (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

52

ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Минимальный класс бетона элементов с предварительно напряженной арматурой

Таблица 4

Характеристика напрягаемой Класс бетона арматуры не ниже

Арматура классов

А540-А800

В20 А1000 В30

Арматура классов

Вр1200 Вр1300

В30 Вр1400 Вр1600 Вр1600 В20

К1400 К1500 К1600 К1700 В30

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин ndash acrсult из условия обеспечения сохранности арматуры

Таблица 5

Для элементов к которым не предъявляются требования непрониwаемости значения acrсult принимают равными

При арматуре классов

При продолжительном рас-крытии трещин мм

При непродолжительном раскрытии трещин мм

А240-А600 В500 03 04

А800А1000 Вр1200-Вр1400 К1400К1500(К-19) К1500(К-7)К1600 диаметром 12 мм

02 03

Вр1500 К1500(К-7)К1600 диамет-ром 6 и 9 мм

01 02

53

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Нормативные сопротивления бетона Rbnи Rbtn

Таблица 6

Вид сопротивления

Нормативные сопротивления бетона RbnиRbtn и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй

группы RbserиRbtser МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осевое (призменная прочность)

Rbn и Rbser

75 110 150 185 220 255 290 320 360 395 430

Растяже-ние осевое

Rbtn Rbtser 085 110 135 155 175 195 210 225 245 260 275

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Расчетные сопротивления бетона Rbи Rbt Таблица 7

Видсопротивления

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbи Rbt МПа при классе бетона

по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осе-вое(призменная прочность)

Rb

60 85 115 145 170 195 220 250 275 300 330

Растяжение осевое Rbt

056 075 090 105 115 130 140 150 160 170 180

Полностью таблицы нормативных и расчетных сопротивлений бетона см [2]

54

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения начального модуля упругости бетона Еь Таблица 8

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еьmiddot10-3 МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

190 240 275 300 325 345 360 370 380 390 395

55

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rsn

Таблица 9

Арматура классов

Номинальный диаметр арматуры мм

Нормативные значения сопротивления растяжению Rsnи расчетные значения сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы Rsser МПа

А240 6-40 240

А400 6-40 400

А500 10-40 500

А540 20-40 540

А600 10-40 600

А800 10-32 800

А1000 10-32 1000

В500 3-12 500

Вр500 3-5 500

Вр1200 8 1200

Вр1300 7 1300

Вр1400 4 5 6 1400

Вр1500 3 1500

Вр1600 3-5 1600

К1400(К-7) 15 1400

К1500(К-7) 6 9 12 1500

К1500(К-19) 14 1500

К1600 6 9 12 15 1600

К1700 6-9 1700

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 31: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

31

32

42 Определение усилий в ригеле Расчетная схема ригеля ndash однопролетная шарнирно опертая балка пролетом

l0 Вычисляем значение максимального изгибающего момента М и максимальной поперечной силы Q от полной расчетной нагрузки

( ) 2 21 1 0V 438 573 17976

8 8g l

M кН м+ sdot

= = = sdot

( )1 1 0V 438 573 12552 2

g lQ кН

+ sdot= = =

Характеристики прочности бетона и арматуры - бетон тяжелый класса В30 расчетное сопротивление при сжатии Rb = 170

МПа при растяжении Rbt= 115 МПа (табл 68[2] приложение 4) γb1 = 09 (6112[2])

- арматура продольная рабочая класса А500С диаметром 10-40 мм расчетное сопротивление Rs = 435 МПа=435Кнсм2 поперечная рабочая арматура класса А400 диаметром 6-8 мм Rsw = 280 МПа=280Кнсм2 (табл 615[2])

43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента

Определяем высоту сжатой зоны х = ξmiddoth0 где h0 ndash рабочая высота сечения ригеля ξ ndash относительная высота сжатой зоны определяемая в зависимости от αт

h0 = (hb ndash 5) = 40 см

201 hbR

M

bbm sdotsdotsdot=γ

α

М = 17081кНmiddotм = 17081кНmiddotсм Rb = 17 МПа = 17 кНсм2 b ndash ширина сечения ригеля b = 20 см

2 21 0

17980 036709 17 20 40m

b b

MR b h

αγ

= = =sdot sdot sdot sdot sdot sdot

1 1 2 1 1 2 0367 0485mξ α= minus minus = minus minus sdot = высота сжатой зоны х = ξmiddoth0 = 0485middot40 = 1938см Граница сжатой зоны проходит в узкой части сечения ригеля следовательно

расчет ведем как для прямоугольного сечения Расчет по прочности нормальных сечений производится в зависимости от со-

отношения относительной высоты сжатой зоны бетона и граничной относитель-ной высоты ξR при которой предельное состояние элемента наступает по сжатой зоне бетона одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения равного расчетному сопротивлению Rs

Значение ξR определяется по формуле

0

2

08

1

RR

s el

b

xh

ξ εε

= =+

(81[2])

где εsel ndash относительная деформация растянутой арматуры при напряжениях равных Rs

33

s

sels E

R=ε Rs = 435 МПа Еs = 2middot105МПа

εb2 ndash относительная деформация сжатого бетона при напряжениях равных Rb принимаемая равной 00035 (п 6120 [2])

00217501002

4355 =

sdot=elsε

4930

0035000217501

80=

+=Rξ

значение ξR можно определить по табл 32 [4] или по Приложению 11 тк ξltξR

площадь сечения растянутой арматуры определяется по формуле 1 0 09 17 20 0485 40 1365

435b b

ss

R b hAR

γ ξsdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot= = = см2

Если ξgtξR следует увеличить сечение ригеля или повысить класс бетона или запроектировать в сжатой зоне сжатую рабочую арматуру с площадью Аs

Если ξ = ξR = 0493 х = 0493middot40 = 1972 см те при ξ le ξR граница сжатой зо-

ны всегда проходит в узкой части сечения ригеля По найденной площади сечения растянутой арматуры по сортаменту (При-

ложение 12) подбираем 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Аsef = 1388см2 741

40201008813 =

sdotsdot

=micro

Площадь подобранной арматуры должна быть больше требуемой по расчету площади или равна ей

Можно подобрать стержни одинакового диаметра так чтобы площадь подо-бранной арматуры отличалась бы от площади требуемой арматуры незначитель-но

44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил

Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил производится на основе модели наклонных сечений [3] Ригель опирается на колонну с помощью консолей скрытых в его подрезке (рис 8) те имеет место резко изменяющаяся высота сечения ригеля на опоре При расчёте по модели наклонных сечений должны быть обеспечены проч-ность ригеля по бетонной полосе между наклонными сечениями по наклонному сечению на действие поперечной силы и изгибающего момента Для ригелей с подрезками на опорах производится расчёт по поперечной силе для наклонных сечений проходящих у опоры консоли образованной подрезкой При этом в расчётные формулы вводится рабочая высота h01короткой консоли ри-геля Таким образом в качестве расчётного принимаем прямоугольное сечение с размерами 1 20 30 b h смtimes = times в котором действует поперечная силаQ=1255 кН от полной расчётной нагрузки Рабочая высота сечения ригеля в подрезке составляет

01 27 h см= вне подрезки (у опор) 0 42 h см= в средней части пролёта 0 40 h см= При диаметре нижних стержней продольной рабочей арматуры ригеля ds=22мм с учётом требований п10312[2] назначаем поперечные стержни (хо-

34

муты) Oslash8 А400 Их шаг на приопорном участке предварительно принимаем по конструктивным соображениям 1 10 ws см= что в соответствии с п10313[2] не превышает 05h01=135см и 30 см Значения прочностных характеристик бетона класса В30 входящие в расчётные зависимости принимаем с учётом коэффици-ента условий работы 1 09bγ = Расчёт ригеля по бетонной полосе между наклонными трещинами произво-дится из условия

1 1 01b b bQ R bhϕ γle (855[2]) где 1bϕ minus коэффициент принимаемый равным 03 Проверка этого условия даёт

Q=1255 кН le 03times09times17times20times27=24786 кН те принятые размеры сечения ригеля в подрезке достаточны Проверяем требуется ли поперечная арматура по расчёту из условия

min 1 0105b b btQ Q R bhγle = (8133[2]) те Q=1255 кН gtQbmin=05times09times0115times20times27=2795 кН

поэтому расчёт поперечной арматуры необходим Находим погонное усилие в хомутах для принятых выше параметров попе-речного армирования 2101 swA см= (2Oslash8 А400) 285 swR МПа= 1 10 ws см=

11

280 101 283 10

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

Расчёт ригеля с рабочей поперечной арматурой по наклонному сечению про-изводится из условия

b swQ Q Qle + (856[2]) где b swQ Q minus поперечные силы воспринимаемые соответственно бетоном и попе-речной арматурой в наклонном сечении которые находятся по формулам

22 1 01 b b bt

bR bhQc

ϕ γ= 075sw swQ q c=

где с minus длина проекции наклонного сечения на продольную ось элемента 2bϕ minus коэффициент принимаемый равным 15 (п 8133[2])

Подставляя эти выражения в (856[2]) из условия минимума несущей спо-

собности ригеля по наклонному сечению в виде 0Qc

part=

part находим наиболее опас-

ную длину проекции наклонного сечения равную 2 2

2 1 01

1

15 09 0115 20 27 3266075 075 283

b b bt

sw

R bhc смq

ϕ γ times times times times= = =

times

35

36

которая должна быть не более 2h01 = 54 см С учётом этой величины условие (856[2]) преобразуем к виду

21 01

2

15 075

15 09 0115 20 27 075 283 3266 13863 3266

b btsw

R b hQ q сc

Q кН

γsdot sdot sdot sdotle + sdot sdot

sdot sdot sdot sdotle + sdot sdot =

1255 кН lt 13863 кН те условие прочности ригеля по наклонному сечению в подрезке при действии поперечной силы соблюдается

Необходимо также убедиться в том что принятый шаг хомутов смsw 101 = не превышает максимального шага хомутов maxws при котором ещё обеспечивается прочность ригеля по наклонному сечению между двумя соседними хомутами те

2 21 0

1 max09 0115 20 2710 1202

1255b bt

w wR b hs см s см

Qγ sdot sdot sdot sdot sdot

= lt = = asymp

Выясним теперь на каком расстоянии от опор в соответствии с характером эпюры поперечных сил в ригеле шаг поперечной арматуры может быть увеличен Примем согласно п10313[2] шаг хомутов в средней части пролёта равным

2 0075 075 40 30 ws h см= = times = что не превышает 500 мм Погонное усилие в хо-мутах для этого участка составляет

22

280 101 0942 30

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

что не меньше минимальной интенсивности этого усилия при которой попереч-ная арматура учитывается в расчёте

min 1025 025 09 0115 20 052 sw b btq R b кН смγ= = times times times asymp Очевидно что условие 1 minsw swq q для опорных участков ригеля соблюдается с ещё большим запасом При действии на ригель равномерно распределённой нагрузкиq=g1+v1 длина участка с интенсивностью усилия в хомутах 1swq принимается не менее значения

1l определяемого по формуле min

1 1bQ Q

l cq

minus= minus и не менее

40l

где minbQ minus то же что в формуле (2) но при замене 01h на рабочую высоту сечения ригеля в пролёте 0 40h см= 1с minus наиболее опасная длина проекции наклонного сечения для участка где изменяется шаг хомутов определяется по формуле (стр 34) с заменой в ней 01h на 0h а также 1swq на 2swq но не более 02 h

Тогда имеем min 05 09 0115 20 40 414 bQ кН= times times times times =

2

115 09 0115 20 40 8385

075 0942с смtimes times times times= =

times

Поскольку 1 02 80 с h см= то принимаем 1 80 c см= q=g+V=438 кНм=

37

=0438 кНсм тогда

11255 414 80 11201

0 438l смminus= minus =

В ригелях с подрезками у концов последних устанавливаются дополнитель-ные хомуты и отгибы для предотвращения горизонтальных трещин отрыва у вхо-дящего угла подрезки (рис 8) Эти хомуты и отгибы должны удовлетворять условию прочности

011

0

sin (1 )sw sw sw s inchR A R A Qh

θ+ ge minus

здесь 01 0 h h minus рабочая высота сечения ригеля соответственно в короткой консоли подрезки и вне её

Для рассматриваемого примера со сравнительно небольшим значением попе-речной силы примем дополнительные хомуты у конца подрезки в коли-честве 2Oslash12 А500С с площадью сечения 2

1 226 swA см= отгибы использовать не будем Тогда проверка условия прочности даёт

2730 226 678 1255 (1 ) 44842

кН кНtimes = gt times minus =

те установленных дополнительных хомутов достаточно для предотвращения го-ризонтальных трещин отрыва у входящего угла подрезки

Расчёт по прочности наклонного сечения проходящего через входящий угол подрезки на действие изгибающего момента производится из условия

s sw s incM M M Mle + + где М minus момент в наклонном сечении с длиной проекции laquoсraquo на продольную ось элемента Мs МswMsinc minus моменты воспринимаемые соответственно про-дольной и поперечной арматуройа также отгибами пересекаемыми рассмат-риваемым наклонным сечением относительно противоположного конца наклон-ного сечения (в отсутствии отгибов 0s incM = )

В рамках курсового проекта этот расчет не выполняется

45 Построение эпюры материалов Продольная рабочая арматура в пролете 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Пло-

щадь этой арматуры Аs определена из расчета на действие максимального изги-бающего момента в середине пролета В целях экономии арматуры по мере уменьшения изгибающего момента к опорам два стержня обрываются в пролете а два других доводятся до опор Если продольная рабочая арматура разного диа-метра то до опор доводятся два стержня большего диаметра

Площадь рабочей арматуры Аsef = 1388см2 Определяем изгибающий мо-мент воспринимаемый сечением ригеля с полной запроектированной арматурой 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С(Аs = 1388см2)

Из условия равновесия RsmiddotAs = γb1sdotRbmiddotbmiddotx гдех = ξmiddoth0

01

hbRAR

bb

efss

sdotsdotsdot

sdot=γ

ξ

38

Rs = 435 МПа = 435 кНсм2 Rb = 170 МПа = 17 кНсм2

493040207190

8813543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х = ξmiddoth0 = 0493middot40 = 1972см Изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля определяется из

условия равновесия М = RsmiddotAs(h0 ndash05х) М(2Oslash20+2Oslash22)= 435middot1388middot(40 ndash 05middot1972) = 181979кНmiddotсм = 182кНmiddotм

182кНmiddotмgt 17081кНmiddotм то есть больше действующего изгибающего момента от полной нагрузки это значит что прочность сечения обеспечена

До опоры доводятся 2Oslash22 А500С h0 = 45 ndash 3 = 42 см (см рис 9) As=76 см2

257042207190

67543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х1 = ξmiddoth0 = 0257middot42 = 108см Определяем изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля с рабо-

чей арматурой в виде двух стержней доводимых до опоры М(2Oslash22) = RsmiddotAs(2Oslash22) (h0 ndash05х1) М(2Oslash22) = 435middot76middot(42 ndash 05middot108) = 1209996кНmiddotсм =121кНmiddotм

Откладываем в масштабе на эпюре моментов полученные значения изгибаю-щих моментов М(2Oslash20+2Oslash22) и М(2Oslash22) и определяем место теоретического обрыва ра-бочей арматуры ndash это точки пересечения эпюры моментов с горизонтальной ли-нией соответствующей изгибающему моменту воспринимаемому сечением ри-геля с рабочей арматурой в виде двух стержней М(2Oslash22) (рис 10)

Эпюра моментов для этого должна быть построена точно с определением значений изгибающих моментов в

81 в

82 и в

83 пролета

Изгибающий момент в любом сечении ригеля определяется по формуле ( )

2

2xvgxRM Axsdot+

minussdot= где RA ndash опорная реакция х ndash текущая координата

( ) 0 12552A

g v lR Q

+ sdot= = = кН

При 081 lx = = 0716 м

2

18

438 07161255 0716 7862

M кН мsdot= sdot minus = sdot

При 082 lx = = 1433 м

2

28

438 14331255 1433 13482

M кН мsdot= sdot minus = sdot

39

40

При 083 lx = = 2149 м

0

2

38

438 21491255 2149 16852l

M кН мsdot= sdot minus = sdot

Длина анкеровки обрываемых стержней определяется по следующей зависи-мости

ddqQw

sw

1552

ge+= где d ndash диаметр обрываемой арматуры

Поперечная сила Q определяется графически в месте теоретического обрыва в данном случае Q = 72кН

Поперечные стержни Oslash8 А400 Rsw = 285 МПа с Аsw = 101см2 в месте теоре-тического обрыва имеют шаг 10 см

88210

011528=

sdot=

sdot=

w

swswsw S

ARq кНсм

72 5 20 2252 288

W = + sdot =sdot

см что меньше15d=1520=30 см

Принимаем W = 30 см Место теоретического обрыва арматуры можно определить аналитически

Для этого общее выражение для изгибающего момента нужно приравнять момен-ту воспринимаемому сечением ригеля с арматурой 2Oslash22 А500

М(2Oslash22) = 121кНsdotм ( ) ( ) 2 2

0 438 573 4382 2 2 2

g V l g V x xМ x x+ sdot + sdot sdot sdot

= sdot minus = sdot minus

1255х ndash 219х2 = 121 х2 ndash 573х + 553 = 0

212 2865 2865 581 2865 16365х = plusmn minus = plusmn

х1 = 1228м х2 = 553м Это точки теоретического обрыва арматуры Длина обрываемого стержня будет равна 4502ndash 1228 + 2middot03 = 3874м При-

нимаем длину обрываемого стержня 4 м Определяем аналитически величину поперечной силы в месте теоретического

обрыва арматуры ( ) ( )0

2g V l

Q g V x+ sdot

= minus + sdot

438 573 438 1228 7172

Q кНsdot= minus sdot =

Графически поперечная сила была принята 72кН с достаточной степенью точности

41

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ Для проектируемого 8-этажного здания принята сборная железобетонная ко-

лонна сечением 40times40 см Для колонн применяется тяжелый бетон классов по прочности на сжатие не

ниже В15 а для сильно загруженных ndash не ниже В25 Армируются колонны про-дольными стержнями диаметром 16 hellip40 мм из горячекатаной стали А400 А500С и поперечными стержнями преимущественно из горячекатаной стали класса А240

51 Исходные данные Нагрузка на 1 м2 перекрытия принимается такой же как и в предыдущих рас-

четах (см табл 1) Нагрузка на 1 м2 покрытия

Таблица 3 Вид нагрузки Нормативная нагруз-

ка (γf= 1) кНм2

Коэффициент надежности

по нагрузке γf

Расчетная нагрузка

(γfgt 1) кНм2 1 2 3 4

Гидроизоляционный ковер (3 слоя) 0150 13 0195 Армированная цементно-песчаная стяжка δ = 40 мм ρ = 2200 кгм3

0880 13 1144

Керамзит по уклону δ = 100 мм ρ = 600 кгм3

0600 13 0780

Утеплитель ndash минераловатные пли-ты δ = 150 мм ρ = 150 кгм3

0225 12 0270

Пароизоляция 1 слой 0050 13 0065 Многопустотная плита перекрытия с омоноличиванием швов δ = 220 мм

3400 11 3740

Постоянная нагрузка (groof) 5305 6194 Временная нагрузка ndash снеговая S = Sg 1800middot07 = 1260 ndash 1800 в том числе длительная часть снего-вой нагрузки Sl

0630 ndash 0900

Полная нагрузка (groof+ S) 6565 7994 - полная кратковременная снеговая нагрузка и коэффициент μ принимаются по СП 20133302011 или по Приложению 16

42

Материалы для колонны Бетон ndash тяжелый класса по прочности на сжатие В25 расчетное сопротивле-

ние при сжатии Rb = 145 МПа (табл 68[2] Приложение 4) Арматура minus продольная рабочая класса А500С (диаметр 16 hellip40мм) расчётное сопро-

тивление Rs = Rsc = 435 МПа (табл 614[2] Приложение 7) minus поперечная ndash класса А240

52 Определение усилий в колонне

Рассчитывается средняя колонна подвального этажа высотой hfl = 28 м Вы-сота типового этажа hflтакже равна 28 м

Грузовая площадь колонныА = 6times63 = 378 м2 Продольная сила N действующая на колонну определяется по формуле

N = γn(g +Vp + φзV0) nmiddotA + gb(n + 1) + gcol(n + 1) + γn(groof + S)A где n ndash количество этажей В нашем случае n = 8А ndash грузовая площадь g VpV0 ndash соответственно постоянная и временная нагрузки на 1 м2 перекрытия по табл 1

Согласно табл 1 g = 47 кНм2 Vp = 06кНм2V0 = 195кНм2 groof ndash постоянная нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 (groof = 6194 кНм2) S ndash полная снеговая нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 gbndash собственный вес ригеля с учетом γf и γnдлиной (63 ndash 04) = 59 м gb= 385middot59 = 2272кН 385 кНм ndash погонная нагрузка от собственного веса ригеля (см расчет риге-

ля) gcol ndash собственный вес колонны gcol = γnmiddot γf middot ρmiddot Аcolmiddothfl = 10middot11middot2500(10-2) middot04middot04middot28 = 1232 кН φ3 ndash коэффициент сочетаний (коэффициент снижения временных нагрузок в

зависимости от количества этажей) определяемый по формуле (83[1]) 1

30 404n

ϕ minusϕ = +

где φ1= 069 (см расчет ригеля) 10693 0404 0504

8ϕ minus

= + =

N = 10middot(47 +06+ 0504middot195) middot8middot378 + 2272middot (8 + 1) + 1232middot (8 + 1) + + 10middot (6194 + 18) middot378 = 251745кН

53 Расчет колонны по прочности

Расчет по прочности колонны производится как внецентренно сжатого эле-мента со случайным эксцентриситетом еа

3313040

301

=== colа he см 470600280

600=== fl

а

he см еа = 1 см

Однако расчет сжатых элементов из бетона классов В15 hellipВ35 (в нашем слу-чае В25) на действие продольной силы приложенной с эксцентриситетом е0 =

33130

== colа

he см при гибкости l0hcollt 20 допускается производить из условия

N le Nult (816[2])

43

где Nult - предельное значение продольной силы которую может воспринять элемент определяемое по формуле

Nult le ϕ(γb1RbAb + RscAstot) (817[2]) где Ab ndash площадь сечения колонны Astot ndash площадь всей продольной арматуры в сечении колонны l0 ndash расчетная длина колонны подвала с шарнирным опиранием в уровне 1-го

этажа и с жесткой заделкой в уровне фундамента Rscndash расчетное сопротивление арматуры сжатию

l0 = 07(hfl + 15 см) = 07(280 + 15) = 2065 см l0hcol =206540=516lt20 Ab=4040=1600 см2

ϕ - коэффициент принимаемый при длительном действии нагрузки по табл 81[2] или по Приложению 18 в зависимости от гибкости колонны

При l0hcol =516 коэффициент ϕ = 092

1

251745 09 145 1600092 149

435

b b b

s totsc

N R AA

R

γφminus minus sdot sdot

= = = см2

Из условия ванной сварки выпусков продольной арматуры при стыке колонн минимальный ее диаметр должен быть не менее 20 мм

Принимаем 4Oslash22 А500С Asef = 152 см2 152 100 095 021600

micro = sdot = gt тк l0hcolasymp 5

Диаметр поперечной арматуры принимаем Oslash6 А240 (из условия сварки c продольной арматурой) Шаг поперечных стержней s = 300 мм что удовлетворяет конструктивным требованиям (п10314[2]) s le 15d = 15middot22 = 330 мми s le 500 мм

Если μgt3 то шаг поперечных стержней должен быть s le 10d иs le 300 мм Армирование колонны показано на рис11

44

45

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ

61 Исходные данные Грунты основания ndash пески средней плотности условное расчётное сопротив-

ление грунта R0 = 035 МПа = 0035 кНсм2 = 350 кНм2 Бетон тяжелый класса В25 Расчетное сопротивление растяжению

Rbt = 105 МПа γb1 = 09 Арматура класса А500С Rs = 435 МПа= 435кНсм2 Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах

γm = 20 кНм3 Высоту фундамента предварительно принимаем 90см C учётом пола подвала

глубина заложения фундамента Н1 = 105 см Расчетное усилие передающееся с колонны на фундамент N = 251745кН Нормативное усилие

Nn = Nγfm = 251745115 = 218735кН где γfm = 115 ndash усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке

62 Определение размера стороны подошвы фундамента Площадь подошвы центрально нагруженного фундамента определяется по

условному давлению на грунт R0 без учета поправок в зависимости от размеров подошвы фундамента и глубины его заложения

0 1

218735 665350 20 105

n

m

NAR Hγ

= = =minus minus sdot

м2

Размер стороны квадратной подошвы фундамента 665 258a A= = = м Принимаем а = 27 м (кратно 03 м) Давление на грунт от расчетной нагрузки

2

Npa

= =251745272 = 3453кНм2 lt R0

63 Определение высоты фундамента Рабочая высота фундамента из условия продавливания

504

2

10 pR

Nhh

btb

col

++minus=

γ

0 3

25174502 05 0 2 0698 0 49809 105 10 3453

h м= minus + = minus + =sdot sdot +

Полная высота фундамента устанавливается из условий 1) продавливания Hf =(h0+005)=0498 + 005 = 0548м 2) заделки колонны в фундаменте

Hf = 15hcol + 025(м) = 15middot04 + 025 = 085 м 3) анкеровки сжатой арматуры колонны Hf = han + 025(м) Базовая длина анкеровки необходимая для передачи усилия в арматуре с

полным расчетным сопротивлением Rs на бетон определяется по формуле [3]

sbond

ssan UR

ARh =0

где As и Us ndash соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения (в нашем случае для арматуры Oslash22

As = 3801см2 Us = πd = 314middot22 = 6908 см) Rbond ndash расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном принимае-

мое равномерно распределенным по длине анкеровки

46

Rbond = γb1middotη1middotη2middotRbt где η1 ndash коэффициент учитывающий влияние вида поверхности арматуры

Для горячекатаной арматуры периодического профиля η1 = 25 η2 - коэффициент учитывающий влияние размера диаметра арматуры при-

нимаемый равным 10 ndash при диаметре продольной арматуры dsle32 мм 09 ndash при ds = 36 мм и ds = 40 мм Rbond = 09middot25middot1middot105 = 236 МПа

0435 3801 10142 236 6908anh смsdot

= =sdot

Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле[3]

efs

calsanan A

Ahh

0α=

где Ascаlи Asef ndash площади поперечного сечения арматуры соответственно требуе-мая по расчету и фактически установленная (для нашего случая Ascаl= 149 см2 Asef = 152 см2) α ndash коэффициент учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного со-стояния бетона и арматуры Для сжатых стержней периодического профиля α = 075Тогда

149075 10142 745615 2anh = sdot sdot = см

Кроме того согласно требованиям [3] фактическую длину анкеровки необ-ходимо принимать han ge 03h0an = 03middot10142 = 3043 см

han ge 15ds = 15middot20 = 30 см han ge20 см Из четырех величин принимаем максимальную длину анкеровки те han = 7456см

Следовательно из условия анкеровки арматуры Hf = 7456 + 25 = 9952см

Принимаем трехступенчатый фундамент общей высотой 100 см и с высотой ступеней 30 см и 40 см При этом ширина первой ступени а1 = 11 м а второй а2 = 18 м

Проверяем отвечает ли рабочая высота нижней ступени h03 = 40 ndash 5 = 35см условию прочности при действии поперечной силы без поперечного армирования в наклонном сечении Для единицы ширины этого сечения (b = 100 см) должно выполняться условие

Q = pl le Qbmin = 05γb1Rbth03b Поперечная сила от давления грунта

Q = pl= 05(а - a2 - 2h03)р где а - размер подошвы фундамента

h03 = 40 ndash 5 = 35см р ndash давление на грунт от расчетной нагрузки (на единицу длины) Q = 05(27 ndash18 - 2middot035) middot34533 = 3453кН Q = 3453кНltQbmin = 05middot09middot105middot103middot035middot10 = 16538кН ndash прочность обеспе-

чена

47

64 Расчет на продавливание

Проверяем нижнюю ступень фундамента на прочность против продавлива-ния

Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производится из условия (887[2]) F le Fbult где Fbult - пре-дельное усилие воспринимаемое бетоном

Fbult = γb1RbtAb

где Fminusпродавливающая сила принимаемая равной продольной силе в колонне подвального этажа на уровне обреза фундамента за вычетом нагрузки создавае-мой реактивным отпором грунта приложенным к подошве фундамента в преде-лах площади с размерами превышающими размер площадки опирания (в дан-ном случае второй ступени фундамента 2 2 18 18 a a мtimes = times ) на величину 0h во всех направлениях Ab ndash площадь расчетного поперечного сечения расположен-ного на расстоянии 05h0от границы площади приложения силы Nс рабочей высо-той сечения h0 В нашем случае h0 = h03 = 025м

Площадь Ab определяется по формуле Ab = Umiddoth03

где U ndash периметр контура расчетного сечения (см рис12а) U = (а2 + 2middot05h03) middot4 = (18 + 2middot05middot035) middot4 = 86 м

Площадь расчётного поперечного сеченияAb = 86middot035 = 301м2 Продавливающая сила равна

F=N-pA1

здесь p=3453 кНм2 minus реактивный отпор грунта A1minusплощадь основания продавливаемого фрагмента нижней ступени фундамен-

та в пределах контура расчётного поперечного сечения равная A1=(a2+205h03)2=(18+205035)2=462 м2

Проверка условия (697) [3] показывает

F=92202 кН lt 09105103301 = 284445 кН

те прочность нижней ступени фундамента против продавливания обеспече-на

48

49

65 Определение площади арматуры подошвы фундамента Подбор арматуры производим в 3-х вертикальныхсечениях фундамента

что позволяет учесть изменение параметров его расчётной схемы в качестве ко-торой принимается консольная балка загруженная действующим снизу вверх равномерно распределенным реактивным отпором грунта Для рассматривае-мых сечений вылет и высота сечения консоли будут разными поэтому выявить наиболее опасное сечение можно только после определения требуемой площади арматуры в каждом из них (см рис13)

Сечение I-I МI-I = 0125р (а ndash hcol)2middot a = 0125middot34533(27 ndash 04)2middot27 = 61654кНmiddotм Площадь сечения арматуры определяем по формуле

2

01

61654 10 165709 09 95 435

I IsI

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение II-II МII-II= 0125р(аndash а1)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 11)2middot27 = 29836кНmiddotм

2

02

29836 10 117209 09 65 435

II IIsII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение III-III МIII-III= 0125р(аndash а2)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 18)2middot27 = 944кНmiddotм

2

03

944 10 68809 09 35 435

III IIIsIII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Из трёх найденных значений подбор арматуры производим по максимально-му значению теAsmax = 1657см2

Шаг стержней принимается от 150 ммдо 300 мм (кратно 50 мм) При ширине подошвы фундамента а le 3 мминимальный диаметр стержней dmin = 10 мм при аgt3 мdmin = 12 мм

Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлени-ях арматурой из стержней Oslash14 А500с шагом 250 мм

Имеем 11Oslash14 А500С с As = 16929см2gtAsI = maxsA = 1657см2 Процент армирования μ

- в сечении I-I 11 01

16929100 100 0156 01110 95

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении II-II 22 02

16929100 100 0145 01180 65

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении III-III 33 03

16929100 100 0179 01270 35

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

Так как во всех сечениях μigtμmin=01 количество принятой арматуры оставляем без изменений В случае μiltμmin=01 диаметр принятой арматуры следует увеличить или уменьшить ее шаг

Конструкция фундамента приведена на рис13

50

51

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 СП 20133302011 Нагрузки и воздействия Актуализированная редакция СНиП 20107-85 М ГУП ЦПП 2011

2 СП 63133302012 Бетонные и железобетонные конструкции Основные положения Актуализированная редакция СНиП 52-101-2003 М ФГУП ЦПП 2004

3 ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований 4 СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные кон-

струкции М ФГУП ЦПП 2005 5 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из

тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

6 Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетон-ных конструкций из тяжелого бетона (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

52

ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Минимальный класс бетона элементов с предварительно напряженной арматурой

Таблица 4

Характеристика напрягаемой Класс бетона арматуры не ниже

Арматура классов

А540-А800

В20 А1000 В30

Арматура классов

Вр1200 Вр1300

В30 Вр1400 Вр1600 Вр1600 В20

К1400 К1500 К1600 К1700 В30

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин ndash acrсult из условия обеспечения сохранности арматуры

Таблица 5

Для элементов к которым не предъявляются требования непрониwаемости значения acrсult принимают равными

При арматуре классов

При продолжительном рас-крытии трещин мм

При непродолжительном раскрытии трещин мм

А240-А600 В500 03 04

А800А1000 Вр1200-Вр1400 К1400К1500(К-19) К1500(К-7)К1600 диаметром 12 мм

02 03

Вр1500 К1500(К-7)К1600 диамет-ром 6 и 9 мм

01 02

53

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Нормативные сопротивления бетона Rbnи Rbtn

Таблица 6

Вид сопротивления

Нормативные сопротивления бетона RbnиRbtn и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй

группы RbserиRbtser МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осевое (призменная прочность)

Rbn и Rbser

75 110 150 185 220 255 290 320 360 395 430

Растяже-ние осевое

Rbtn Rbtser 085 110 135 155 175 195 210 225 245 260 275

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Расчетные сопротивления бетона Rbи Rbt Таблица 7

Видсопротивления

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbи Rbt МПа при классе бетона

по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осе-вое(призменная прочность)

Rb

60 85 115 145 170 195 220 250 275 300 330

Растяжение осевое Rbt

056 075 090 105 115 130 140 150 160 170 180

Полностью таблицы нормативных и расчетных сопротивлений бетона см [2]

54

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения начального модуля упругости бетона Еь Таблица 8

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еьmiddot10-3 МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

190 240 275 300 325 345 360 370 380 390 395

55

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rsn

Таблица 9

Арматура классов

Номинальный диаметр арматуры мм

Нормативные значения сопротивления растяжению Rsnи расчетные значения сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы Rsser МПа

А240 6-40 240

А400 6-40 400

А500 10-40 500

А540 20-40 540

А600 10-40 600

А800 10-32 800

А1000 10-32 1000

В500 3-12 500

Вр500 3-5 500

Вр1200 8 1200

Вр1300 7 1300

Вр1400 4 5 6 1400

Вр1500 3 1500

Вр1600 3-5 1600

К1400(К-7) 15 1400

К1500(К-7) 6 9 12 1500

К1500(К-19) 14 1500

К1600 6 9 12 15 1600

К1700 6-9 1700

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 32: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

32

42 Определение усилий в ригеле Расчетная схема ригеля ndash однопролетная шарнирно опертая балка пролетом

l0 Вычисляем значение максимального изгибающего момента М и максимальной поперечной силы Q от полной расчетной нагрузки

( ) 2 21 1 0V 438 573 17976

8 8g l

M кН м+ sdot

= = = sdot

( )1 1 0V 438 573 12552 2

g lQ кН

+ sdot= = =

Характеристики прочности бетона и арматуры - бетон тяжелый класса В30 расчетное сопротивление при сжатии Rb = 170

МПа при растяжении Rbt= 115 МПа (табл 68[2] приложение 4) γb1 = 09 (6112[2])

- арматура продольная рабочая класса А500С диаметром 10-40 мм расчетное сопротивление Rs = 435 МПа=435Кнсм2 поперечная рабочая арматура класса А400 диаметром 6-8 мм Rsw = 280 МПа=280Кнсм2 (табл 615[2])

43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента

Определяем высоту сжатой зоны х = ξmiddoth0 где h0 ndash рабочая высота сечения ригеля ξ ndash относительная высота сжатой зоны определяемая в зависимости от αт

h0 = (hb ndash 5) = 40 см

201 hbR

M

bbm sdotsdotsdot=γ

α

М = 17081кНmiddotм = 17081кНmiddotсм Rb = 17 МПа = 17 кНсм2 b ndash ширина сечения ригеля b = 20 см

2 21 0

17980 036709 17 20 40m

b b

MR b h

αγ

= = =sdot sdot sdot sdot sdot sdot

1 1 2 1 1 2 0367 0485mξ α= minus minus = minus minus sdot = высота сжатой зоны х = ξmiddoth0 = 0485middot40 = 1938см Граница сжатой зоны проходит в узкой части сечения ригеля следовательно

расчет ведем как для прямоугольного сечения Расчет по прочности нормальных сечений производится в зависимости от со-

отношения относительной высоты сжатой зоны бетона и граничной относитель-ной высоты ξR при которой предельное состояние элемента наступает по сжатой зоне бетона одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения равного расчетному сопротивлению Rs

Значение ξR определяется по формуле

0

2

08

1

RR

s el

b

xh

ξ εε

= =+

(81[2])

где εsel ndash относительная деформация растянутой арматуры при напряжениях равных Rs

33

s

sels E

R=ε Rs = 435 МПа Еs = 2middot105МПа

εb2 ndash относительная деформация сжатого бетона при напряжениях равных Rb принимаемая равной 00035 (п 6120 [2])

00217501002

4355 =

sdot=elsε

4930

0035000217501

80=

+=Rξ

значение ξR можно определить по табл 32 [4] или по Приложению 11 тк ξltξR

площадь сечения растянутой арматуры определяется по формуле 1 0 09 17 20 0485 40 1365

435b b

ss

R b hAR

γ ξsdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot= = = см2

Если ξgtξR следует увеличить сечение ригеля или повысить класс бетона или запроектировать в сжатой зоне сжатую рабочую арматуру с площадью Аs

Если ξ = ξR = 0493 х = 0493middot40 = 1972 см те при ξ le ξR граница сжатой зо-

ны всегда проходит в узкой части сечения ригеля По найденной площади сечения растянутой арматуры по сортаменту (При-

ложение 12) подбираем 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Аsef = 1388см2 741

40201008813 =

sdotsdot

=micro

Площадь подобранной арматуры должна быть больше требуемой по расчету площади или равна ей

Можно подобрать стержни одинакового диаметра так чтобы площадь подо-бранной арматуры отличалась бы от площади требуемой арматуры незначитель-но

44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил

Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил производится на основе модели наклонных сечений [3] Ригель опирается на колонну с помощью консолей скрытых в его подрезке (рис 8) те имеет место резко изменяющаяся высота сечения ригеля на опоре При расчёте по модели наклонных сечений должны быть обеспечены проч-ность ригеля по бетонной полосе между наклонными сечениями по наклонному сечению на действие поперечной силы и изгибающего момента Для ригелей с подрезками на опорах производится расчёт по поперечной силе для наклонных сечений проходящих у опоры консоли образованной подрезкой При этом в расчётные формулы вводится рабочая высота h01короткой консоли ри-геля Таким образом в качестве расчётного принимаем прямоугольное сечение с размерами 1 20 30 b h смtimes = times в котором действует поперечная силаQ=1255 кН от полной расчётной нагрузки Рабочая высота сечения ригеля в подрезке составляет

01 27 h см= вне подрезки (у опор) 0 42 h см= в средней части пролёта 0 40 h см= При диаметре нижних стержней продольной рабочей арматуры ригеля ds=22мм с учётом требований п10312[2] назначаем поперечные стержни (хо-

34

муты) Oslash8 А400 Их шаг на приопорном участке предварительно принимаем по конструктивным соображениям 1 10 ws см= что в соответствии с п10313[2] не превышает 05h01=135см и 30 см Значения прочностных характеристик бетона класса В30 входящие в расчётные зависимости принимаем с учётом коэффици-ента условий работы 1 09bγ = Расчёт ригеля по бетонной полосе между наклонными трещинами произво-дится из условия

1 1 01b b bQ R bhϕ γle (855[2]) где 1bϕ minus коэффициент принимаемый равным 03 Проверка этого условия даёт

Q=1255 кН le 03times09times17times20times27=24786 кН те принятые размеры сечения ригеля в подрезке достаточны Проверяем требуется ли поперечная арматура по расчёту из условия

min 1 0105b b btQ Q R bhγle = (8133[2]) те Q=1255 кН gtQbmin=05times09times0115times20times27=2795 кН

поэтому расчёт поперечной арматуры необходим Находим погонное усилие в хомутах для принятых выше параметров попе-речного армирования 2101 swA см= (2Oslash8 А400) 285 swR МПа= 1 10 ws см=

11

280 101 283 10

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

Расчёт ригеля с рабочей поперечной арматурой по наклонному сечению про-изводится из условия

b swQ Q Qle + (856[2]) где b swQ Q minus поперечные силы воспринимаемые соответственно бетоном и попе-речной арматурой в наклонном сечении которые находятся по формулам

22 1 01 b b bt

bR bhQc

ϕ γ= 075sw swQ q c=

где с minus длина проекции наклонного сечения на продольную ось элемента 2bϕ minus коэффициент принимаемый равным 15 (п 8133[2])

Подставляя эти выражения в (856[2]) из условия минимума несущей спо-

собности ригеля по наклонному сечению в виде 0Qc

part=

part находим наиболее опас-

ную длину проекции наклонного сечения равную 2 2

2 1 01

1

15 09 0115 20 27 3266075 075 283

b b bt

sw

R bhc смq

ϕ γ times times times times= = =

times

35

36

которая должна быть не более 2h01 = 54 см С учётом этой величины условие (856[2]) преобразуем к виду

21 01

2

15 075

15 09 0115 20 27 075 283 3266 13863 3266

b btsw

R b hQ q сc

Q кН

γsdot sdot sdot sdotle + sdot sdot

sdot sdot sdot sdotle + sdot sdot =

1255 кН lt 13863 кН те условие прочности ригеля по наклонному сечению в подрезке при действии поперечной силы соблюдается

Необходимо также убедиться в том что принятый шаг хомутов смsw 101 = не превышает максимального шага хомутов maxws при котором ещё обеспечивается прочность ригеля по наклонному сечению между двумя соседними хомутами те

2 21 0

1 max09 0115 20 2710 1202

1255b bt

w wR b hs см s см

Qγ sdot sdot sdot sdot sdot

= lt = = asymp

Выясним теперь на каком расстоянии от опор в соответствии с характером эпюры поперечных сил в ригеле шаг поперечной арматуры может быть увеличен Примем согласно п10313[2] шаг хомутов в средней части пролёта равным

2 0075 075 40 30 ws h см= = times = что не превышает 500 мм Погонное усилие в хо-мутах для этого участка составляет

22

280 101 0942 30

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

что не меньше минимальной интенсивности этого усилия при которой попереч-ная арматура учитывается в расчёте

min 1025 025 09 0115 20 052 sw b btq R b кН смγ= = times times times asymp Очевидно что условие 1 minsw swq q для опорных участков ригеля соблюдается с ещё большим запасом При действии на ригель равномерно распределённой нагрузкиq=g1+v1 длина участка с интенсивностью усилия в хомутах 1swq принимается не менее значения

1l определяемого по формуле min

1 1bQ Q

l cq

minus= minus и не менее

40l

где minbQ minus то же что в формуле (2) но при замене 01h на рабочую высоту сечения ригеля в пролёте 0 40h см= 1с minus наиболее опасная длина проекции наклонного сечения для участка где изменяется шаг хомутов определяется по формуле (стр 34) с заменой в ней 01h на 0h а также 1swq на 2swq но не более 02 h

Тогда имеем min 05 09 0115 20 40 414 bQ кН= times times times times =

2

115 09 0115 20 40 8385

075 0942с смtimes times times times= =

times

Поскольку 1 02 80 с h см= то принимаем 1 80 c см= q=g+V=438 кНм=

37

=0438 кНсм тогда

11255 414 80 11201

0 438l смminus= minus =

В ригелях с подрезками у концов последних устанавливаются дополнитель-ные хомуты и отгибы для предотвращения горизонтальных трещин отрыва у вхо-дящего угла подрезки (рис 8) Эти хомуты и отгибы должны удовлетворять условию прочности

011

0

sin (1 )sw sw sw s inchR A R A Qh

θ+ ge minus

здесь 01 0 h h minus рабочая высота сечения ригеля соответственно в короткой консоли подрезки и вне её

Для рассматриваемого примера со сравнительно небольшим значением попе-речной силы примем дополнительные хомуты у конца подрезки в коли-честве 2Oslash12 А500С с площадью сечения 2

1 226 swA см= отгибы использовать не будем Тогда проверка условия прочности даёт

2730 226 678 1255 (1 ) 44842

кН кНtimes = gt times minus =

те установленных дополнительных хомутов достаточно для предотвращения го-ризонтальных трещин отрыва у входящего угла подрезки

Расчёт по прочности наклонного сечения проходящего через входящий угол подрезки на действие изгибающего момента производится из условия

s sw s incM M M Mle + + где М minus момент в наклонном сечении с длиной проекции laquoсraquo на продольную ось элемента Мs МswMsinc minus моменты воспринимаемые соответственно про-дольной и поперечной арматуройа также отгибами пересекаемыми рассмат-риваемым наклонным сечением относительно противоположного конца наклон-ного сечения (в отсутствии отгибов 0s incM = )

В рамках курсового проекта этот расчет не выполняется

45 Построение эпюры материалов Продольная рабочая арматура в пролете 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Пло-

щадь этой арматуры Аs определена из расчета на действие максимального изги-бающего момента в середине пролета В целях экономии арматуры по мере уменьшения изгибающего момента к опорам два стержня обрываются в пролете а два других доводятся до опор Если продольная рабочая арматура разного диа-метра то до опор доводятся два стержня большего диаметра

Площадь рабочей арматуры Аsef = 1388см2 Определяем изгибающий мо-мент воспринимаемый сечением ригеля с полной запроектированной арматурой 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С(Аs = 1388см2)

Из условия равновесия RsmiddotAs = γb1sdotRbmiddotbmiddotx гдех = ξmiddoth0

01

hbRAR

bb

efss

sdotsdotsdot

sdot=γ

ξ

38

Rs = 435 МПа = 435 кНсм2 Rb = 170 МПа = 17 кНсм2

493040207190

8813543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х = ξmiddoth0 = 0493middot40 = 1972см Изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля определяется из

условия равновесия М = RsmiddotAs(h0 ndash05х) М(2Oslash20+2Oslash22)= 435middot1388middot(40 ndash 05middot1972) = 181979кНmiddotсм = 182кНmiddotм

182кНmiddotмgt 17081кНmiddotм то есть больше действующего изгибающего момента от полной нагрузки это значит что прочность сечения обеспечена

До опоры доводятся 2Oslash22 А500С h0 = 45 ndash 3 = 42 см (см рис 9) As=76 см2

257042207190

67543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х1 = ξmiddoth0 = 0257middot42 = 108см Определяем изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля с рабо-

чей арматурой в виде двух стержней доводимых до опоры М(2Oslash22) = RsmiddotAs(2Oslash22) (h0 ndash05х1) М(2Oslash22) = 435middot76middot(42 ndash 05middot108) = 1209996кНmiddotсм =121кНmiddotм

Откладываем в масштабе на эпюре моментов полученные значения изгибаю-щих моментов М(2Oslash20+2Oslash22) и М(2Oslash22) и определяем место теоретического обрыва ра-бочей арматуры ndash это точки пересечения эпюры моментов с горизонтальной ли-нией соответствующей изгибающему моменту воспринимаемому сечением ри-геля с рабочей арматурой в виде двух стержней М(2Oslash22) (рис 10)

Эпюра моментов для этого должна быть построена точно с определением значений изгибающих моментов в

81 в

82 и в

83 пролета

Изгибающий момент в любом сечении ригеля определяется по формуле ( )

2

2xvgxRM Axsdot+

minussdot= где RA ndash опорная реакция х ndash текущая координата

( ) 0 12552A

g v lR Q

+ sdot= = = кН

При 081 lx = = 0716 м

2

18

438 07161255 0716 7862

M кН мsdot= sdot minus = sdot

При 082 lx = = 1433 м

2

28

438 14331255 1433 13482

M кН мsdot= sdot minus = sdot

39

40

При 083 lx = = 2149 м

0

2

38

438 21491255 2149 16852l

M кН мsdot= sdot minus = sdot

Длина анкеровки обрываемых стержней определяется по следующей зависи-мости

ddqQw

sw

1552

ge+= где d ndash диаметр обрываемой арматуры

Поперечная сила Q определяется графически в месте теоретического обрыва в данном случае Q = 72кН

Поперечные стержни Oslash8 А400 Rsw = 285 МПа с Аsw = 101см2 в месте теоре-тического обрыва имеют шаг 10 см

88210

011528=

sdot=

sdot=

w

swswsw S

ARq кНсм

72 5 20 2252 288

W = + sdot =sdot

см что меньше15d=1520=30 см

Принимаем W = 30 см Место теоретического обрыва арматуры можно определить аналитически

Для этого общее выражение для изгибающего момента нужно приравнять момен-ту воспринимаемому сечением ригеля с арматурой 2Oslash22 А500

М(2Oslash22) = 121кНsdotм ( ) ( ) 2 2

0 438 573 4382 2 2 2

g V l g V x xМ x x+ sdot + sdot sdot sdot

= sdot minus = sdot minus

1255х ndash 219х2 = 121 х2 ndash 573х + 553 = 0

212 2865 2865 581 2865 16365х = plusmn minus = plusmn

х1 = 1228м х2 = 553м Это точки теоретического обрыва арматуры Длина обрываемого стержня будет равна 4502ndash 1228 + 2middot03 = 3874м При-

нимаем длину обрываемого стержня 4 м Определяем аналитически величину поперечной силы в месте теоретического

обрыва арматуры ( ) ( )0

2g V l

Q g V x+ sdot

= minus + sdot

438 573 438 1228 7172

Q кНsdot= minus sdot =

Графически поперечная сила была принята 72кН с достаточной степенью точности

41

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ Для проектируемого 8-этажного здания принята сборная железобетонная ко-

лонна сечением 40times40 см Для колонн применяется тяжелый бетон классов по прочности на сжатие не

ниже В15 а для сильно загруженных ndash не ниже В25 Армируются колонны про-дольными стержнями диаметром 16 hellip40 мм из горячекатаной стали А400 А500С и поперечными стержнями преимущественно из горячекатаной стали класса А240

51 Исходные данные Нагрузка на 1 м2 перекрытия принимается такой же как и в предыдущих рас-

четах (см табл 1) Нагрузка на 1 м2 покрытия

Таблица 3 Вид нагрузки Нормативная нагруз-

ка (γf= 1) кНм2

Коэффициент надежности

по нагрузке γf

Расчетная нагрузка

(γfgt 1) кНм2 1 2 3 4

Гидроизоляционный ковер (3 слоя) 0150 13 0195 Армированная цементно-песчаная стяжка δ = 40 мм ρ = 2200 кгм3

0880 13 1144

Керамзит по уклону δ = 100 мм ρ = 600 кгм3

0600 13 0780

Утеплитель ndash минераловатные пли-ты δ = 150 мм ρ = 150 кгм3

0225 12 0270

Пароизоляция 1 слой 0050 13 0065 Многопустотная плита перекрытия с омоноличиванием швов δ = 220 мм

3400 11 3740

Постоянная нагрузка (groof) 5305 6194 Временная нагрузка ndash снеговая S = Sg 1800middot07 = 1260 ndash 1800 в том числе длительная часть снего-вой нагрузки Sl

0630 ndash 0900

Полная нагрузка (groof+ S) 6565 7994 - полная кратковременная снеговая нагрузка и коэффициент μ принимаются по СП 20133302011 или по Приложению 16

42

Материалы для колонны Бетон ndash тяжелый класса по прочности на сжатие В25 расчетное сопротивле-

ние при сжатии Rb = 145 МПа (табл 68[2] Приложение 4) Арматура minus продольная рабочая класса А500С (диаметр 16 hellip40мм) расчётное сопро-

тивление Rs = Rsc = 435 МПа (табл 614[2] Приложение 7) minus поперечная ndash класса А240

52 Определение усилий в колонне

Рассчитывается средняя колонна подвального этажа высотой hfl = 28 м Вы-сота типового этажа hflтакже равна 28 м

Грузовая площадь колонныА = 6times63 = 378 м2 Продольная сила N действующая на колонну определяется по формуле

N = γn(g +Vp + φзV0) nmiddotA + gb(n + 1) + gcol(n + 1) + γn(groof + S)A где n ndash количество этажей В нашем случае n = 8А ndash грузовая площадь g VpV0 ndash соответственно постоянная и временная нагрузки на 1 м2 перекрытия по табл 1

Согласно табл 1 g = 47 кНм2 Vp = 06кНм2V0 = 195кНм2 groof ndash постоянная нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 (groof = 6194 кНм2) S ndash полная снеговая нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 gbndash собственный вес ригеля с учетом γf и γnдлиной (63 ndash 04) = 59 м gb= 385middot59 = 2272кН 385 кНм ndash погонная нагрузка от собственного веса ригеля (см расчет риге-

ля) gcol ndash собственный вес колонны gcol = γnmiddot γf middot ρmiddot Аcolmiddothfl = 10middot11middot2500(10-2) middot04middot04middot28 = 1232 кН φ3 ndash коэффициент сочетаний (коэффициент снижения временных нагрузок в

зависимости от количества этажей) определяемый по формуле (83[1]) 1

30 404n

ϕ minusϕ = +

где φ1= 069 (см расчет ригеля) 10693 0404 0504

8ϕ minus

= + =

N = 10middot(47 +06+ 0504middot195) middot8middot378 + 2272middot (8 + 1) + 1232middot (8 + 1) + + 10middot (6194 + 18) middot378 = 251745кН

53 Расчет колонны по прочности

Расчет по прочности колонны производится как внецентренно сжатого эле-мента со случайным эксцентриситетом еа

3313040

301

=== colа he см 470600280

600=== fl

а

he см еа = 1 см

Однако расчет сжатых элементов из бетона классов В15 hellipВ35 (в нашем слу-чае В25) на действие продольной силы приложенной с эксцентриситетом е0 =

33130

== colа

he см при гибкости l0hcollt 20 допускается производить из условия

N le Nult (816[2])

43

где Nult - предельное значение продольной силы которую может воспринять элемент определяемое по формуле

Nult le ϕ(γb1RbAb + RscAstot) (817[2]) где Ab ndash площадь сечения колонны Astot ndash площадь всей продольной арматуры в сечении колонны l0 ndash расчетная длина колонны подвала с шарнирным опиранием в уровне 1-го

этажа и с жесткой заделкой в уровне фундамента Rscndash расчетное сопротивление арматуры сжатию

l0 = 07(hfl + 15 см) = 07(280 + 15) = 2065 см l0hcol =206540=516lt20 Ab=4040=1600 см2

ϕ - коэффициент принимаемый при длительном действии нагрузки по табл 81[2] или по Приложению 18 в зависимости от гибкости колонны

При l0hcol =516 коэффициент ϕ = 092

1

251745 09 145 1600092 149

435

b b b

s totsc

N R AA

R

γφminus minus sdot sdot

= = = см2

Из условия ванной сварки выпусков продольной арматуры при стыке колонн минимальный ее диаметр должен быть не менее 20 мм

Принимаем 4Oslash22 А500С Asef = 152 см2 152 100 095 021600

micro = sdot = gt тк l0hcolasymp 5

Диаметр поперечной арматуры принимаем Oslash6 А240 (из условия сварки c продольной арматурой) Шаг поперечных стержней s = 300 мм что удовлетворяет конструктивным требованиям (п10314[2]) s le 15d = 15middot22 = 330 мми s le 500 мм

Если μgt3 то шаг поперечных стержней должен быть s le 10d иs le 300 мм Армирование колонны показано на рис11

44

45

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ

61 Исходные данные Грунты основания ndash пески средней плотности условное расчётное сопротив-

ление грунта R0 = 035 МПа = 0035 кНсм2 = 350 кНм2 Бетон тяжелый класса В25 Расчетное сопротивление растяжению

Rbt = 105 МПа γb1 = 09 Арматура класса А500С Rs = 435 МПа= 435кНсм2 Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах

γm = 20 кНм3 Высоту фундамента предварительно принимаем 90см C учётом пола подвала

глубина заложения фундамента Н1 = 105 см Расчетное усилие передающееся с колонны на фундамент N = 251745кН Нормативное усилие

Nn = Nγfm = 251745115 = 218735кН где γfm = 115 ndash усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке

62 Определение размера стороны подошвы фундамента Площадь подошвы центрально нагруженного фундамента определяется по

условному давлению на грунт R0 без учета поправок в зависимости от размеров подошвы фундамента и глубины его заложения

0 1

218735 665350 20 105

n

m

NAR Hγ

= = =minus minus sdot

м2

Размер стороны квадратной подошвы фундамента 665 258a A= = = м Принимаем а = 27 м (кратно 03 м) Давление на грунт от расчетной нагрузки

2

Npa

= =251745272 = 3453кНм2 lt R0

63 Определение высоты фундамента Рабочая высота фундамента из условия продавливания

504

2

10 pR

Nhh

btb

col

++minus=

γ

0 3

25174502 05 0 2 0698 0 49809 105 10 3453

h м= minus + = minus + =sdot sdot +

Полная высота фундамента устанавливается из условий 1) продавливания Hf =(h0+005)=0498 + 005 = 0548м 2) заделки колонны в фундаменте

Hf = 15hcol + 025(м) = 15middot04 + 025 = 085 м 3) анкеровки сжатой арматуры колонны Hf = han + 025(м) Базовая длина анкеровки необходимая для передачи усилия в арматуре с

полным расчетным сопротивлением Rs на бетон определяется по формуле [3]

sbond

ssan UR

ARh =0

где As и Us ndash соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения (в нашем случае для арматуры Oslash22

As = 3801см2 Us = πd = 314middot22 = 6908 см) Rbond ndash расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном принимае-

мое равномерно распределенным по длине анкеровки

46

Rbond = γb1middotη1middotη2middotRbt где η1 ndash коэффициент учитывающий влияние вида поверхности арматуры

Для горячекатаной арматуры периодического профиля η1 = 25 η2 - коэффициент учитывающий влияние размера диаметра арматуры при-

нимаемый равным 10 ndash при диаметре продольной арматуры dsle32 мм 09 ndash при ds = 36 мм и ds = 40 мм Rbond = 09middot25middot1middot105 = 236 МПа

0435 3801 10142 236 6908anh смsdot

= =sdot

Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле[3]

efs

calsanan A

Ahh

0α=

где Ascаlи Asef ndash площади поперечного сечения арматуры соответственно требуе-мая по расчету и фактически установленная (для нашего случая Ascаl= 149 см2 Asef = 152 см2) α ndash коэффициент учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного со-стояния бетона и арматуры Для сжатых стержней периодического профиля α = 075Тогда

149075 10142 745615 2anh = sdot sdot = см

Кроме того согласно требованиям [3] фактическую длину анкеровки необ-ходимо принимать han ge 03h0an = 03middot10142 = 3043 см

han ge 15ds = 15middot20 = 30 см han ge20 см Из четырех величин принимаем максимальную длину анкеровки те han = 7456см

Следовательно из условия анкеровки арматуры Hf = 7456 + 25 = 9952см

Принимаем трехступенчатый фундамент общей высотой 100 см и с высотой ступеней 30 см и 40 см При этом ширина первой ступени а1 = 11 м а второй а2 = 18 м

Проверяем отвечает ли рабочая высота нижней ступени h03 = 40 ndash 5 = 35см условию прочности при действии поперечной силы без поперечного армирования в наклонном сечении Для единицы ширины этого сечения (b = 100 см) должно выполняться условие

Q = pl le Qbmin = 05γb1Rbth03b Поперечная сила от давления грунта

Q = pl= 05(а - a2 - 2h03)р где а - размер подошвы фундамента

h03 = 40 ndash 5 = 35см р ndash давление на грунт от расчетной нагрузки (на единицу длины) Q = 05(27 ndash18 - 2middot035) middot34533 = 3453кН Q = 3453кНltQbmin = 05middot09middot105middot103middot035middot10 = 16538кН ndash прочность обеспе-

чена

47

64 Расчет на продавливание

Проверяем нижнюю ступень фундамента на прочность против продавлива-ния

Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производится из условия (887[2]) F le Fbult где Fbult - пре-дельное усилие воспринимаемое бетоном

Fbult = γb1RbtAb

где Fminusпродавливающая сила принимаемая равной продольной силе в колонне подвального этажа на уровне обреза фундамента за вычетом нагрузки создавае-мой реактивным отпором грунта приложенным к подошве фундамента в преде-лах площади с размерами превышающими размер площадки опирания (в дан-ном случае второй ступени фундамента 2 2 18 18 a a мtimes = times ) на величину 0h во всех направлениях Ab ndash площадь расчетного поперечного сечения расположен-ного на расстоянии 05h0от границы площади приложения силы Nс рабочей высо-той сечения h0 В нашем случае h0 = h03 = 025м

Площадь Ab определяется по формуле Ab = Umiddoth03

где U ndash периметр контура расчетного сечения (см рис12а) U = (а2 + 2middot05h03) middot4 = (18 + 2middot05middot035) middot4 = 86 м

Площадь расчётного поперечного сеченияAb = 86middot035 = 301м2 Продавливающая сила равна

F=N-pA1

здесь p=3453 кНм2 minus реактивный отпор грунта A1minusплощадь основания продавливаемого фрагмента нижней ступени фундамен-

та в пределах контура расчётного поперечного сечения равная A1=(a2+205h03)2=(18+205035)2=462 м2

Проверка условия (697) [3] показывает

F=92202 кН lt 09105103301 = 284445 кН

те прочность нижней ступени фундамента против продавливания обеспече-на

48

49

65 Определение площади арматуры подошвы фундамента Подбор арматуры производим в 3-х вертикальныхсечениях фундамента

что позволяет учесть изменение параметров его расчётной схемы в качестве ко-торой принимается консольная балка загруженная действующим снизу вверх равномерно распределенным реактивным отпором грунта Для рассматривае-мых сечений вылет и высота сечения консоли будут разными поэтому выявить наиболее опасное сечение можно только после определения требуемой площади арматуры в каждом из них (см рис13)

Сечение I-I МI-I = 0125р (а ndash hcol)2middot a = 0125middot34533(27 ndash 04)2middot27 = 61654кНmiddotм Площадь сечения арматуры определяем по формуле

2

01

61654 10 165709 09 95 435

I IsI

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение II-II МII-II= 0125р(аndash а1)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 11)2middot27 = 29836кНmiddotм

2

02

29836 10 117209 09 65 435

II IIsII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение III-III МIII-III= 0125р(аndash а2)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 18)2middot27 = 944кНmiddotм

2

03

944 10 68809 09 35 435

III IIIsIII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Из трёх найденных значений подбор арматуры производим по максимально-му значению теAsmax = 1657см2

Шаг стержней принимается от 150 ммдо 300 мм (кратно 50 мм) При ширине подошвы фундамента а le 3 мминимальный диаметр стержней dmin = 10 мм при аgt3 мdmin = 12 мм

Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлени-ях арматурой из стержней Oslash14 А500с шагом 250 мм

Имеем 11Oslash14 А500С с As = 16929см2gtAsI = maxsA = 1657см2 Процент армирования μ

- в сечении I-I 11 01

16929100 100 0156 01110 95

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении II-II 22 02

16929100 100 0145 01180 65

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении III-III 33 03

16929100 100 0179 01270 35

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

Так как во всех сечениях μigtμmin=01 количество принятой арматуры оставляем без изменений В случае μiltμmin=01 диаметр принятой арматуры следует увеличить или уменьшить ее шаг

Конструкция фундамента приведена на рис13

50

51

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 СП 20133302011 Нагрузки и воздействия Актуализированная редакция СНиП 20107-85 М ГУП ЦПП 2011

2 СП 63133302012 Бетонные и железобетонные конструкции Основные положения Актуализированная редакция СНиП 52-101-2003 М ФГУП ЦПП 2004

3 ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований 4 СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные кон-

струкции М ФГУП ЦПП 2005 5 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из

тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

6 Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетон-ных конструкций из тяжелого бетона (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

52

ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Минимальный класс бетона элементов с предварительно напряженной арматурой

Таблица 4

Характеристика напрягаемой Класс бетона арматуры не ниже

Арматура классов

А540-А800

В20 А1000 В30

Арматура классов

Вр1200 Вр1300

В30 Вр1400 Вр1600 Вр1600 В20

К1400 К1500 К1600 К1700 В30

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин ndash acrсult из условия обеспечения сохранности арматуры

Таблица 5

Для элементов к которым не предъявляются требования непрониwаемости значения acrсult принимают равными

При арматуре классов

При продолжительном рас-крытии трещин мм

При непродолжительном раскрытии трещин мм

А240-А600 В500 03 04

А800А1000 Вр1200-Вр1400 К1400К1500(К-19) К1500(К-7)К1600 диаметром 12 мм

02 03

Вр1500 К1500(К-7)К1600 диамет-ром 6 и 9 мм

01 02

53

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Нормативные сопротивления бетона Rbnи Rbtn

Таблица 6

Вид сопротивления

Нормативные сопротивления бетона RbnиRbtn и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй

группы RbserиRbtser МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осевое (призменная прочность)

Rbn и Rbser

75 110 150 185 220 255 290 320 360 395 430

Растяже-ние осевое

Rbtn Rbtser 085 110 135 155 175 195 210 225 245 260 275

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Расчетные сопротивления бетона Rbи Rbt Таблица 7

Видсопротивления

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbи Rbt МПа при классе бетона

по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осе-вое(призменная прочность)

Rb

60 85 115 145 170 195 220 250 275 300 330

Растяжение осевое Rbt

056 075 090 105 115 130 140 150 160 170 180

Полностью таблицы нормативных и расчетных сопротивлений бетона см [2]

54

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения начального модуля упругости бетона Еь Таблица 8

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еьmiddot10-3 МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

190 240 275 300 325 345 360 370 380 390 395

55

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rsn

Таблица 9

Арматура классов

Номинальный диаметр арматуры мм

Нормативные значения сопротивления растяжению Rsnи расчетные значения сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы Rsser МПа

А240 6-40 240

А400 6-40 400

А500 10-40 500

А540 20-40 540

А600 10-40 600

А800 10-32 800

А1000 10-32 1000

В500 3-12 500

Вр500 3-5 500

Вр1200 8 1200

Вр1300 7 1300

Вр1400 4 5 6 1400

Вр1500 3 1500

Вр1600 3-5 1600

К1400(К-7) 15 1400

К1500(К-7) 6 9 12 1500

К1500(К-19) 14 1500

К1600 6 9 12 15 1600

К1700 6-9 1700

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 33: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

33

s

sels E

R=ε Rs = 435 МПа Еs = 2middot105МПа

εb2 ndash относительная деформация сжатого бетона при напряжениях равных Rb принимаемая равной 00035 (п 6120 [2])

00217501002

4355 =

sdot=elsε

4930

0035000217501

80=

+=Rξ

значение ξR можно определить по табл 32 [4] или по Приложению 11 тк ξltξR

площадь сечения растянутой арматуры определяется по формуле 1 0 09 17 20 0485 40 1365

435b b

ss

R b hAR

γ ξsdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot= = = см2

Если ξgtξR следует увеличить сечение ригеля или повысить класс бетона или запроектировать в сжатой зоне сжатую рабочую арматуру с площадью Аs

Если ξ = ξR = 0493 х = 0493middot40 = 1972 см те при ξ le ξR граница сжатой зо-

ны всегда проходит в узкой части сечения ригеля По найденной площади сечения растянутой арматуры по сортаменту (При-

ложение 12) подбираем 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Аsef = 1388см2 741

40201008813 =

sdotsdot

=micro

Площадь подобранной арматуры должна быть больше требуемой по расчету площади или равна ей

Можно подобрать стержни одинакового диаметра так чтобы площадь подо-бранной арматуры отличалась бы от площади требуемой арматуры незначитель-но

44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил

Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил производится на основе модели наклонных сечений [3] Ригель опирается на колонну с помощью консолей скрытых в его подрезке (рис 8) те имеет место резко изменяющаяся высота сечения ригеля на опоре При расчёте по модели наклонных сечений должны быть обеспечены проч-ность ригеля по бетонной полосе между наклонными сечениями по наклонному сечению на действие поперечной силы и изгибающего момента Для ригелей с подрезками на опорах производится расчёт по поперечной силе для наклонных сечений проходящих у опоры консоли образованной подрезкой При этом в расчётные формулы вводится рабочая высота h01короткой консоли ри-геля Таким образом в качестве расчётного принимаем прямоугольное сечение с размерами 1 20 30 b h смtimes = times в котором действует поперечная силаQ=1255 кН от полной расчётной нагрузки Рабочая высота сечения ригеля в подрезке составляет

01 27 h см= вне подрезки (у опор) 0 42 h см= в средней части пролёта 0 40 h см= При диаметре нижних стержней продольной рабочей арматуры ригеля ds=22мм с учётом требований п10312[2] назначаем поперечные стержни (хо-

34

муты) Oslash8 А400 Их шаг на приопорном участке предварительно принимаем по конструктивным соображениям 1 10 ws см= что в соответствии с п10313[2] не превышает 05h01=135см и 30 см Значения прочностных характеристик бетона класса В30 входящие в расчётные зависимости принимаем с учётом коэффици-ента условий работы 1 09bγ = Расчёт ригеля по бетонной полосе между наклонными трещинами произво-дится из условия

1 1 01b b bQ R bhϕ γle (855[2]) где 1bϕ minus коэффициент принимаемый равным 03 Проверка этого условия даёт

Q=1255 кН le 03times09times17times20times27=24786 кН те принятые размеры сечения ригеля в подрезке достаточны Проверяем требуется ли поперечная арматура по расчёту из условия

min 1 0105b b btQ Q R bhγle = (8133[2]) те Q=1255 кН gtQbmin=05times09times0115times20times27=2795 кН

поэтому расчёт поперечной арматуры необходим Находим погонное усилие в хомутах для принятых выше параметров попе-речного армирования 2101 swA см= (2Oslash8 А400) 285 swR МПа= 1 10 ws см=

11

280 101 283 10

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

Расчёт ригеля с рабочей поперечной арматурой по наклонному сечению про-изводится из условия

b swQ Q Qle + (856[2]) где b swQ Q minus поперечные силы воспринимаемые соответственно бетоном и попе-речной арматурой в наклонном сечении которые находятся по формулам

22 1 01 b b bt

bR bhQc

ϕ γ= 075sw swQ q c=

где с minus длина проекции наклонного сечения на продольную ось элемента 2bϕ minus коэффициент принимаемый равным 15 (п 8133[2])

Подставляя эти выражения в (856[2]) из условия минимума несущей спо-

собности ригеля по наклонному сечению в виде 0Qc

part=

part находим наиболее опас-

ную длину проекции наклонного сечения равную 2 2

2 1 01

1

15 09 0115 20 27 3266075 075 283

b b bt

sw

R bhc смq

ϕ γ times times times times= = =

times

35

36

которая должна быть не более 2h01 = 54 см С учётом этой величины условие (856[2]) преобразуем к виду

21 01

2

15 075

15 09 0115 20 27 075 283 3266 13863 3266

b btsw

R b hQ q сc

Q кН

γsdot sdot sdot sdotle + sdot sdot

sdot sdot sdot sdotle + sdot sdot =

1255 кН lt 13863 кН те условие прочности ригеля по наклонному сечению в подрезке при действии поперечной силы соблюдается

Необходимо также убедиться в том что принятый шаг хомутов смsw 101 = не превышает максимального шага хомутов maxws при котором ещё обеспечивается прочность ригеля по наклонному сечению между двумя соседними хомутами те

2 21 0

1 max09 0115 20 2710 1202

1255b bt

w wR b hs см s см

Qγ sdot sdot sdot sdot sdot

= lt = = asymp

Выясним теперь на каком расстоянии от опор в соответствии с характером эпюры поперечных сил в ригеле шаг поперечной арматуры может быть увеличен Примем согласно п10313[2] шаг хомутов в средней части пролёта равным

2 0075 075 40 30 ws h см= = times = что не превышает 500 мм Погонное усилие в хо-мутах для этого участка составляет

22

280 101 0942 30

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

что не меньше минимальной интенсивности этого усилия при которой попереч-ная арматура учитывается в расчёте

min 1025 025 09 0115 20 052 sw b btq R b кН смγ= = times times times asymp Очевидно что условие 1 minsw swq q для опорных участков ригеля соблюдается с ещё большим запасом При действии на ригель равномерно распределённой нагрузкиq=g1+v1 длина участка с интенсивностью усилия в хомутах 1swq принимается не менее значения

1l определяемого по формуле min

1 1bQ Q

l cq

minus= minus и не менее

40l

где minbQ minus то же что в формуле (2) но при замене 01h на рабочую высоту сечения ригеля в пролёте 0 40h см= 1с minus наиболее опасная длина проекции наклонного сечения для участка где изменяется шаг хомутов определяется по формуле (стр 34) с заменой в ней 01h на 0h а также 1swq на 2swq но не более 02 h

Тогда имеем min 05 09 0115 20 40 414 bQ кН= times times times times =

2

115 09 0115 20 40 8385

075 0942с смtimes times times times= =

times

Поскольку 1 02 80 с h см= то принимаем 1 80 c см= q=g+V=438 кНм=

37

=0438 кНсм тогда

11255 414 80 11201

0 438l смminus= minus =

В ригелях с подрезками у концов последних устанавливаются дополнитель-ные хомуты и отгибы для предотвращения горизонтальных трещин отрыва у вхо-дящего угла подрезки (рис 8) Эти хомуты и отгибы должны удовлетворять условию прочности

011

0

sin (1 )sw sw sw s inchR A R A Qh

θ+ ge minus

здесь 01 0 h h minus рабочая высота сечения ригеля соответственно в короткой консоли подрезки и вне её

Для рассматриваемого примера со сравнительно небольшим значением попе-речной силы примем дополнительные хомуты у конца подрезки в коли-честве 2Oslash12 А500С с площадью сечения 2

1 226 swA см= отгибы использовать не будем Тогда проверка условия прочности даёт

2730 226 678 1255 (1 ) 44842

кН кНtimes = gt times minus =

те установленных дополнительных хомутов достаточно для предотвращения го-ризонтальных трещин отрыва у входящего угла подрезки

Расчёт по прочности наклонного сечения проходящего через входящий угол подрезки на действие изгибающего момента производится из условия

s sw s incM M M Mle + + где М minus момент в наклонном сечении с длиной проекции laquoсraquo на продольную ось элемента Мs МswMsinc minus моменты воспринимаемые соответственно про-дольной и поперечной арматуройа также отгибами пересекаемыми рассмат-риваемым наклонным сечением относительно противоположного конца наклон-ного сечения (в отсутствии отгибов 0s incM = )

В рамках курсового проекта этот расчет не выполняется

45 Построение эпюры материалов Продольная рабочая арматура в пролете 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Пло-

щадь этой арматуры Аs определена из расчета на действие максимального изги-бающего момента в середине пролета В целях экономии арматуры по мере уменьшения изгибающего момента к опорам два стержня обрываются в пролете а два других доводятся до опор Если продольная рабочая арматура разного диа-метра то до опор доводятся два стержня большего диаметра

Площадь рабочей арматуры Аsef = 1388см2 Определяем изгибающий мо-мент воспринимаемый сечением ригеля с полной запроектированной арматурой 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С(Аs = 1388см2)

Из условия равновесия RsmiddotAs = γb1sdotRbmiddotbmiddotx гдех = ξmiddoth0

01

hbRAR

bb

efss

sdotsdotsdot

sdot=γ

ξ

38

Rs = 435 МПа = 435 кНсм2 Rb = 170 МПа = 17 кНсм2

493040207190

8813543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х = ξmiddoth0 = 0493middot40 = 1972см Изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля определяется из

условия равновесия М = RsmiddotAs(h0 ndash05х) М(2Oslash20+2Oslash22)= 435middot1388middot(40 ndash 05middot1972) = 181979кНmiddotсм = 182кНmiddotм

182кНmiddotмgt 17081кНmiddotм то есть больше действующего изгибающего момента от полной нагрузки это значит что прочность сечения обеспечена

До опоры доводятся 2Oslash22 А500С h0 = 45 ndash 3 = 42 см (см рис 9) As=76 см2

257042207190

67543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х1 = ξmiddoth0 = 0257middot42 = 108см Определяем изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля с рабо-

чей арматурой в виде двух стержней доводимых до опоры М(2Oslash22) = RsmiddotAs(2Oslash22) (h0 ndash05х1) М(2Oslash22) = 435middot76middot(42 ndash 05middot108) = 1209996кНmiddotсм =121кНmiddotм

Откладываем в масштабе на эпюре моментов полученные значения изгибаю-щих моментов М(2Oslash20+2Oslash22) и М(2Oslash22) и определяем место теоретического обрыва ра-бочей арматуры ndash это точки пересечения эпюры моментов с горизонтальной ли-нией соответствующей изгибающему моменту воспринимаемому сечением ри-геля с рабочей арматурой в виде двух стержней М(2Oslash22) (рис 10)

Эпюра моментов для этого должна быть построена точно с определением значений изгибающих моментов в

81 в

82 и в

83 пролета

Изгибающий момент в любом сечении ригеля определяется по формуле ( )

2

2xvgxRM Axsdot+

minussdot= где RA ndash опорная реакция х ndash текущая координата

( ) 0 12552A

g v lR Q

+ sdot= = = кН

При 081 lx = = 0716 м

2

18

438 07161255 0716 7862

M кН мsdot= sdot minus = sdot

При 082 lx = = 1433 м

2

28

438 14331255 1433 13482

M кН мsdot= sdot minus = sdot

39

40

При 083 lx = = 2149 м

0

2

38

438 21491255 2149 16852l

M кН мsdot= sdot minus = sdot

Длина анкеровки обрываемых стержней определяется по следующей зависи-мости

ddqQw

sw

1552

ge+= где d ndash диаметр обрываемой арматуры

Поперечная сила Q определяется графически в месте теоретического обрыва в данном случае Q = 72кН

Поперечные стержни Oslash8 А400 Rsw = 285 МПа с Аsw = 101см2 в месте теоре-тического обрыва имеют шаг 10 см

88210

011528=

sdot=

sdot=

w

swswsw S

ARq кНсм

72 5 20 2252 288

W = + sdot =sdot

см что меньше15d=1520=30 см

Принимаем W = 30 см Место теоретического обрыва арматуры можно определить аналитически

Для этого общее выражение для изгибающего момента нужно приравнять момен-ту воспринимаемому сечением ригеля с арматурой 2Oslash22 А500

М(2Oslash22) = 121кНsdotм ( ) ( ) 2 2

0 438 573 4382 2 2 2

g V l g V x xМ x x+ sdot + sdot sdot sdot

= sdot minus = sdot minus

1255х ndash 219х2 = 121 х2 ndash 573х + 553 = 0

212 2865 2865 581 2865 16365х = plusmn minus = plusmn

х1 = 1228м х2 = 553м Это точки теоретического обрыва арматуры Длина обрываемого стержня будет равна 4502ndash 1228 + 2middot03 = 3874м При-

нимаем длину обрываемого стержня 4 м Определяем аналитически величину поперечной силы в месте теоретического

обрыва арматуры ( ) ( )0

2g V l

Q g V x+ sdot

= minus + sdot

438 573 438 1228 7172

Q кНsdot= minus sdot =

Графически поперечная сила была принята 72кН с достаточной степенью точности

41

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ Для проектируемого 8-этажного здания принята сборная железобетонная ко-

лонна сечением 40times40 см Для колонн применяется тяжелый бетон классов по прочности на сжатие не

ниже В15 а для сильно загруженных ndash не ниже В25 Армируются колонны про-дольными стержнями диаметром 16 hellip40 мм из горячекатаной стали А400 А500С и поперечными стержнями преимущественно из горячекатаной стали класса А240

51 Исходные данные Нагрузка на 1 м2 перекрытия принимается такой же как и в предыдущих рас-

четах (см табл 1) Нагрузка на 1 м2 покрытия

Таблица 3 Вид нагрузки Нормативная нагруз-

ка (γf= 1) кНм2

Коэффициент надежности

по нагрузке γf

Расчетная нагрузка

(γfgt 1) кНм2 1 2 3 4

Гидроизоляционный ковер (3 слоя) 0150 13 0195 Армированная цементно-песчаная стяжка δ = 40 мм ρ = 2200 кгм3

0880 13 1144

Керамзит по уклону δ = 100 мм ρ = 600 кгм3

0600 13 0780

Утеплитель ndash минераловатные пли-ты δ = 150 мм ρ = 150 кгм3

0225 12 0270

Пароизоляция 1 слой 0050 13 0065 Многопустотная плита перекрытия с омоноличиванием швов δ = 220 мм

3400 11 3740

Постоянная нагрузка (groof) 5305 6194 Временная нагрузка ndash снеговая S = Sg 1800middot07 = 1260 ndash 1800 в том числе длительная часть снего-вой нагрузки Sl

0630 ndash 0900

Полная нагрузка (groof+ S) 6565 7994 - полная кратковременная снеговая нагрузка и коэффициент μ принимаются по СП 20133302011 или по Приложению 16

42

Материалы для колонны Бетон ndash тяжелый класса по прочности на сжатие В25 расчетное сопротивле-

ние при сжатии Rb = 145 МПа (табл 68[2] Приложение 4) Арматура minus продольная рабочая класса А500С (диаметр 16 hellip40мм) расчётное сопро-

тивление Rs = Rsc = 435 МПа (табл 614[2] Приложение 7) minus поперечная ndash класса А240

52 Определение усилий в колонне

Рассчитывается средняя колонна подвального этажа высотой hfl = 28 м Вы-сота типового этажа hflтакже равна 28 м

Грузовая площадь колонныА = 6times63 = 378 м2 Продольная сила N действующая на колонну определяется по формуле

N = γn(g +Vp + φзV0) nmiddotA + gb(n + 1) + gcol(n + 1) + γn(groof + S)A где n ndash количество этажей В нашем случае n = 8А ndash грузовая площадь g VpV0 ndash соответственно постоянная и временная нагрузки на 1 м2 перекрытия по табл 1

Согласно табл 1 g = 47 кНм2 Vp = 06кНм2V0 = 195кНм2 groof ndash постоянная нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 (groof = 6194 кНм2) S ndash полная снеговая нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 gbndash собственный вес ригеля с учетом γf и γnдлиной (63 ndash 04) = 59 м gb= 385middot59 = 2272кН 385 кНм ndash погонная нагрузка от собственного веса ригеля (см расчет риге-

ля) gcol ndash собственный вес колонны gcol = γnmiddot γf middot ρmiddot Аcolmiddothfl = 10middot11middot2500(10-2) middot04middot04middot28 = 1232 кН φ3 ndash коэффициент сочетаний (коэффициент снижения временных нагрузок в

зависимости от количества этажей) определяемый по формуле (83[1]) 1

30 404n

ϕ minusϕ = +

где φ1= 069 (см расчет ригеля) 10693 0404 0504

8ϕ minus

= + =

N = 10middot(47 +06+ 0504middot195) middot8middot378 + 2272middot (8 + 1) + 1232middot (8 + 1) + + 10middot (6194 + 18) middot378 = 251745кН

53 Расчет колонны по прочности

Расчет по прочности колонны производится как внецентренно сжатого эле-мента со случайным эксцентриситетом еа

3313040

301

=== colа he см 470600280

600=== fl

а

he см еа = 1 см

Однако расчет сжатых элементов из бетона классов В15 hellipВ35 (в нашем слу-чае В25) на действие продольной силы приложенной с эксцентриситетом е0 =

33130

== colа

he см при гибкости l0hcollt 20 допускается производить из условия

N le Nult (816[2])

43

где Nult - предельное значение продольной силы которую может воспринять элемент определяемое по формуле

Nult le ϕ(γb1RbAb + RscAstot) (817[2]) где Ab ndash площадь сечения колонны Astot ndash площадь всей продольной арматуры в сечении колонны l0 ndash расчетная длина колонны подвала с шарнирным опиранием в уровне 1-го

этажа и с жесткой заделкой в уровне фундамента Rscndash расчетное сопротивление арматуры сжатию

l0 = 07(hfl + 15 см) = 07(280 + 15) = 2065 см l0hcol =206540=516lt20 Ab=4040=1600 см2

ϕ - коэффициент принимаемый при длительном действии нагрузки по табл 81[2] или по Приложению 18 в зависимости от гибкости колонны

При l0hcol =516 коэффициент ϕ = 092

1

251745 09 145 1600092 149

435

b b b

s totsc

N R AA

R

γφminus minus sdot sdot

= = = см2

Из условия ванной сварки выпусков продольной арматуры при стыке колонн минимальный ее диаметр должен быть не менее 20 мм

Принимаем 4Oslash22 А500С Asef = 152 см2 152 100 095 021600

micro = sdot = gt тк l0hcolasymp 5

Диаметр поперечной арматуры принимаем Oslash6 А240 (из условия сварки c продольной арматурой) Шаг поперечных стержней s = 300 мм что удовлетворяет конструктивным требованиям (п10314[2]) s le 15d = 15middot22 = 330 мми s le 500 мм

Если μgt3 то шаг поперечных стержней должен быть s le 10d иs le 300 мм Армирование колонны показано на рис11

44

45

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ

61 Исходные данные Грунты основания ndash пески средней плотности условное расчётное сопротив-

ление грунта R0 = 035 МПа = 0035 кНсм2 = 350 кНм2 Бетон тяжелый класса В25 Расчетное сопротивление растяжению

Rbt = 105 МПа γb1 = 09 Арматура класса А500С Rs = 435 МПа= 435кНсм2 Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах

γm = 20 кНм3 Высоту фундамента предварительно принимаем 90см C учётом пола подвала

глубина заложения фундамента Н1 = 105 см Расчетное усилие передающееся с колонны на фундамент N = 251745кН Нормативное усилие

Nn = Nγfm = 251745115 = 218735кН где γfm = 115 ndash усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке

62 Определение размера стороны подошвы фундамента Площадь подошвы центрально нагруженного фундамента определяется по

условному давлению на грунт R0 без учета поправок в зависимости от размеров подошвы фундамента и глубины его заложения

0 1

218735 665350 20 105

n

m

NAR Hγ

= = =minus minus sdot

м2

Размер стороны квадратной подошвы фундамента 665 258a A= = = м Принимаем а = 27 м (кратно 03 м) Давление на грунт от расчетной нагрузки

2

Npa

= =251745272 = 3453кНм2 lt R0

63 Определение высоты фундамента Рабочая высота фундамента из условия продавливания

504

2

10 pR

Nhh

btb

col

++minus=

γ

0 3

25174502 05 0 2 0698 0 49809 105 10 3453

h м= minus + = minus + =sdot sdot +

Полная высота фундамента устанавливается из условий 1) продавливания Hf =(h0+005)=0498 + 005 = 0548м 2) заделки колонны в фундаменте

Hf = 15hcol + 025(м) = 15middot04 + 025 = 085 м 3) анкеровки сжатой арматуры колонны Hf = han + 025(м) Базовая длина анкеровки необходимая для передачи усилия в арматуре с

полным расчетным сопротивлением Rs на бетон определяется по формуле [3]

sbond

ssan UR

ARh =0

где As и Us ndash соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения (в нашем случае для арматуры Oslash22

As = 3801см2 Us = πd = 314middot22 = 6908 см) Rbond ndash расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном принимае-

мое равномерно распределенным по длине анкеровки

46

Rbond = γb1middotη1middotη2middotRbt где η1 ndash коэффициент учитывающий влияние вида поверхности арматуры

Для горячекатаной арматуры периодического профиля η1 = 25 η2 - коэффициент учитывающий влияние размера диаметра арматуры при-

нимаемый равным 10 ndash при диаметре продольной арматуры dsle32 мм 09 ndash при ds = 36 мм и ds = 40 мм Rbond = 09middot25middot1middot105 = 236 МПа

0435 3801 10142 236 6908anh смsdot

= =sdot

Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле[3]

efs

calsanan A

Ahh

0α=

где Ascаlи Asef ndash площади поперечного сечения арматуры соответственно требуе-мая по расчету и фактически установленная (для нашего случая Ascаl= 149 см2 Asef = 152 см2) α ndash коэффициент учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного со-стояния бетона и арматуры Для сжатых стержней периодического профиля α = 075Тогда

149075 10142 745615 2anh = sdot sdot = см

Кроме того согласно требованиям [3] фактическую длину анкеровки необ-ходимо принимать han ge 03h0an = 03middot10142 = 3043 см

han ge 15ds = 15middot20 = 30 см han ge20 см Из четырех величин принимаем максимальную длину анкеровки те han = 7456см

Следовательно из условия анкеровки арматуры Hf = 7456 + 25 = 9952см

Принимаем трехступенчатый фундамент общей высотой 100 см и с высотой ступеней 30 см и 40 см При этом ширина первой ступени а1 = 11 м а второй а2 = 18 м

Проверяем отвечает ли рабочая высота нижней ступени h03 = 40 ndash 5 = 35см условию прочности при действии поперечной силы без поперечного армирования в наклонном сечении Для единицы ширины этого сечения (b = 100 см) должно выполняться условие

Q = pl le Qbmin = 05γb1Rbth03b Поперечная сила от давления грунта

Q = pl= 05(а - a2 - 2h03)р где а - размер подошвы фундамента

h03 = 40 ndash 5 = 35см р ndash давление на грунт от расчетной нагрузки (на единицу длины) Q = 05(27 ndash18 - 2middot035) middot34533 = 3453кН Q = 3453кНltQbmin = 05middot09middot105middot103middot035middot10 = 16538кН ndash прочность обеспе-

чена

47

64 Расчет на продавливание

Проверяем нижнюю ступень фундамента на прочность против продавлива-ния

Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производится из условия (887[2]) F le Fbult где Fbult - пре-дельное усилие воспринимаемое бетоном

Fbult = γb1RbtAb

где Fminusпродавливающая сила принимаемая равной продольной силе в колонне подвального этажа на уровне обреза фундамента за вычетом нагрузки создавае-мой реактивным отпором грунта приложенным к подошве фундамента в преде-лах площади с размерами превышающими размер площадки опирания (в дан-ном случае второй ступени фундамента 2 2 18 18 a a мtimes = times ) на величину 0h во всех направлениях Ab ndash площадь расчетного поперечного сечения расположен-ного на расстоянии 05h0от границы площади приложения силы Nс рабочей высо-той сечения h0 В нашем случае h0 = h03 = 025м

Площадь Ab определяется по формуле Ab = Umiddoth03

где U ndash периметр контура расчетного сечения (см рис12а) U = (а2 + 2middot05h03) middot4 = (18 + 2middot05middot035) middot4 = 86 м

Площадь расчётного поперечного сеченияAb = 86middot035 = 301м2 Продавливающая сила равна

F=N-pA1

здесь p=3453 кНм2 minus реактивный отпор грунта A1minusплощадь основания продавливаемого фрагмента нижней ступени фундамен-

та в пределах контура расчётного поперечного сечения равная A1=(a2+205h03)2=(18+205035)2=462 м2

Проверка условия (697) [3] показывает

F=92202 кН lt 09105103301 = 284445 кН

те прочность нижней ступени фундамента против продавливания обеспече-на

48

49

65 Определение площади арматуры подошвы фундамента Подбор арматуры производим в 3-х вертикальныхсечениях фундамента

что позволяет учесть изменение параметров его расчётной схемы в качестве ко-торой принимается консольная балка загруженная действующим снизу вверх равномерно распределенным реактивным отпором грунта Для рассматривае-мых сечений вылет и высота сечения консоли будут разными поэтому выявить наиболее опасное сечение можно только после определения требуемой площади арматуры в каждом из них (см рис13)

Сечение I-I МI-I = 0125р (а ndash hcol)2middot a = 0125middot34533(27 ndash 04)2middot27 = 61654кНmiddotм Площадь сечения арматуры определяем по формуле

2

01

61654 10 165709 09 95 435

I IsI

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение II-II МII-II= 0125р(аndash а1)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 11)2middot27 = 29836кНmiddotм

2

02

29836 10 117209 09 65 435

II IIsII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение III-III МIII-III= 0125р(аndash а2)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 18)2middot27 = 944кНmiddotм

2

03

944 10 68809 09 35 435

III IIIsIII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Из трёх найденных значений подбор арматуры производим по максимально-му значению теAsmax = 1657см2

Шаг стержней принимается от 150 ммдо 300 мм (кратно 50 мм) При ширине подошвы фундамента а le 3 мминимальный диаметр стержней dmin = 10 мм при аgt3 мdmin = 12 мм

Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлени-ях арматурой из стержней Oslash14 А500с шагом 250 мм

Имеем 11Oslash14 А500С с As = 16929см2gtAsI = maxsA = 1657см2 Процент армирования μ

- в сечении I-I 11 01

16929100 100 0156 01110 95

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении II-II 22 02

16929100 100 0145 01180 65

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении III-III 33 03

16929100 100 0179 01270 35

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

Так как во всех сечениях μigtμmin=01 количество принятой арматуры оставляем без изменений В случае μiltμmin=01 диаметр принятой арматуры следует увеличить или уменьшить ее шаг

Конструкция фундамента приведена на рис13

50

51

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 СП 20133302011 Нагрузки и воздействия Актуализированная редакция СНиП 20107-85 М ГУП ЦПП 2011

2 СП 63133302012 Бетонные и железобетонные конструкции Основные положения Актуализированная редакция СНиП 52-101-2003 М ФГУП ЦПП 2004

3 ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований 4 СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные кон-

струкции М ФГУП ЦПП 2005 5 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из

тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

6 Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетон-ных конструкций из тяжелого бетона (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

52

ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Минимальный класс бетона элементов с предварительно напряженной арматурой

Таблица 4

Характеристика напрягаемой Класс бетона арматуры не ниже

Арматура классов

А540-А800

В20 А1000 В30

Арматура классов

Вр1200 Вр1300

В30 Вр1400 Вр1600 Вр1600 В20

К1400 К1500 К1600 К1700 В30

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин ndash acrсult из условия обеспечения сохранности арматуры

Таблица 5

Для элементов к которым не предъявляются требования непрониwаемости значения acrсult принимают равными

При арматуре классов

При продолжительном рас-крытии трещин мм

При непродолжительном раскрытии трещин мм

А240-А600 В500 03 04

А800А1000 Вр1200-Вр1400 К1400К1500(К-19) К1500(К-7)К1600 диаметром 12 мм

02 03

Вр1500 К1500(К-7)К1600 диамет-ром 6 и 9 мм

01 02

53

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Нормативные сопротивления бетона Rbnи Rbtn

Таблица 6

Вид сопротивления

Нормативные сопротивления бетона RbnиRbtn и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй

группы RbserиRbtser МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осевое (призменная прочность)

Rbn и Rbser

75 110 150 185 220 255 290 320 360 395 430

Растяже-ние осевое

Rbtn Rbtser 085 110 135 155 175 195 210 225 245 260 275

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Расчетные сопротивления бетона Rbи Rbt Таблица 7

Видсопротивления

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbи Rbt МПа при классе бетона

по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осе-вое(призменная прочность)

Rb

60 85 115 145 170 195 220 250 275 300 330

Растяжение осевое Rbt

056 075 090 105 115 130 140 150 160 170 180

Полностью таблицы нормативных и расчетных сопротивлений бетона см [2]

54

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения начального модуля упругости бетона Еь Таблица 8

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еьmiddot10-3 МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

190 240 275 300 325 345 360 370 380 390 395

55

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rsn

Таблица 9

Арматура классов

Номинальный диаметр арматуры мм

Нормативные значения сопротивления растяжению Rsnи расчетные значения сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы Rsser МПа

А240 6-40 240

А400 6-40 400

А500 10-40 500

А540 20-40 540

А600 10-40 600

А800 10-32 800

А1000 10-32 1000

В500 3-12 500

Вр500 3-5 500

Вр1200 8 1200

Вр1300 7 1300

Вр1400 4 5 6 1400

Вр1500 3 1500

Вр1600 3-5 1600

К1400(К-7) 15 1400

К1500(К-7) 6 9 12 1500

К1500(К-19) 14 1500

К1600 6 9 12 15 1600

К1700 6-9 1700

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 34: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

34

муты) Oslash8 А400 Их шаг на приопорном участке предварительно принимаем по конструктивным соображениям 1 10 ws см= что в соответствии с п10313[2] не превышает 05h01=135см и 30 см Значения прочностных характеристик бетона класса В30 входящие в расчётные зависимости принимаем с учётом коэффици-ента условий работы 1 09bγ = Расчёт ригеля по бетонной полосе между наклонными трещинами произво-дится из условия

1 1 01b b bQ R bhϕ γle (855[2]) где 1bϕ minus коэффициент принимаемый равным 03 Проверка этого условия даёт

Q=1255 кН le 03times09times17times20times27=24786 кН те принятые размеры сечения ригеля в подрезке достаточны Проверяем требуется ли поперечная арматура по расчёту из условия

min 1 0105b b btQ Q R bhγle = (8133[2]) те Q=1255 кН gtQbmin=05times09times0115times20times27=2795 кН

поэтому расчёт поперечной арматуры необходим Находим погонное усилие в хомутах для принятых выше параметров попе-речного армирования 2101 swA см= (2Oslash8 А400) 285 swR МПа= 1 10 ws см=

11

280 101 283 10

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

Расчёт ригеля с рабочей поперечной арматурой по наклонному сечению про-изводится из условия

b swQ Q Qle + (856[2]) где b swQ Q minus поперечные силы воспринимаемые соответственно бетоном и попе-речной арматурой в наклонном сечении которые находятся по формулам

22 1 01 b b bt

bR bhQc

ϕ γ= 075sw swQ q c=

где с minus длина проекции наклонного сечения на продольную ось элемента 2bϕ minus коэффициент принимаемый равным 15 (п 8133[2])

Подставляя эти выражения в (856[2]) из условия минимума несущей спо-

собности ригеля по наклонному сечению в виде 0Qc

part=

part находим наиболее опас-

ную длину проекции наклонного сечения равную 2 2

2 1 01

1

15 09 0115 20 27 3266075 075 283

b b bt

sw

R bhc смq

ϕ γ times times times times= = =

times

35

36

которая должна быть не более 2h01 = 54 см С учётом этой величины условие (856[2]) преобразуем к виду

21 01

2

15 075

15 09 0115 20 27 075 283 3266 13863 3266

b btsw

R b hQ q сc

Q кН

γsdot sdot sdot sdotle + sdot sdot

sdot sdot sdot sdotle + sdot sdot =

1255 кН lt 13863 кН те условие прочности ригеля по наклонному сечению в подрезке при действии поперечной силы соблюдается

Необходимо также убедиться в том что принятый шаг хомутов смsw 101 = не превышает максимального шага хомутов maxws при котором ещё обеспечивается прочность ригеля по наклонному сечению между двумя соседними хомутами те

2 21 0

1 max09 0115 20 2710 1202

1255b bt

w wR b hs см s см

Qγ sdot sdot sdot sdot sdot

= lt = = asymp

Выясним теперь на каком расстоянии от опор в соответствии с характером эпюры поперечных сил в ригеле шаг поперечной арматуры может быть увеличен Примем согласно п10313[2] шаг хомутов в средней части пролёта равным

2 0075 075 40 30 ws h см= = times = что не превышает 500 мм Погонное усилие в хо-мутах для этого участка составляет

22

280 101 0942 30

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

что не меньше минимальной интенсивности этого усилия при которой попереч-ная арматура учитывается в расчёте

min 1025 025 09 0115 20 052 sw b btq R b кН смγ= = times times times asymp Очевидно что условие 1 minsw swq q для опорных участков ригеля соблюдается с ещё большим запасом При действии на ригель равномерно распределённой нагрузкиq=g1+v1 длина участка с интенсивностью усилия в хомутах 1swq принимается не менее значения

1l определяемого по формуле min

1 1bQ Q

l cq

minus= minus и не менее

40l

где minbQ minus то же что в формуле (2) но при замене 01h на рабочую высоту сечения ригеля в пролёте 0 40h см= 1с minus наиболее опасная длина проекции наклонного сечения для участка где изменяется шаг хомутов определяется по формуле (стр 34) с заменой в ней 01h на 0h а также 1swq на 2swq но не более 02 h

Тогда имеем min 05 09 0115 20 40 414 bQ кН= times times times times =

2

115 09 0115 20 40 8385

075 0942с смtimes times times times= =

times

Поскольку 1 02 80 с h см= то принимаем 1 80 c см= q=g+V=438 кНм=

37

=0438 кНсм тогда

11255 414 80 11201

0 438l смminus= minus =

В ригелях с подрезками у концов последних устанавливаются дополнитель-ные хомуты и отгибы для предотвращения горизонтальных трещин отрыва у вхо-дящего угла подрезки (рис 8) Эти хомуты и отгибы должны удовлетворять условию прочности

011

0

sin (1 )sw sw sw s inchR A R A Qh

θ+ ge minus

здесь 01 0 h h minus рабочая высота сечения ригеля соответственно в короткой консоли подрезки и вне её

Для рассматриваемого примера со сравнительно небольшим значением попе-речной силы примем дополнительные хомуты у конца подрезки в коли-честве 2Oslash12 А500С с площадью сечения 2

1 226 swA см= отгибы использовать не будем Тогда проверка условия прочности даёт

2730 226 678 1255 (1 ) 44842

кН кНtimes = gt times minus =

те установленных дополнительных хомутов достаточно для предотвращения го-ризонтальных трещин отрыва у входящего угла подрезки

Расчёт по прочности наклонного сечения проходящего через входящий угол подрезки на действие изгибающего момента производится из условия

s sw s incM M M Mle + + где М minus момент в наклонном сечении с длиной проекции laquoсraquo на продольную ось элемента Мs МswMsinc minus моменты воспринимаемые соответственно про-дольной и поперечной арматуройа также отгибами пересекаемыми рассмат-риваемым наклонным сечением относительно противоположного конца наклон-ного сечения (в отсутствии отгибов 0s incM = )

В рамках курсового проекта этот расчет не выполняется

45 Построение эпюры материалов Продольная рабочая арматура в пролете 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Пло-

щадь этой арматуры Аs определена из расчета на действие максимального изги-бающего момента в середине пролета В целях экономии арматуры по мере уменьшения изгибающего момента к опорам два стержня обрываются в пролете а два других доводятся до опор Если продольная рабочая арматура разного диа-метра то до опор доводятся два стержня большего диаметра

Площадь рабочей арматуры Аsef = 1388см2 Определяем изгибающий мо-мент воспринимаемый сечением ригеля с полной запроектированной арматурой 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С(Аs = 1388см2)

Из условия равновесия RsmiddotAs = γb1sdotRbmiddotbmiddotx гдех = ξmiddoth0

01

hbRAR

bb

efss

sdotsdotsdot

sdot=γ

ξ

38

Rs = 435 МПа = 435 кНсм2 Rb = 170 МПа = 17 кНсм2

493040207190

8813543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х = ξmiddoth0 = 0493middot40 = 1972см Изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля определяется из

условия равновесия М = RsmiddotAs(h0 ndash05х) М(2Oslash20+2Oslash22)= 435middot1388middot(40 ndash 05middot1972) = 181979кНmiddotсм = 182кНmiddotм

182кНmiddotмgt 17081кНmiddotм то есть больше действующего изгибающего момента от полной нагрузки это значит что прочность сечения обеспечена

До опоры доводятся 2Oslash22 А500С h0 = 45 ndash 3 = 42 см (см рис 9) As=76 см2

257042207190

67543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х1 = ξmiddoth0 = 0257middot42 = 108см Определяем изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля с рабо-

чей арматурой в виде двух стержней доводимых до опоры М(2Oslash22) = RsmiddotAs(2Oslash22) (h0 ndash05х1) М(2Oslash22) = 435middot76middot(42 ndash 05middot108) = 1209996кНmiddotсм =121кНmiddotм

Откладываем в масштабе на эпюре моментов полученные значения изгибаю-щих моментов М(2Oslash20+2Oslash22) и М(2Oslash22) и определяем место теоретического обрыва ра-бочей арматуры ndash это точки пересечения эпюры моментов с горизонтальной ли-нией соответствующей изгибающему моменту воспринимаемому сечением ри-геля с рабочей арматурой в виде двух стержней М(2Oslash22) (рис 10)

Эпюра моментов для этого должна быть построена точно с определением значений изгибающих моментов в

81 в

82 и в

83 пролета

Изгибающий момент в любом сечении ригеля определяется по формуле ( )

2

2xvgxRM Axsdot+

minussdot= где RA ndash опорная реакция х ndash текущая координата

( ) 0 12552A

g v lR Q

+ sdot= = = кН

При 081 lx = = 0716 м

2

18

438 07161255 0716 7862

M кН мsdot= sdot minus = sdot

При 082 lx = = 1433 м

2

28

438 14331255 1433 13482

M кН мsdot= sdot minus = sdot

39

40

При 083 lx = = 2149 м

0

2

38

438 21491255 2149 16852l

M кН мsdot= sdot minus = sdot

Длина анкеровки обрываемых стержней определяется по следующей зависи-мости

ddqQw

sw

1552

ge+= где d ndash диаметр обрываемой арматуры

Поперечная сила Q определяется графически в месте теоретического обрыва в данном случае Q = 72кН

Поперечные стержни Oslash8 А400 Rsw = 285 МПа с Аsw = 101см2 в месте теоре-тического обрыва имеют шаг 10 см

88210

011528=

sdot=

sdot=

w

swswsw S

ARq кНсм

72 5 20 2252 288

W = + sdot =sdot

см что меньше15d=1520=30 см

Принимаем W = 30 см Место теоретического обрыва арматуры можно определить аналитически

Для этого общее выражение для изгибающего момента нужно приравнять момен-ту воспринимаемому сечением ригеля с арматурой 2Oslash22 А500

М(2Oslash22) = 121кНsdotм ( ) ( ) 2 2

0 438 573 4382 2 2 2

g V l g V x xМ x x+ sdot + sdot sdot sdot

= sdot minus = sdot minus

1255х ndash 219х2 = 121 х2 ndash 573х + 553 = 0

212 2865 2865 581 2865 16365х = plusmn minus = plusmn

х1 = 1228м х2 = 553м Это точки теоретического обрыва арматуры Длина обрываемого стержня будет равна 4502ndash 1228 + 2middot03 = 3874м При-

нимаем длину обрываемого стержня 4 м Определяем аналитически величину поперечной силы в месте теоретического

обрыва арматуры ( ) ( )0

2g V l

Q g V x+ sdot

= minus + sdot

438 573 438 1228 7172

Q кНsdot= minus sdot =

Графически поперечная сила была принята 72кН с достаточной степенью точности

41

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ Для проектируемого 8-этажного здания принята сборная железобетонная ко-

лонна сечением 40times40 см Для колонн применяется тяжелый бетон классов по прочности на сжатие не

ниже В15 а для сильно загруженных ndash не ниже В25 Армируются колонны про-дольными стержнями диаметром 16 hellip40 мм из горячекатаной стали А400 А500С и поперечными стержнями преимущественно из горячекатаной стали класса А240

51 Исходные данные Нагрузка на 1 м2 перекрытия принимается такой же как и в предыдущих рас-

четах (см табл 1) Нагрузка на 1 м2 покрытия

Таблица 3 Вид нагрузки Нормативная нагруз-

ка (γf= 1) кНм2

Коэффициент надежности

по нагрузке γf

Расчетная нагрузка

(γfgt 1) кНм2 1 2 3 4

Гидроизоляционный ковер (3 слоя) 0150 13 0195 Армированная цементно-песчаная стяжка δ = 40 мм ρ = 2200 кгм3

0880 13 1144

Керамзит по уклону δ = 100 мм ρ = 600 кгм3

0600 13 0780

Утеплитель ndash минераловатные пли-ты δ = 150 мм ρ = 150 кгм3

0225 12 0270

Пароизоляция 1 слой 0050 13 0065 Многопустотная плита перекрытия с омоноличиванием швов δ = 220 мм

3400 11 3740

Постоянная нагрузка (groof) 5305 6194 Временная нагрузка ndash снеговая S = Sg 1800middot07 = 1260 ndash 1800 в том числе длительная часть снего-вой нагрузки Sl

0630 ndash 0900

Полная нагрузка (groof+ S) 6565 7994 - полная кратковременная снеговая нагрузка и коэффициент μ принимаются по СП 20133302011 или по Приложению 16

42

Материалы для колонны Бетон ndash тяжелый класса по прочности на сжатие В25 расчетное сопротивле-

ние при сжатии Rb = 145 МПа (табл 68[2] Приложение 4) Арматура minus продольная рабочая класса А500С (диаметр 16 hellip40мм) расчётное сопро-

тивление Rs = Rsc = 435 МПа (табл 614[2] Приложение 7) minus поперечная ndash класса А240

52 Определение усилий в колонне

Рассчитывается средняя колонна подвального этажа высотой hfl = 28 м Вы-сота типового этажа hflтакже равна 28 м

Грузовая площадь колонныА = 6times63 = 378 м2 Продольная сила N действующая на колонну определяется по формуле

N = γn(g +Vp + φзV0) nmiddotA + gb(n + 1) + gcol(n + 1) + γn(groof + S)A где n ndash количество этажей В нашем случае n = 8А ndash грузовая площадь g VpV0 ndash соответственно постоянная и временная нагрузки на 1 м2 перекрытия по табл 1

Согласно табл 1 g = 47 кНм2 Vp = 06кНм2V0 = 195кНм2 groof ndash постоянная нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 (groof = 6194 кНм2) S ndash полная снеговая нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 gbndash собственный вес ригеля с учетом γf и γnдлиной (63 ndash 04) = 59 м gb= 385middot59 = 2272кН 385 кНм ndash погонная нагрузка от собственного веса ригеля (см расчет риге-

ля) gcol ndash собственный вес колонны gcol = γnmiddot γf middot ρmiddot Аcolmiddothfl = 10middot11middot2500(10-2) middot04middot04middot28 = 1232 кН φ3 ndash коэффициент сочетаний (коэффициент снижения временных нагрузок в

зависимости от количества этажей) определяемый по формуле (83[1]) 1

30 404n

ϕ minusϕ = +

где φ1= 069 (см расчет ригеля) 10693 0404 0504

8ϕ minus

= + =

N = 10middot(47 +06+ 0504middot195) middot8middot378 + 2272middot (8 + 1) + 1232middot (8 + 1) + + 10middot (6194 + 18) middot378 = 251745кН

53 Расчет колонны по прочности

Расчет по прочности колонны производится как внецентренно сжатого эле-мента со случайным эксцентриситетом еа

3313040

301

=== colа he см 470600280

600=== fl

а

he см еа = 1 см

Однако расчет сжатых элементов из бетона классов В15 hellipВ35 (в нашем слу-чае В25) на действие продольной силы приложенной с эксцентриситетом е0 =

33130

== colа

he см при гибкости l0hcollt 20 допускается производить из условия

N le Nult (816[2])

43

где Nult - предельное значение продольной силы которую может воспринять элемент определяемое по формуле

Nult le ϕ(γb1RbAb + RscAstot) (817[2]) где Ab ndash площадь сечения колонны Astot ndash площадь всей продольной арматуры в сечении колонны l0 ndash расчетная длина колонны подвала с шарнирным опиранием в уровне 1-го

этажа и с жесткой заделкой в уровне фундамента Rscndash расчетное сопротивление арматуры сжатию

l0 = 07(hfl + 15 см) = 07(280 + 15) = 2065 см l0hcol =206540=516lt20 Ab=4040=1600 см2

ϕ - коэффициент принимаемый при длительном действии нагрузки по табл 81[2] или по Приложению 18 в зависимости от гибкости колонны

При l0hcol =516 коэффициент ϕ = 092

1

251745 09 145 1600092 149

435

b b b

s totsc

N R AA

R

γφminus minus sdot sdot

= = = см2

Из условия ванной сварки выпусков продольной арматуры при стыке колонн минимальный ее диаметр должен быть не менее 20 мм

Принимаем 4Oslash22 А500С Asef = 152 см2 152 100 095 021600

micro = sdot = gt тк l0hcolasymp 5

Диаметр поперечной арматуры принимаем Oslash6 А240 (из условия сварки c продольной арматурой) Шаг поперечных стержней s = 300 мм что удовлетворяет конструктивным требованиям (п10314[2]) s le 15d = 15middot22 = 330 мми s le 500 мм

Если μgt3 то шаг поперечных стержней должен быть s le 10d иs le 300 мм Армирование колонны показано на рис11

44

45

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ

61 Исходные данные Грунты основания ndash пески средней плотности условное расчётное сопротив-

ление грунта R0 = 035 МПа = 0035 кНсм2 = 350 кНм2 Бетон тяжелый класса В25 Расчетное сопротивление растяжению

Rbt = 105 МПа γb1 = 09 Арматура класса А500С Rs = 435 МПа= 435кНсм2 Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах

γm = 20 кНм3 Высоту фундамента предварительно принимаем 90см C учётом пола подвала

глубина заложения фундамента Н1 = 105 см Расчетное усилие передающееся с колонны на фундамент N = 251745кН Нормативное усилие

Nn = Nγfm = 251745115 = 218735кН где γfm = 115 ndash усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке

62 Определение размера стороны подошвы фундамента Площадь подошвы центрально нагруженного фундамента определяется по

условному давлению на грунт R0 без учета поправок в зависимости от размеров подошвы фундамента и глубины его заложения

0 1

218735 665350 20 105

n

m

NAR Hγ

= = =minus minus sdot

м2

Размер стороны квадратной подошвы фундамента 665 258a A= = = м Принимаем а = 27 м (кратно 03 м) Давление на грунт от расчетной нагрузки

2

Npa

= =251745272 = 3453кНм2 lt R0

63 Определение высоты фундамента Рабочая высота фундамента из условия продавливания

504

2

10 pR

Nhh

btb

col

++minus=

γ

0 3

25174502 05 0 2 0698 0 49809 105 10 3453

h м= minus + = minus + =sdot sdot +

Полная высота фундамента устанавливается из условий 1) продавливания Hf =(h0+005)=0498 + 005 = 0548м 2) заделки колонны в фундаменте

Hf = 15hcol + 025(м) = 15middot04 + 025 = 085 м 3) анкеровки сжатой арматуры колонны Hf = han + 025(м) Базовая длина анкеровки необходимая для передачи усилия в арматуре с

полным расчетным сопротивлением Rs на бетон определяется по формуле [3]

sbond

ssan UR

ARh =0

где As и Us ndash соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения (в нашем случае для арматуры Oslash22

As = 3801см2 Us = πd = 314middot22 = 6908 см) Rbond ndash расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном принимае-

мое равномерно распределенным по длине анкеровки

46

Rbond = γb1middotη1middotη2middotRbt где η1 ndash коэффициент учитывающий влияние вида поверхности арматуры

Для горячекатаной арматуры периодического профиля η1 = 25 η2 - коэффициент учитывающий влияние размера диаметра арматуры при-

нимаемый равным 10 ndash при диаметре продольной арматуры dsle32 мм 09 ndash при ds = 36 мм и ds = 40 мм Rbond = 09middot25middot1middot105 = 236 МПа

0435 3801 10142 236 6908anh смsdot

= =sdot

Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле[3]

efs

calsanan A

Ahh

0α=

где Ascаlи Asef ndash площади поперечного сечения арматуры соответственно требуе-мая по расчету и фактически установленная (для нашего случая Ascаl= 149 см2 Asef = 152 см2) α ndash коэффициент учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного со-стояния бетона и арматуры Для сжатых стержней периодического профиля α = 075Тогда

149075 10142 745615 2anh = sdot sdot = см

Кроме того согласно требованиям [3] фактическую длину анкеровки необ-ходимо принимать han ge 03h0an = 03middot10142 = 3043 см

han ge 15ds = 15middot20 = 30 см han ge20 см Из четырех величин принимаем максимальную длину анкеровки те han = 7456см

Следовательно из условия анкеровки арматуры Hf = 7456 + 25 = 9952см

Принимаем трехступенчатый фундамент общей высотой 100 см и с высотой ступеней 30 см и 40 см При этом ширина первой ступени а1 = 11 м а второй а2 = 18 м

Проверяем отвечает ли рабочая высота нижней ступени h03 = 40 ndash 5 = 35см условию прочности при действии поперечной силы без поперечного армирования в наклонном сечении Для единицы ширины этого сечения (b = 100 см) должно выполняться условие

Q = pl le Qbmin = 05γb1Rbth03b Поперечная сила от давления грунта

Q = pl= 05(а - a2 - 2h03)р где а - размер подошвы фундамента

h03 = 40 ndash 5 = 35см р ndash давление на грунт от расчетной нагрузки (на единицу длины) Q = 05(27 ndash18 - 2middot035) middot34533 = 3453кН Q = 3453кНltQbmin = 05middot09middot105middot103middot035middot10 = 16538кН ndash прочность обеспе-

чена

47

64 Расчет на продавливание

Проверяем нижнюю ступень фундамента на прочность против продавлива-ния

Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производится из условия (887[2]) F le Fbult где Fbult - пре-дельное усилие воспринимаемое бетоном

Fbult = γb1RbtAb

где Fminusпродавливающая сила принимаемая равной продольной силе в колонне подвального этажа на уровне обреза фундамента за вычетом нагрузки создавае-мой реактивным отпором грунта приложенным к подошве фундамента в преде-лах площади с размерами превышающими размер площадки опирания (в дан-ном случае второй ступени фундамента 2 2 18 18 a a мtimes = times ) на величину 0h во всех направлениях Ab ndash площадь расчетного поперечного сечения расположен-ного на расстоянии 05h0от границы площади приложения силы Nс рабочей высо-той сечения h0 В нашем случае h0 = h03 = 025м

Площадь Ab определяется по формуле Ab = Umiddoth03

где U ndash периметр контура расчетного сечения (см рис12а) U = (а2 + 2middot05h03) middot4 = (18 + 2middot05middot035) middot4 = 86 м

Площадь расчётного поперечного сеченияAb = 86middot035 = 301м2 Продавливающая сила равна

F=N-pA1

здесь p=3453 кНм2 minus реактивный отпор грунта A1minusплощадь основания продавливаемого фрагмента нижней ступени фундамен-

та в пределах контура расчётного поперечного сечения равная A1=(a2+205h03)2=(18+205035)2=462 м2

Проверка условия (697) [3] показывает

F=92202 кН lt 09105103301 = 284445 кН

те прочность нижней ступени фундамента против продавливания обеспече-на

48

49

65 Определение площади арматуры подошвы фундамента Подбор арматуры производим в 3-х вертикальныхсечениях фундамента

что позволяет учесть изменение параметров его расчётной схемы в качестве ко-торой принимается консольная балка загруженная действующим снизу вверх равномерно распределенным реактивным отпором грунта Для рассматривае-мых сечений вылет и высота сечения консоли будут разными поэтому выявить наиболее опасное сечение можно только после определения требуемой площади арматуры в каждом из них (см рис13)

Сечение I-I МI-I = 0125р (а ndash hcol)2middot a = 0125middot34533(27 ndash 04)2middot27 = 61654кНmiddotм Площадь сечения арматуры определяем по формуле

2

01

61654 10 165709 09 95 435

I IsI

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение II-II МII-II= 0125р(аndash а1)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 11)2middot27 = 29836кНmiddotм

2

02

29836 10 117209 09 65 435

II IIsII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение III-III МIII-III= 0125р(аndash а2)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 18)2middot27 = 944кНmiddotм

2

03

944 10 68809 09 35 435

III IIIsIII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Из трёх найденных значений подбор арматуры производим по максимально-му значению теAsmax = 1657см2

Шаг стержней принимается от 150 ммдо 300 мм (кратно 50 мм) При ширине подошвы фундамента а le 3 мминимальный диаметр стержней dmin = 10 мм при аgt3 мdmin = 12 мм

Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлени-ях арматурой из стержней Oslash14 А500с шагом 250 мм

Имеем 11Oslash14 А500С с As = 16929см2gtAsI = maxsA = 1657см2 Процент армирования μ

- в сечении I-I 11 01

16929100 100 0156 01110 95

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении II-II 22 02

16929100 100 0145 01180 65

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении III-III 33 03

16929100 100 0179 01270 35

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

Так как во всех сечениях μigtμmin=01 количество принятой арматуры оставляем без изменений В случае μiltμmin=01 диаметр принятой арматуры следует увеличить или уменьшить ее шаг

Конструкция фундамента приведена на рис13

50

51

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 СП 20133302011 Нагрузки и воздействия Актуализированная редакция СНиП 20107-85 М ГУП ЦПП 2011

2 СП 63133302012 Бетонные и железобетонные конструкции Основные положения Актуализированная редакция СНиП 52-101-2003 М ФГУП ЦПП 2004

3 ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований 4 СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные кон-

струкции М ФГУП ЦПП 2005 5 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из

тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

6 Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетон-ных конструкций из тяжелого бетона (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

52

ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Минимальный класс бетона элементов с предварительно напряженной арматурой

Таблица 4

Характеристика напрягаемой Класс бетона арматуры не ниже

Арматура классов

А540-А800

В20 А1000 В30

Арматура классов

Вр1200 Вр1300

В30 Вр1400 Вр1600 Вр1600 В20

К1400 К1500 К1600 К1700 В30

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин ndash acrсult из условия обеспечения сохранности арматуры

Таблица 5

Для элементов к которым не предъявляются требования непрониwаемости значения acrсult принимают равными

При арматуре классов

При продолжительном рас-крытии трещин мм

При непродолжительном раскрытии трещин мм

А240-А600 В500 03 04

А800А1000 Вр1200-Вр1400 К1400К1500(К-19) К1500(К-7)К1600 диаметром 12 мм

02 03

Вр1500 К1500(К-7)К1600 диамет-ром 6 и 9 мм

01 02

53

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Нормативные сопротивления бетона Rbnи Rbtn

Таблица 6

Вид сопротивления

Нормативные сопротивления бетона RbnиRbtn и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй

группы RbserиRbtser МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осевое (призменная прочность)

Rbn и Rbser

75 110 150 185 220 255 290 320 360 395 430

Растяже-ние осевое

Rbtn Rbtser 085 110 135 155 175 195 210 225 245 260 275

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Расчетные сопротивления бетона Rbи Rbt Таблица 7

Видсопротивления

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbи Rbt МПа при классе бетона

по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осе-вое(призменная прочность)

Rb

60 85 115 145 170 195 220 250 275 300 330

Растяжение осевое Rbt

056 075 090 105 115 130 140 150 160 170 180

Полностью таблицы нормативных и расчетных сопротивлений бетона см [2]

54

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения начального модуля упругости бетона Еь Таблица 8

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еьmiddot10-3 МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

190 240 275 300 325 345 360 370 380 390 395

55

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rsn

Таблица 9

Арматура классов

Номинальный диаметр арматуры мм

Нормативные значения сопротивления растяжению Rsnи расчетные значения сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы Rsser МПа

А240 6-40 240

А400 6-40 400

А500 10-40 500

А540 20-40 540

А600 10-40 600

А800 10-32 800

А1000 10-32 1000

В500 3-12 500

Вр500 3-5 500

Вр1200 8 1200

Вр1300 7 1300

Вр1400 4 5 6 1400

Вр1500 3 1500

Вр1600 3-5 1600

К1400(К-7) 15 1400

К1500(К-7) 6 9 12 1500

К1500(К-19) 14 1500

К1600 6 9 12 15 1600

К1700 6-9 1700

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 35: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

35

36

которая должна быть не более 2h01 = 54 см С учётом этой величины условие (856[2]) преобразуем к виду

21 01

2

15 075

15 09 0115 20 27 075 283 3266 13863 3266

b btsw

R b hQ q сc

Q кН

γsdot sdot sdot sdotle + sdot sdot

sdot sdot sdot sdotle + sdot sdot =

1255 кН lt 13863 кН те условие прочности ригеля по наклонному сечению в подрезке при действии поперечной силы соблюдается

Необходимо также убедиться в том что принятый шаг хомутов смsw 101 = не превышает максимального шага хомутов maxws при котором ещё обеспечивается прочность ригеля по наклонному сечению между двумя соседними хомутами те

2 21 0

1 max09 0115 20 2710 1202

1255b bt

w wR b hs см s см

Qγ sdot sdot sdot sdot sdot

= lt = = asymp

Выясним теперь на каком расстоянии от опор в соответствии с характером эпюры поперечных сил в ригеле шаг поперечной арматуры может быть увеличен Примем согласно п10313[2] шаг хомутов в средней части пролёта равным

2 0075 075 40 30 ws h см= = times = что не превышает 500 мм Погонное усилие в хо-мутах для этого участка составляет

22

280 101 0942 30

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

что не меньше минимальной интенсивности этого усилия при которой попереч-ная арматура учитывается в расчёте

min 1025 025 09 0115 20 052 sw b btq R b кН смγ= = times times times asymp Очевидно что условие 1 minsw swq q для опорных участков ригеля соблюдается с ещё большим запасом При действии на ригель равномерно распределённой нагрузкиq=g1+v1 длина участка с интенсивностью усилия в хомутах 1swq принимается не менее значения

1l определяемого по формуле min

1 1bQ Q

l cq

minus= minus и не менее

40l

где minbQ minus то же что в формуле (2) но при замене 01h на рабочую высоту сечения ригеля в пролёте 0 40h см= 1с minus наиболее опасная длина проекции наклонного сечения для участка где изменяется шаг хомутов определяется по формуле (стр 34) с заменой в ней 01h на 0h а также 1swq на 2swq но не более 02 h

Тогда имеем min 05 09 0115 20 40 414 bQ кН= times times times times =

2

115 09 0115 20 40 8385

075 0942с смtimes times times times= =

times

Поскольку 1 02 80 с h см= то принимаем 1 80 c см= q=g+V=438 кНм=

37

=0438 кНсм тогда

11255 414 80 11201

0 438l смminus= minus =

В ригелях с подрезками у концов последних устанавливаются дополнитель-ные хомуты и отгибы для предотвращения горизонтальных трещин отрыва у вхо-дящего угла подрезки (рис 8) Эти хомуты и отгибы должны удовлетворять условию прочности

011

0

sin (1 )sw sw sw s inchR A R A Qh

θ+ ge minus

здесь 01 0 h h minus рабочая высота сечения ригеля соответственно в короткой консоли подрезки и вне её

Для рассматриваемого примера со сравнительно небольшим значением попе-речной силы примем дополнительные хомуты у конца подрезки в коли-честве 2Oslash12 А500С с площадью сечения 2

1 226 swA см= отгибы использовать не будем Тогда проверка условия прочности даёт

2730 226 678 1255 (1 ) 44842

кН кНtimes = gt times minus =

те установленных дополнительных хомутов достаточно для предотвращения го-ризонтальных трещин отрыва у входящего угла подрезки

Расчёт по прочности наклонного сечения проходящего через входящий угол подрезки на действие изгибающего момента производится из условия

s sw s incM M M Mle + + где М minus момент в наклонном сечении с длиной проекции laquoсraquo на продольную ось элемента Мs МswMsinc minus моменты воспринимаемые соответственно про-дольной и поперечной арматуройа также отгибами пересекаемыми рассмат-риваемым наклонным сечением относительно противоположного конца наклон-ного сечения (в отсутствии отгибов 0s incM = )

В рамках курсового проекта этот расчет не выполняется

45 Построение эпюры материалов Продольная рабочая арматура в пролете 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Пло-

щадь этой арматуры Аs определена из расчета на действие максимального изги-бающего момента в середине пролета В целях экономии арматуры по мере уменьшения изгибающего момента к опорам два стержня обрываются в пролете а два других доводятся до опор Если продольная рабочая арматура разного диа-метра то до опор доводятся два стержня большего диаметра

Площадь рабочей арматуры Аsef = 1388см2 Определяем изгибающий мо-мент воспринимаемый сечением ригеля с полной запроектированной арматурой 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С(Аs = 1388см2)

Из условия равновесия RsmiddotAs = γb1sdotRbmiddotbmiddotx гдех = ξmiddoth0

01

hbRAR

bb

efss

sdotsdotsdot

sdot=γ

ξ

38

Rs = 435 МПа = 435 кНсм2 Rb = 170 МПа = 17 кНсм2

493040207190

8813543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х = ξmiddoth0 = 0493middot40 = 1972см Изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля определяется из

условия равновесия М = RsmiddotAs(h0 ndash05х) М(2Oslash20+2Oslash22)= 435middot1388middot(40 ndash 05middot1972) = 181979кНmiddotсм = 182кНmiddotм

182кНmiddotмgt 17081кНmiddotм то есть больше действующего изгибающего момента от полной нагрузки это значит что прочность сечения обеспечена

До опоры доводятся 2Oslash22 А500С h0 = 45 ndash 3 = 42 см (см рис 9) As=76 см2

257042207190

67543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х1 = ξmiddoth0 = 0257middot42 = 108см Определяем изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля с рабо-

чей арматурой в виде двух стержней доводимых до опоры М(2Oslash22) = RsmiddotAs(2Oslash22) (h0 ndash05х1) М(2Oslash22) = 435middot76middot(42 ndash 05middot108) = 1209996кНmiddotсм =121кНmiddotм

Откладываем в масштабе на эпюре моментов полученные значения изгибаю-щих моментов М(2Oslash20+2Oslash22) и М(2Oslash22) и определяем место теоретического обрыва ра-бочей арматуры ndash это точки пересечения эпюры моментов с горизонтальной ли-нией соответствующей изгибающему моменту воспринимаемому сечением ри-геля с рабочей арматурой в виде двух стержней М(2Oslash22) (рис 10)

Эпюра моментов для этого должна быть построена точно с определением значений изгибающих моментов в

81 в

82 и в

83 пролета

Изгибающий момент в любом сечении ригеля определяется по формуле ( )

2

2xvgxRM Axsdot+

minussdot= где RA ndash опорная реакция х ndash текущая координата

( ) 0 12552A

g v lR Q

+ sdot= = = кН

При 081 lx = = 0716 м

2

18

438 07161255 0716 7862

M кН мsdot= sdot minus = sdot

При 082 lx = = 1433 м

2

28

438 14331255 1433 13482

M кН мsdot= sdot minus = sdot

39

40

При 083 lx = = 2149 м

0

2

38

438 21491255 2149 16852l

M кН мsdot= sdot minus = sdot

Длина анкеровки обрываемых стержней определяется по следующей зависи-мости

ddqQw

sw

1552

ge+= где d ndash диаметр обрываемой арматуры

Поперечная сила Q определяется графически в месте теоретического обрыва в данном случае Q = 72кН

Поперечные стержни Oslash8 А400 Rsw = 285 МПа с Аsw = 101см2 в месте теоре-тического обрыва имеют шаг 10 см

88210

011528=

sdot=

sdot=

w

swswsw S

ARq кНсм

72 5 20 2252 288

W = + sdot =sdot

см что меньше15d=1520=30 см

Принимаем W = 30 см Место теоретического обрыва арматуры можно определить аналитически

Для этого общее выражение для изгибающего момента нужно приравнять момен-ту воспринимаемому сечением ригеля с арматурой 2Oslash22 А500

М(2Oslash22) = 121кНsdotм ( ) ( ) 2 2

0 438 573 4382 2 2 2

g V l g V x xМ x x+ sdot + sdot sdot sdot

= sdot minus = sdot minus

1255х ndash 219х2 = 121 х2 ndash 573х + 553 = 0

212 2865 2865 581 2865 16365х = plusmn minus = plusmn

х1 = 1228м х2 = 553м Это точки теоретического обрыва арматуры Длина обрываемого стержня будет равна 4502ndash 1228 + 2middot03 = 3874м При-

нимаем длину обрываемого стержня 4 м Определяем аналитически величину поперечной силы в месте теоретического

обрыва арматуры ( ) ( )0

2g V l

Q g V x+ sdot

= minus + sdot

438 573 438 1228 7172

Q кНsdot= minus sdot =

Графически поперечная сила была принята 72кН с достаточной степенью точности

41

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ Для проектируемого 8-этажного здания принята сборная железобетонная ко-

лонна сечением 40times40 см Для колонн применяется тяжелый бетон классов по прочности на сжатие не

ниже В15 а для сильно загруженных ndash не ниже В25 Армируются колонны про-дольными стержнями диаметром 16 hellip40 мм из горячекатаной стали А400 А500С и поперечными стержнями преимущественно из горячекатаной стали класса А240

51 Исходные данные Нагрузка на 1 м2 перекрытия принимается такой же как и в предыдущих рас-

четах (см табл 1) Нагрузка на 1 м2 покрытия

Таблица 3 Вид нагрузки Нормативная нагруз-

ка (γf= 1) кНм2

Коэффициент надежности

по нагрузке γf

Расчетная нагрузка

(γfgt 1) кНм2 1 2 3 4

Гидроизоляционный ковер (3 слоя) 0150 13 0195 Армированная цементно-песчаная стяжка δ = 40 мм ρ = 2200 кгм3

0880 13 1144

Керамзит по уклону δ = 100 мм ρ = 600 кгм3

0600 13 0780

Утеплитель ndash минераловатные пли-ты δ = 150 мм ρ = 150 кгм3

0225 12 0270

Пароизоляция 1 слой 0050 13 0065 Многопустотная плита перекрытия с омоноличиванием швов δ = 220 мм

3400 11 3740

Постоянная нагрузка (groof) 5305 6194 Временная нагрузка ndash снеговая S = Sg 1800middot07 = 1260 ndash 1800 в том числе длительная часть снего-вой нагрузки Sl

0630 ndash 0900

Полная нагрузка (groof+ S) 6565 7994 - полная кратковременная снеговая нагрузка и коэффициент μ принимаются по СП 20133302011 или по Приложению 16

42

Материалы для колонны Бетон ndash тяжелый класса по прочности на сжатие В25 расчетное сопротивле-

ние при сжатии Rb = 145 МПа (табл 68[2] Приложение 4) Арматура minus продольная рабочая класса А500С (диаметр 16 hellip40мм) расчётное сопро-

тивление Rs = Rsc = 435 МПа (табл 614[2] Приложение 7) minus поперечная ndash класса А240

52 Определение усилий в колонне

Рассчитывается средняя колонна подвального этажа высотой hfl = 28 м Вы-сота типового этажа hflтакже равна 28 м

Грузовая площадь колонныА = 6times63 = 378 м2 Продольная сила N действующая на колонну определяется по формуле

N = γn(g +Vp + φзV0) nmiddotA + gb(n + 1) + gcol(n + 1) + γn(groof + S)A где n ndash количество этажей В нашем случае n = 8А ndash грузовая площадь g VpV0 ndash соответственно постоянная и временная нагрузки на 1 м2 перекрытия по табл 1

Согласно табл 1 g = 47 кНм2 Vp = 06кНм2V0 = 195кНм2 groof ndash постоянная нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 (groof = 6194 кНм2) S ndash полная снеговая нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 gbndash собственный вес ригеля с учетом γf и γnдлиной (63 ndash 04) = 59 м gb= 385middot59 = 2272кН 385 кНм ndash погонная нагрузка от собственного веса ригеля (см расчет риге-

ля) gcol ndash собственный вес колонны gcol = γnmiddot γf middot ρmiddot Аcolmiddothfl = 10middot11middot2500(10-2) middot04middot04middot28 = 1232 кН φ3 ndash коэффициент сочетаний (коэффициент снижения временных нагрузок в

зависимости от количества этажей) определяемый по формуле (83[1]) 1

30 404n

ϕ minusϕ = +

где φ1= 069 (см расчет ригеля) 10693 0404 0504

8ϕ minus

= + =

N = 10middot(47 +06+ 0504middot195) middot8middot378 + 2272middot (8 + 1) + 1232middot (8 + 1) + + 10middot (6194 + 18) middot378 = 251745кН

53 Расчет колонны по прочности

Расчет по прочности колонны производится как внецентренно сжатого эле-мента со случайным эксцентриситетом еа

3313040

301

=== colа he см 470600280

600=== fl

а

he см еа = 1 см

Однако расчет сжатых элементов из бетона классов В15 hellipВ35 (в нашем слу-чае В25) на действие продольной силы приложенной с эксцентриситетом е0 =

33130

== colа

he см при гибкости l0hcollt 20 допускается производить из условия

N le Nult (816[2])

43

где Nult - предельное значение продольной силы которую может воспринять элемент определяемое по формуле

Nult le ϕ(γb1RbAb + RscAstot) (817[2]) где Ab ndash площадь сечения колонны Astot ndash площадь всей продольной арматуры в сечении колонны l0 ndash расчетная длина колонны подвала с шарнирным опиранием в уровне 1-го

этажа и с жесткой заделкой в уровне фундамента Rscndash расчетное сопротивление арматуры сжатию

l0 = 07(hfl + 15 см) = 07(280 + 15) = 2065 см l0hcol =206540=516lt20 Ab=4040=1600 см2

ϕ - коэффициент принимаемый при длительном действии нагрузки по табл 81[2] или по Приложению 18 в зависимости от гибкости колонны

При l0hcol =516 коэффициент ϕ = 092

1

251745 09 145 1600092 149

435

b b b

s totsc

N R AA

R

γφminus minus sdot sdot

= = = см2

Из условия ванной сварки выпусков продольной арматуры при стыке колонн минимальный ее диаметр должен быть не менее 20 мм

Принимаем 4Oslash22 А500С Asef = 152 см2 152 100 095 021600

micro = sdot = gt тк l0hcolasymp 5

Диаметр поперечной арматуры принимаем Oslash6 А240 (из условия сварки c продольной арматурой) Шаг поперечных стержней s = 300 мм что удовлетворяет конструктивным требованиям (п10314[2]) s le 15d = 15middot22 = 330 мми s le 500 мм

Если μgt3 то шаг поперечных стержней должен быть s le 10d иs le 300 мм Армирование колонны показано на рис11

44

45

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ

61 Исходные данные Грунты основания ndash пески средней плотности условное расчётное сопротив-

ление грунта R0 = 035 МПа = 0035 кНсм2 = 350 кНм2 Бетон тяжелый класса В25 Расчетное сопротивление растяжению

Rbt = 105 МПа γb1 = 09 Арматура класса А500С Rs = 435 МПа= 435кНсм2 Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах

γm = 20 кНм3 Высоту фундамента предварительно принимаем 90см C учётом пола подвала

глубина заложения фундамента Н1 = 105 см Расчетное усилие передающееся с колонны на фундамент N = 251745кН Нормативное усилие

Nn = Nγfm = 251745115 = 218735кН где γfm = 115 ndash усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке

62 Определение размера стороны подошвы фундамента Площадь подошвы центрально нагруженного фундамента определяется по

условному давлению на грунт R0 без учета поправок в зависимости от размеров подошвы фундамента и глубины его заложения

0 1

218735 665350 20 105

n

m

NAR Hγ

= = =minus minus sdot

м2

Размер стороны квадратной подошвы фундамента 665 258a A= = = м Принимаем а = 27 м (кратно 03 м) Давление на грунт от расчетной нагрузки

2

Npa

= =251745272 = 3453кНм2 lt R0

63 Определение высоты фундамента Рабочая высота фундамента из условия продавливания

504

2

10 pR

Nhh

btb

col

++minus=

γ

0 3

25174502 05 0 2 0698 0 49809 105 10 3453

h м= minus + = minus + =sdot sdot +

Полная высота фундамента устанавливается из условий 1) продавливания Hf =(h0+005)=0498 + 005 = 0548м 2) заделки колонны в фундаменте

Hf = 15hcol + 025(м) = 15middot04 + 025 = 085 м 3) анкеровки сжатой арматуры колонны Hf = han + 025(м) Базовая длина анкеровки необходимая для передачи усилия в арматуре с

полным расчетным сопротивлением Rs на бетон определяется по формуле [3]

sbond

ssan UR

ARh =0

где As и Us ndash соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения (в нашем случае для арматуры Oslash22

As = 3801см2 Us = πd = 314middot22 = 6908 см) Rbond ndash расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном принимае-

мое равномерно распределенным по длине анкеровки

46

Rbond = γb1middotη1middotη2middotRbt где η1 ndash коэффициент учитывающий влияние вида поверхности арматуры

Для горячекатаной арматуры периодического профиля η1 = 25 η2 - коэффициент учитывающий влияние размера диаметра арматуры при-

нимаемый равным 10 ndash при диаметре продольной арматуры dsle32 мм 09 ndash при ds = 36 мм и ds = 40 мм Rbond = 09middot25middot1middot105 = 236 МПа

0435 3801 10142 236 6908anh смsdot

= =sdot

Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле[3]

efs

calsanan A

Ahh

0α=

где Ascаlи Asef ndash площади поперечного сечения арматуры соответственно требуе-мая по расчету и фактически установленная (для нашего случая Ascаl= 149 см2 Asef = 152 см2) α ndash коэффициент учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного со-стояния бетона и арматуры Для сжатых стержней периодического профиля α = 075Тогда

149075 10142 745615 2anh = sdot sdot = см

Кроме того согласно требованиям [3] фактическую длину анкеровки необ-ходимо принимать han ge 03h0an = 03middot10142 = 3043 см

han ge 15ds = 15middot20 = 30 см han ge20 см Из четырех величин принимаем максимальную длину анкеровки те han = 7456см

Следовательно из условия анкеровки арматуры Hf = 7456 + 25 = 9952см

Принимаем трехступенчатый фундамент общей высотой 100 см и с высотой ступеней 30 см и 40 см При этом ширина первой ступени а1 = 11 м а второй а2 = 18 м

Проверяем отвечает ли рабочая высота нижней ступени h03 = 40 ndash 5 = 35см условию прочности при действии поперечной силы без поперечного армирования в наклонном сечении Для единицы ширины этого сечения (b = 100 см) должно выполняться условие

Q = pl le Qbmin = 05γb1Rbth03b Поперечная сила от давления грунта

Q = pl= 05(а - a2 - 2h03)р где а - размер подошвы фундамента

h03 = 40 ndash 5 = 35см р ndash давление на грунт от расчетной нагрузки (на единицу длины) Q = 05(27 ndash18 - 2middot035) middot34533 = 3453кН Q = 3453кНltQbmin = 05middot09middot105middot103middot035middot10 = 16538кН ndash прочность обеспе-

чена

47

64 Расчет на продавливание

Проверяем нижнюю ступень фундамента на прочность против продавлива-ния

Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производится из условия (887[2]) F le Fbult где Fbult - пре-дельное усилие воспринимаемое бетоном

Fbult = γb1RbtAb

где Fminusпродавливающая сила принимаемая равной продольной силе в колонне подвального этажа на уровне обреза фундамента за вычетом нагрузки создавае-мой реактивным отпором грунта приложенным к подошве фундамента в преде-лах площади с размерами превышающими размер площадки опирания (в дан-ном случае второй ступени фундамента 2 2 18 18 a a мtimes = times ) на величину 0h во всех направлениях Ab ndash площадь расчетного поперечного сечения расположен-ного на расстоянии 05h0от границы площади приложения силы Nс рабочей высо-той сечения h0 В нашем случае h0 = h03 = 025м

Площадь Ab определяется по формуле Ab = Umiddoth03

где U ndash периметр контура расчетного сечения (см рис12а) U = (а2 + 2middot05h03) middot4 = (18 + 2middot05middot035) middot4 = 86 м

Площадь расчётного поперечного сеченияAb = 86middot035 = 301м2 Продавливающая сила равна

F=N-pA1

здесь p=3453 кНм2 minus реактивный отпор грунта A1minusплощадь основания продавливаемого фрагмента нижней ступени фундамен-

та в пределах контура расчётного поперечного сечения равная A1=(a2+205h03)2=(18+205035)2=462 м2

Проверка условия (697) [3] показывает

F=92202 кН lt 09105103301 = 284445 кН

те прочность нижней ступени фундамента против продавливания обеспече-на

48

49

65 Определение площади арматуры подошвы фундамента Подбор арматуры производим в 3-х вертикальныхсечениях фундамента

что позволяет учесть изменение параметров его расчётной схемы в качестве ко-торой принимается консольная балка загруженная действующим снизу вверх равномерно распределенным реактивным отпором грунта Для рассматривае-мых сечений вылет и высота сечения консоли будут разными поэтому выявить наиболее опасное сечение можно только после определения требуемой площади арматуры в каждом из них (см рис13)

Сечение I-I МI-I = 0125р (а ndash hcol)2middot a = 0125middot34533(27 ndash 04)2middot27 = 61654кНmiddotм Площадь сечения арматуры определяем по формуле

2

01

61654 10 165709 09 95 435

I IsI

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение II-II МII-II= 0125р(аndash а1)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 11)2middot27 = 29836кНmiddotм

2

02

29836 10 117209 09 65 435

II IIsII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение III-III МIII-III= 0125р(аndash а2)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 18)2middot27 = 944кНmiddotм

2

03

944 10 68809 09 35 435

III IIIsIII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Из трёх найденных значений подбор арматуры производим по максимально-му значению теAsmax = 1657см2

Шаг стержней принимается от 150 ммдо 300 мм (кратно 50 мм) При ширине подошвы фундамента а le 3 мминимальный диаметр стержней dmin = 10 мм при аgt3 мdmin = 12 мм

Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлени-ях арматурой из стержней Oslash14 А500с шагом 250 мм

Имеем 11Oslash14 А500С с As = 16929см2gtAsI = maxsA = 1657см2 Процент армирования μ

- в сечении I-I 11 01

16929100 100 0156 01110 95

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении II-II 22 02

16929100 100 0145 01180 65

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении III-III 33 03

16929100 100 0179 01270 35

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

Так как во всех сечениях μigtμmin=01 количество принятой арматуры оставляем без изменений В случае μiltμmin=01 диаметр принятой арматуры следует увеличить или уменьшить ее шаг

Конструкция фундамента приведена на рис13

50

51

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 СП 20133302011 Нагрузки и воздействия Актуализированная редакция СНиП 20107-85 М ГУП ЦПП 2011

2 СП 63133302012 Бетонные и железобетонные конструкции Основные положения Актуализированная редакция СНиП 52-101-2003 М ФГУП ЦПП 2004

3 ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований 4 СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные кон-

струкции М ФГУП ЦПП 2005 5 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из

тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

6 Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетон-ных конструкций из тяжелого бетона (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

52

ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Минимальный класс бетона элементов с предварительно напряженной арматурой

Таблица 4

Характеристика напрягаемой Класс бетона арматуры не ниже

Арматура классов

А540-А800

В20 А1000 В30

Арматура классов

Вр1200 Вр1300

В30 Вр1400 Вр1600 Вр1600 В20

К1400 К1500 К1600 К1700 В30

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин ndash acrсult из условия обеспечения сохранности арматуры

Таблица 5

Для элементов к которым не предъявляются требования непрониwаемости значения acrсult принимают равными

При арматуре классов

При продолжительном рас-крытии трещин мм

При непродолжительном раскрытии трещин мм

А240-А600 В500 03 04

А800А1000 Вр1200-Вр1400 К1400К1500(К-19) К1500(К-7)К1600 диаметром 12 мм

02 03

Вр1500 К1500(К-7)К1600 диамет-ром 6 и 9 мм

01 02

53

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Нормативные сопротивления бетона Rbnи Rbtn

Таблица 6

Вид сопротивления

Нормативные сопротивления бетона RbnиRbtn и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй

группы RbserиRbtser МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осевое (призменная прочность)

Rbn и Rbser

75 110 150 185 220 255 290 320 360 395 430

Растяже-ние осевое

Rbtn Rbtser 085 110 135 155 175 195 210 225 245 260 275

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Расчетные сопротивления бетона Rbи Rbt Таблица 7

Видсопротивления

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbи Rbt МПа при классе бетона

по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осе-вое(призменная прочность)

Rb

60 85 115 145 170 195 220 250 275 300 330

Растяжение осевое Rbt

056 075 090 105 115 130 140 150 160 170 180

Полностью таблицы нормативных и расчетных сопротивлений бетона см [2]

54

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения начального модуля упругости бетона Еь Таблица 8

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еьmiddot10-3 МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

190 240 275 300 325 345 360 370 380 390 395

55

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rsn

Таблица 9

Арматура классов

Номинальный диаметр арматуры мм

Нормативные значения сопротивления растяжению Rsnи расчетные значения сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы Rsser МПа

А240 6-40 240

А400 6-40 400

А500 10-40 500

А540 20-40 540

А600 10-40 600

А800 10-32 800

А1000 10-32 1000

В500 3-12 500

Вр500 3-5 500

Вр1200 8 1200

Вр1300 7 1300

Вр1400 4 5 6 1400

Вр1500 3 1500

Вр1600 3-5 1600

К1400(К-7) 15 1400

К1500(К-7) 6 9 12 1500

К1500(К-19) 14 1500

К1600 6 9 12 15 1600

К1700 6-9 1700

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 36: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

36

которая должна быть не более 2h01 = 54 см С учётом этой величины условие (856[2]) преобразуем к виду

21 01

2

15 075

15 09 0115 20 27 075 283 3266 13863 3266

b btsw

R b hQ q сc

Q кН

γsdot sdot sdot sdotle + sdot sdot

sdot sdot sdot sdotle + sdot sdot =

1255 кН lt 13863 кН те условие прочности ригеля по наклонному сечению в подрезке при действии поперечной силы соблюдается

Необходимо также убедиться в том что принятый шаг хомутов смsw 101 = не превышает максимального шага хомутов maxws при котором ещё обеспечивается прочность ригеля по наклонному сечению между двумя соседними хомутами те

2 21 0

1 max09 0115 20 2710 1202

1255b bt

w wR b hs см s см

Qγ sdot sdot sdot sdot sdot

= lt = = asymp

Выясним теперь на каком расстоянии от опор в соответствии с характером эпюры поперечных сил в ригеле шаг поперечной арматуры может быть увеличен Примем согласно п10313[2] шаг хомутов в средней части пролёта равным

2 0075 075 40 30 ws h см= = times = что не превышает 500 мм Погонное усилие в хо-мутах для этого участка составляет

22

280 101 0942 30

sw swsw

w

R Aq кН смs

times= = =

что не меньше минимальной интенсивности этого усилия при которой попереч-ная арматура учитывается в расчёте

min 1025 025 09 0115 20 052 sw b btq R b кН смγ= = times times times asymp Очевидно что условие 1 minsw swq q для опорных участков ригеля соблюдается с ещё большим запасом При действии на ригель равномерно распределённой нагрузкиq=g1+v1 длина участка с интенсивностью усилия в хомутах 1swq принимается не менее значения

1l определяемого по формуле min

1 1bQ Q

l cq

minus= minus и не менее

40l

где minbQ minus то же что в формуле (2) но при замене 01h на рабочую высоту сечения ригеля в пролёте 0 40h см= 1с minus наиболее опасная длина проекции наклонного сечения для участка где изменяется шаг хомутов определяется по формуле (стр 34) с заменой в ней 01h на 0h а также 1swq на 2swq но не более 02 h

Тогда имеем min 05 09 0115 20 40 414 bQ кН= times times times times =

2

115 09 0115 20 40 8385

075 0942с смtimes times times times= =

times

Поскольку 1 02 80 с h см= то принимаем 1 80 c см= q=g+V=438 кНм=

37

=0438 кНсм тогда

11255 414 80 11201

0 438l смminus= minus =

В ригелях с подрезками у концов последних устанавливаются дополнитель-ные хомуты и отгибы для предотвращения горизонтальных трещин отрыва у вхо-дящего угла подрезки (рис 8) Эти хомуты и отгибы должны удовлетворять условию прочности

011

0

sin (1 )sw sw sw s inchR A R A Qh

θ+ ge minus

здесь 01 0 h h minus рабочая высота сечения ригеля соответственно в короткой консоли подрезки и вне её

Для рассматриваемого примера со сравнительно небольшим значением попе-речной силы примем дополнительные хомуты у конца подрезки в коли-честве 2Oslash12 А500С с площадью сечения 2

1 226 swA см= отгибы использовать не будем Тогда проверка условия прочности даёт

2730 226 678 1255 (1 ) 44842

кН кНtimes = gt times minus =

те установленных дополнительных хомутов достаточно для предотвращения го-ризонтальных трещин отрыва у входящего угла подрезки

Расчёт по прочности наклонного сечения проходящего через входящий угол подрезки на действие изгибающего момента производится из условия

s sw s incM M M Mle + + где М minus момент в наклонном сечении с длиной проекции laquoсraquo на продольную ось элемента Мs МswMsinc minus моменты воспринимаемые соответственно про-дольной и поперечной арматуройа также отгибами пересекаемыми рассмат-риваемым наклонным сечением относительно противоположного конца наклон-ного сечения (в отсутствии отгибов 0s incM = )

В рамках курсового проекта этот расчет не выполняется

45 Построение эпюры материалов Продольная рабочая арматура в пролете 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Пло-

щадь этой арматуры Аs определена из расчета на действие максимального изги-бающего момента в середине пролета В целях экономии арматуры по мере уменьшения изгибающего момента к опорам два стержня обрываются в пролете а два других доводятся до опор Если продольная рабочая арматура разного диа-метра то до опор доводятся два стержня большего диаметра

Площадь рабочей арматуры Аsef = 1388см2 Определяем изгибающий мо-мент воспринимаемый сечением ригеля с полной запроектированной арматурой 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С(Аs = 1388см2)

Из условия равновесия RsmiddotAs = γb1sdotRbmiddotbmiddotx гдех = ξmiddoth0

01

hbRAR

bb

efss

sdotsdotsdot

sdot=γ

ξ

38

Rs = 435 МПа = 435 кНсм2 Rb = 170 МПа = 17 кНсм2

493040207190

8813543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х = ξmiddoth0 = 0493middot40 = 1972см Изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля определяется из

условия равновесия М = RsmiddotAs(h0 ndash05х) М(2Oslash20+2Oslash22)= 435middot1388middot(40 ndash 05middot1972) = 181979кНmiddotсм = 182кНmiddotм

182кНmiddotмgt 17081кНmiddotм то есть больше действующего изгибающего момента от полной нагрузки это значит что прочность сечения обеспечена

До опоры доводятся 2Oslash22 А500С h0 = 45 ndash 3 = 42 см (см рис 9) As=76 см2

257042207190

67543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х1 = ξmiddoth0 = 0257middot42 = 108см Определяем изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля с рабо-

чей арматурой в виде двух стержней доводимых до опоры М(2Oslash22) = RsmiddotAs(2Oslash22) (h0 ndash05х1) М(2Oslash22) = 435middot76middot(42 ndash 05middot108) = 1209996кНmiddotсм =121кНmiddotм

Откладываем в масштабе на эпюре моментов полученные значения изгибаю-щих моментов М(2Oslash20+2Oslash22) и М(2Oslash22) и определяем место теоретического обрыва ра-бочей арматуры ndash это точки пересечения эпюры моментов с горизонтальной ли-нией соответствующей изгибающему моменту воспринимаемому сечением ри-геля с рабочей арматурой в виде двух стержней М(2Oslash22) (рис 10)

Эпюра моментов для этого должна быть построена точно с определением значений изгибающих моментов в

81 в

82 и в

83 пролета

Изгибающий момент в любом сечении ригеля определяется по формуле ( )

2

2xvgxRM Axsdot+

minussdot= где RA ndash опорная реакция х ndash текущая координата

( ) 0 12552A

g v lR Q

+ sdot= = = кН

При 081 lx = = 0716 м

2

18

438 07161255 0716 7862

M кН мsdot= sdot minus = sdot

При 082 lx = = 1433 м

2

28

438 14331255 1433 13482

M кН мsdot= sdot minus = sdot

39

40

При 083 lx = = 2149 м

0

2

38

438 21491255 2149 16852l

M кН мsdot= sdot minus = sdot

Длина анкеровки обрываемых стержней определяется по следующей зависи-мости

ddqQw

sw

1552

ge+= где d ndash диаметр обрываемой арматуры

Поперечная сила Q определяется графически в месте теоретического обрыва в данном случае Q = 72кН

Поперечные стержни Oslash8 А400 Rsw = 285 МПа с Аsw = 101см2 в месте теоре-тического обрыва имеют шаг 10 см

88210

011528=

sdot=

sdot=

w

swswsw S

ARq кНсм

72 5 20 2252 288

W = + sdot =sdot

см что меньше15d=1520=30 см

Принимаем W = 30 см Место теоретического обрыва арматуры можно определить аналитически

Для этого общее выражение для изгибающего момента нужно приравнять момен-ту воспринимаемому сечением ригеля с арматурой 2Oslash22 А500

М(2Oslash22) = 121кНsdotм ( ) ( ) 2 2

0 438 573 4382 2 2 2

g V l g V x xМ x x+ sdot + sdot sdot sdot

= sdot minus = sdot minus

1255х ndash 219х2 = 121 х2 ndash 573х + 553 = 0

212 2865 2865 581 2865 16365х = plusmn minus = plusmn

х1 = 1228м х2 = 553м Это точки теоретического обрыва арматуры Длина обрываемого стержня будет равна 4502ndash 1228 + 2middot03 = 3874м При-

нимаем длину обрываемого стержня 4 м Определяем аналитически величину поперечной силы в месте теоретического

обрыва арматуры ( ) ( )0

2g V l

Q g V x+ sdot

= minus + sdot

438 573 438 1228 7172

Q кНsdot= minus sdot =

Графически поперечная сила была принята 72кН с достаточной степенью точности

41

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ Для проектируемого 8-этажного здания принята сборная железобетонная ко-

лонна сечением 40times40 см Для колонн применяется тяжелый бетон классов по прочности на сжатие не

ниже В15 а для сильно загруженных ndash не ниже В25 Армируются колонны про-дольными стержнями диаметром 16 hellip40 мм из горячекатаной стали А400 А500С и поперечными стержнями преимущественно из горячекатаной стали класса А240

51 Исходные данные Нагрузка на 1 м2 перекрытия принимается такой же как и в предыдущих рас-

четах (см табл 1) Нагрузка на 1 м2 покрытия

Таблица 3 Вид нагрузки Нормативная нагруз-

ка (γf= 1) кНм2

Коэффициент надежности

по нагрузке γf

Расчетная нагрузка

(γfgt 1) кНм2 1 2 3 4

Гидроизоляционный ковер (3 слоя) 0150 13 0195 Армированная цементно-песчаная стяжка δ = 40 мм ρ = 2200 кгм3

0880 13 1144

Керамзит по уклону δ = 100 мм ρ = 600 кгм3

0600 13 0780

Утеплитель ndash минераловатные пли-ты δ = 150 мм ρ = 150 кгм3

0225 12 0270

Пароизоляция 1 слой 0050 13 0065 Многопустотная плита перекрытия с омоноличиванием швов δ = 220 мм

3400 11 3740

Постоянная нагрузка (groof) 5305 6194 Временная нагрузка ndash снеговая S = Sg 1800middot07 = 1260 ndash 1800 в том числе длительная часть снего-вой нагрузки Sl

0630 ndash 0900

Полная нагрузка (groof+ S) 6565 7994 - полная кратковременная снеговая нагрузка и коэффициент μ принимаются по СП 20133302011 или по Приложению 16

42

Материалы для колонны Бетон ndash тяжелый класса по прочности на сжатие В25 расчетное сопротивле-

ние при сжатии Rb = 145 МПа (табл 68[2] Приложение 4) Арматура minus продольная рабочая класса А500С (диаметр 16 hellip40мм) расчётное сопро-

тивление Rs = Rsc = 435 МПа (табл 614[2] Приложение 7) minus поперечная ndash класса А240

52 Определение усилий в колонне

Рассчитывается средняя колонна подвального этажа высотой hfl = 28 м Вы-сота типового этажа hflтакже равна 28 м

Грузовая площадь колонныА = 6times63 = 378 м2 Продольная сила N действующая на колонну определяется по формуле

N = γn(g +Vp + φзV0) nmiddotA + gb(n + 1) + gcol(n + 1) + γn(groof + S)A где n ndash количество этажей В нашем случае n = 8А ndash грузовая площадь g VpV0 ndash соответственно постоянная и временная нагрузки на 1 м2 перекрытия по табл 1

Согласно табл 1 g = 47 кНм2 Vp = 06кНм2V0 = 195кНм2 groof ndash постоянная нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 (groof = 6194 кНм2) S ndash полная снеговая нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 gbndash собственный вес ригеля с учетом γf и γnдлиной (63 ndash 04) = 59 м gb= 385middot59 = 2272кН 385 кНм ndash погонная нагрузка от собственного веса ригеля (см расчет риге-

ля) gcol ndash собственный вес колонны gcol = γnmiddot γf middot ρmiddot Аcolmiddothfl = 10middot11middot2500(10-2) middot04middot04middot28 = 1232 кН φ3 ndash коэффициент сочетаний (коэффициент снижения временных нагрузок в

зависимости от количества этажей) определяемый по формуле (83[1]) 1

30 404n

ϕ minusϕ = +

где φ1= 069 (см расчет ригеля) 10693 0404 0504

8ϕ minus

= + =

N = 10middot(47 +06+ 0504middot195) middot8middot378 + 2272middot (8 + 1) + 1232middot (8 + 1) + + 10middot (6194 + 18) middot378 = 251745кН

53 Расчет колонны по прочности

Расчет по прочности колонны производится как внецентренно сжатого эле-мента со случайным эксцентриситетом еа

3313040

301

=== colа he см 470600280

600=== fl

а

he см еа = 1 см

Однако расчет сжатых элементов из бетона классов В15 hellipВ35 (в нашем слу-чае В25) на действие продольной силы приложенной с эксцентриситетом е0 =

33130

== colа

he см при гибкости l0hcollt 20 допускается производить из условия

N le Nult (816[2])

43

где Nult - предельное значение продольной силы которую может воспринять элемент определяемое по формуле

Nult le ϕ(γb1RbAb + RscAstot) (817[2]) где Ab ndash площадь сечения колонны Astot ndash площадь всей продольной арматуры в сечении колонны l0 ndash расчетная длина колонны подвала с шарнирным опиранием в уровне 1-го

этажа и с жесткой заделкой в уровне фундамента Rscndash расчетное сопротивление арматуры сжатию

l0 = 07(hfl + 15 см) = 07(280 + 15) = 2065 см l0hcol =206540=516lt20 Ab=4040=1600 см2

ϕ - коэффициент принимаемый при длительном действии нагрузки по табл 81[2] или по Приложению 18 в зависимости от гибкости колонны

При l0hcol =516 коэффициент ϕ = 092

1

251745 09 145 1600092 149

435

b b b

s totsc

N R AA

R

γφminus minus sdot sdot

= = = см2

Из условия ванной сварки выпусков продольной арматуры при стыке колонн минимальный ее диаметр должен быть не менее 20 мм

Принимаем 4Oslash22 А500С Asef = 152 см2 152 100 095 021600

micro = sdot = gt тк l0hcolasymp 5

Диаметр поперечной арматуры принимаем Oslash6 А240 (из условия сварки c продольной арматурой) Шаг поперечных стержней s = 300 мм что удовлетворяет конструктивным требованиям (п10314[2]) s le 15d = 15middot22 = 330 мми s le 500 мм

Если μgt3 то шаг поперечных стержней должен быть s le 10d иs le 300 мм Армирование колонны показано на рис11

44

45

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ

61 Исходные данные Грунты основания ndash пески средней плотности условное расчётное сопротив-

ление грунта R0 = 035 МПа = 0035 кНсм2 = 350 кНм2 Бетон тяжелый класса В25 Расчетное сопротивление растяжению

Rbt = 105 МПа γb1 = 09 Арматура класса А500С Rs = 435 МПа= 435кНсм2 Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах

γm = 20 кНм3 Высоту фундамента предварительно принимаем 90см C учётом пола подвала

глубина заложения фундамента Н1 = 105 см Расчетное усилие передающееся с колонны на фундамент N = 251745кН Нормативное усилие

Nn = Nγfm = 251745115 = 218735кН где γfm = 115 ndash усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке

62 Определение размера стороны подошвы фундамента Площадь подошвы центрально нагруженного фундамента определяется по

условному давлению на грунт R0 без учета поправок в зависимости от размеров подошвы фундамента и глубины его заложения

0 1

218735 665350 20 105

n

m

NAR Hγ

= = =minus minus sdot

м2

Размер стороны квадратной подошвы фундамента 665 258a A= = = м Принимаем а = 27 м (кратно 03 м) Давление на грунт от расчетной нагрузки

2

Npa

= =251745272 = 3453кНм2 lt R0

63 Определение высоты фундамента Рабочая высота фундамента из условия продавливания

504

2

10 pR

Nhh

btb

col

++minus=

γ

0 3

25174502 05 0 2 0698 0 49809 105 10 3453

h м= minus + = minus + =sdot sdot +

Полная высота фундамента устанавливается из условий 1) продавливания Hf =(h0+005)=0498 + 005 = 0548м 2) заделки колонны в фундаменте

Hf = 15hcol + 025(м) = 15middot04 + 025 = 085 м 3) анкеровки сжатой арматуры колонны Hf = han + 025(м) Базовая длина анкеровки необходимая для передачи усилия в арматуре с

полным расчетным сопротивлением Rs на бетон определяется по формуле [3]

sbond

ssan UR

ARh =0

где As и Us ndash соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения (в нашем случае для арматуры Oslash22

As = 3801см2 Us = πd = 314middot22 = 6908 см) Rbond ndash расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном принимае-

мое равномерно распределенным по длине анкеровки

46

Rbond = γb1middotη1middotη2middotRbt где η1 ndash коэффициент учитывающий влияние вида поверхности арматуры

Для горячекатаной арматуры периодического профиля η1 = 25 η2 - коэффициент учитывающий влияние размера диаметра арматуры при-

нимаемый равным 10 ndash при диаметре продольной арматуры dsle32 мм 09 ndash при ds = 36 мм и ds = 40 мм Rbond = 09middot25middot1middot105 = 236 МПа

0435 3801 10142 236 6908anh смsdot

= =sdot

Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле[3]

efs

calsanan A

Ahh

0α=

где Ascаlи Asef ndash площади поперечного сечения арматуры соответственно требуе-мая по расчету и фактически установленная (для нашего случая Ascаl= 149 см2 Asef = 152 см2) α ndash коэффициент учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного со-стояния бетона и арматуры Для сжатых стержней периодического профиля α = 075Тогда

149075 10142 745615 2anh = sdot sdot = см

Кроме того согласно требованиям [3] фактическую длину анкеровки необ-ходимо принимать han ge 03h0an = 03middot10142 = 3043 см

han ge 15ds = 15middot20 = 30 см han ge20 см Из четырех величин принимаем максимальную длину анкеровки те han = 7456см

Следовательно из условия анкеровки арматуры Hf = 7456 + 25 = 9952см

Принимаем трехступенчатый фундамент общей высотой 100 см и с высотой ступеней 30 см и 40 см При этом ширина первой ступени а1 = 11 м а второй а2 = 18 м

Проверяем отвечает ли рабочая высота нижней ступени h03 = 40 ndash 5 = 35см условию прочности при действии поперечной силы без поперечного армирования в наклонном сечении Для единицы ширины этого сечения (b = 100 см) должно выполняться условие

Q = pl le Qbmin = 05γb1Rbth03b Поперечная сила от давления грунта

Q = pl= 05(а - a2 - 2h03)р где а - размер подошвы фундамента

h03 = 40 ndash 5 = 35см р ndash давление на грунт от расчетной нагрузки (на единицу длины) Q = 05(27 ndash18 - 2middot035) middot34533 = 3453кН Q = 3453кНltQbmin = 05middot09middot105middot103middot035middot10 = 16538кН ndash прочность обеспе-

чена

47

64 Расчет на продавливание

Проверяем нижнюю ступень фундамента на прочность против продавлива-ния

Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производится из условия (887[2]) F le Fbult где Fbult - пре-дельное усилие воспринимаемое бетоном

Fbult = γb1RbtAb

где Fminusпродавливающая сила принимаемая равной продольной силе в колонне подвального этажа на уровне обреза фундамента за вычетом нагрузки создавае-мой реактивным отпором грунта приложенным к подошве фундамента в преде-лах площади с размерами превышающими размер площадки опирания (в дан-ном случае второй ступени фундамента 2 2 18 18 a a мtimes = times ) на величину 0h во всех направлениях Ab ndash площадь расчетного поперечного сечения расположен-ного на расстоянии 05h0от границы площади приложения силы Nс рабочей высо-той сечения h0 В нашем случае h0 = h03 = 025м

Площадь Ab определяется по формуле Ab = Umiddoth03

где U ndash периметр контура расчетного сечения (см рис12а) U = (а2 + 2middot05h03) middot4 = (18 + 2middot05middot035) middot4 = 86 м

Площадь расчётного поперечного сеченияAb = 86middot035 = 301м2 Продавливающая сила равна

F=N-pA1

здесь p=3453 кНм2 minus реактивный отпор грунта A1minusплощадь основания продавливаемого фрагмента нижней ступени фундамен-

та в пределах контура расчётного поперечного сечения равная A1=(a2+205h03)2=(18+205035)2=462 м2

Проверка условия (697) [3] показывает

F=92202 кН lt 09105103301 = 284445 кН

те прочность нижней ступени фундамента против продавливания обеспече-на

48

49

65 Определение площади арматуры подошвы фундамента Подбор арматуры производим в 3-х вертикальныхсечениях фундамента

что позволяет учесть изменение параметров его расчётной схемы в качестве ко-торой принимается консольная балка загруженная действующим снизу вверх равномерно распределенным реактивным отпором грунта Для рассматривае-мых сечений вылет и высота сечения консоли будут разными поэтому выявить наиболее опасное сечение можно только после определения требуемой площади арматуры в каждом из них (см рис13)

Сечение I-I МI-I = 0125р (а ndash hcol)2middot a = 0125middot34533(27 ndash 04)2middot27 = 61654кНmiddotм Площадь сечения арматуры определяем по формуле

2

01

61654 10 165709 09 95 435

I IsI

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение II-II МII-II= 0125р(аndash а1)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 11)2middot27 = 29836кНmiddotм

2

02

29836 10 117209 09 65 435

II IIsII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение III-III МIII-III= 0125р(аndash а2)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 18)2middot27 = 944кНmiddotм

2

03

944 10 68809 09 35 435

III IIIsIII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Из трёх найденных значений подбор арматуры производим по максимально-му значению теAsmax = 1657см2

Шаг стержней принимается от 150 ммдо 300 мм (кратно 50 мм) При ширине подошвы фундамента а le 3 мминимальный диаметр стержней dmin = 10 мм при аgt3 мdmin = 12 мм

Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлени-ях арматурой из стержней Oslash14 А500с шагом 250 мм

Имеем 11Oslash14 А500С с As = 16929см2gtAsI = maxsA = 1657см2 Процент армирования μ

- в сечении I-I 11 01

16929100 100 0156 01110 95

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении II-II 22 02

16929100 100 0145 01180 65

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении III-III 33 03

16929100 100 0179 01270 35

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

Так как во всех сечениях μigtμmin=01 количество принятой арматуры оставляем без изменений В случае μiltμmin=01 диаметр принятой арматуры следует увеличить или уменьшить ее шаг

Конструкция фундамента приведена на рис13

50

51

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 СП 20133302011 Нагрузки и воздействия Актуализированная редакция СНиП 20107-85 М ГУП ЦПП 2011

2 СП 63133302012 Бетонные и железобетонные конструкции Основные положения Актуализированная редакция СНиП 52-101-2003 М ФГУП ЦПП 2004

3 ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований 4 СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные кон-

струкции М ФГУП ЦПП 2005 5 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из

тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

6 Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетон-ных конструкций из тяжелого бетона (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

52

ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Минимальный класс бетона элементов с предварительно напряженной арматурой

Таблица 4

Характеристика напрягаемой Класс бетона арматуры не ниже

Арматура классов

А540-А800

В20 А1000 В30

Арматура классов

Вр1200 Вр1300

В30 Вр1400 Вр1600 Вр1600 В20

К1400 К1500 К1600 К1700 В30

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин ndash acrсult из условия обеспечения сохранности арматуры

Таблица 5

Для элементов к которым не предъявляются требования непрониwаемости значения acrсult принимают равными

При арматуре классов

При продолжительном рас-крытии трещин мм

При непродолжительном раскрытии трещин мм

А240-А600 В500 03 04

А800А1000 Вр1200-Вр1400 К1400К1500(К-19) К1500(К-7)К1600 диаметром 12 мм

02 03

Вр1500 К1500(К-7)К1600 диамет-ром 6 и 9 мм

01 02

53

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Нормативные сопротивления бетона Rbnи Rbtn

Таблица 6

Вид сопротивления

Нормативные сопротивления бетона RbnиRbtn и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй

группы RbserиRbtser МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осевое (призменная прочность)

Rbn и Rbser

75 110 150 185 220 255 290 320 360 395 430

Растяже-ние осевое

Rbtn Rbtser 085 110 135 155 175 195 210 225 245 260 275

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Расчетные сопротивления бетона Rbи Rbt Таблица 7

Видсопротивления

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbи Rbt МПа при классе бетона

по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осе-вое(призменная прочность)

Rb

60 85 115 145 170 195 220 250 275 300 330

Растяжение осевое Rbt

056 075 090 105 115 130 140 150 160 170 180

Полностью таблицы нормативных и расчетных сопротивлений бетона см [2]

54

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения начального модуля упругости бетона Еь Таблица 8

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еьmiddot10-3 МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

190 240 275 300 325 345 360 370 380 390 395

55

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rsn

Таблица 9

Арматура классов

Номинальный диаметр арматуры мм

Нормативные значения сопротивления растяжению Rsnи расчетные значения сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы Rsser МПа

А240 6-40 240

А400 6-40 400

А500 10-40 500

А540 20-40 540

А600 10-40 600

А800 10-32 800

А1000 10-32 1000

В500 3-12 500

Вр500 3-5 500

Вр1200 8 1200

Вр1300 7 1300

Вр1400 4 5 6 1400

Вр1500 3 1500

Вр1600 3-5 1600

К1400(К-7) 15 1400

К1500(К-7) 6 9 12 1500

К1500(К-19) 14 1500

К1600 6 9 12 15 1600

К1700 6-9 1700

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 37: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

37

=0438 кНсм тогда

11255 414 80 11201

0 438l смminus= minus =

В ригелях с подрезками у концов последних устанавливаются дополнитель-ные хомуты и отгибы для предотвращения горизонтальных трещин отрыва у вхо-дящего угла подрезки (рис 8) Эти хомуты и отгибы должны удовлетворять условию прочности

011

0

sin (1 )sw sw sw s inchR A R A Qh

θ+ ge minus

здесь 01 0 h h minus рабочая высота сечения ригеля соответственно в короткой консоли подрезки и вне её

Для рассматриваемого примера со сравнительно небольшим значением попе-речной силы примем дополнительные хомуты у конца подрезки в коли-честве 2Oslash12 А500С с площадью сечения 2

1 226 swA см= отгибы использовать не будем Тогда проверка условия прочности даёт

2730 226 678 1255 (1 ) 44842

кН кНtimes = gt times minus =

те установленных дополнительных хомутов достаточно для предотвращения го-ризонтальных трещин отрыва у входящего угла подрезки

Расчёт по прочности наклонного сечения проходящего через входящий угол подрезки на действие изгибающего момента производится из условия

s sw s incM M M Mle + + где М minus момент в наклонном сечении с длиной проекции laquoсraquo на продольную ось элемента Мs МswMsinc minus моменты воспринимаемые соответственно про-дольной и поперечной арматуройа также отгибами пересекаемыми рассмат-риваемым наклонным сечением относительно противоположного конца наклон-ного сечения (в отсутствии отгибов 0s incM = )

В рамках курсового проекта этот расчет не выполняется

45 Построение эпюры материалов Продольная рабочая арматура в пролете 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С Пло-

щадь этой арматуры Аs определена из расчета на действие максимального изги-бающего момента в середине пролета В целях экономии арматуры по мере уменьшения изгибающего момента к опорам два стержня обрываются в пролете а два других доводятся до опор Если продольная рабочая арматура разного диа-метра то до опор доводятся два стержня большего диаметра

Площадь рабочей арматуры Аsef = 1388см2 Определяем изгибающий мо-мент воспринимаемый сечением ригеля с полной запроектированной арматурой 2Oslash20 А500С и 2Oslash22 А500С(Аs = 1388см2)

Из условия равновесия RsmiddotAs = γb1sdotRbmiddotbmiddotx гдех = ξmiddoth0

01

hbRAR

bb

efss

sdotsdotsdot

sdot=γ

ξ

38

Rs = 435 МПа = 435 кНсм2 Rb = 170 МПа = 17 кНсм2

493040207190

8813543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х = ξmiddoth0 = 0493middot40 = 1972см Изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля определяется из

условия равновесия М = RsmiddotAs(h0 ndash05х) М(2Oslash20+2Oslash22)= 435middot1388middot(40 ndash 05middot1972) = 181979кНmiddotсм = 182кНmiddotм

182кНmiddotмgt 17081кНmiddotм то есть больше действующего изгибающего момента от полной нагрузки это значит что прочность сечения обеспечена

До опоры доводятся 2Oslash22 А500С h0 = 45 ndash 3 = 42 см (см рис 9) As=76 см2

257042207190

67543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х1 = ξmiddoth0 = 0257middot42 = 108см Определяем изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля с рабо-

чей арматурой в виде двух стержней доводимых до опоры М(2Oslash22) = RsmiddotAs(2Oslash22) (h0 ndash05х1) М(2Oslash22) = 435middot76middot(42 ndash 05middot108) = 1209996кНmiddotсм =121кНmiddotм

Откладываем в масштабе на эпюре моментов полученные значения изгибаю-щих моментов М(2Oslash20+2Oslash22) и М(2Oslash22) и определяем место теоретического обрыва ра-бочей арматуры ndash это точки пересечения эпюры моментов с горизонтальной ли-нией соответствующей изгибающему моменту воспринимаемому сечением ри-геля с рабочей арматурой в виде двух стержней М(2Oslash22) (рис 10)

Эпюра моментов для этого должна быть построена точно с определением значений изгибающих моментов в

81 в

82 и в

83 пролета

Изгибающий момент в любом сечении ригеля определяется по формуле ( )

2

2xvgxRM Axsdot+

minussdot= где RA ndash опорная реакция х ndash текущая координата

( ) 0 12552A

g v lR Q

+ sdot= = = кН

При 081 lx = = 0716 м

2

18

438 07161255 0716 7862

M кН мsdot= sdot minus = sdot

При 082 lx = = 1433 м

2

28

438 14331255 1433 13482

M кН мsdot= sdot minus = sdot

39

40

При 083 lx = = 2149 м

0

2

38

438 21491255 2149 16852l

M кН мsdot= sdot minus = sdot

Длина анкеровки обрываемых стержней определяется по следующей зависи-мости

ddqQw

sw

1552

ge+= где d ndash диаметр обрываемой арматуры

Поперечная сила Q определяется графически в месте теоретического обрыва в данном случае Q = 72кН

Поперечные стержни Oslash8 А400 Rsw = 285 МПа с Аsw = 101см2 в месте теоре-тического обрыва имеют шаг 10 см

88210

011528=

sdot=

sdot=

w

swswsw S

ARq кНсм

72 5 20 2252 288

W = + sdot =sdot

см что меньше15d=1520=30 см

Принимаем W = 30 см Место теоретического обрыва арматуры можно определить аналитически

Для этого общее выражение для изгибающего момента нужно приравнять момен-ту воспринимаемому сечением ригеля с арматурой 2Oslash22 А500

М(2Oslash22) = 121кНsdotм ( ) ( ) 2 2

0 438 573 4382 2 2 2

g V l g V x xМ x x+ sdot + sdot sdot sdot

= sdot minus = sdot minus

1255х ndash 219х2 = 121 х2 ndash 573х + 553 = 0

212 2865 2865 581 2865 16365х = plusmn minus = plusmn

х1 = 1228м х2 = 553м Это точки теоретического обрыва арматуры Длина обрываемого стержня будет равна 4502ndash 1228 + 2middot03 = 3874м При-

нимаем длину обрываемого стержня 4 м Определяем аналитически величину поперечной силы в месте теоретического

обрыва арматуры ( ) ( )0

2g V l

Q g V x+ sdot

= minus + sdot

438 573 438 1228 7172

Q кНsdot= minus sdot =

Графически поперечная сила была принята 72кН с достаточной степенью точности

41

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ Для проектируемого 8-этажного здания принята сборная железобетонная ко-

лонна сечением 40times40 см Для колонн применяется тяжелый бетон классов по прочности на сжатие не

ниже В15 а для сильно загруженных ndash не ниже В25 Армируются колонны про-дольными стержнями диаметром 16 hellip40 мм из горячекатаной стали А400 А500С и поперечными стержнями преимущественно из горячекатаной стали класса А240

51 Исходные данные Нагрузка на 1 м2 перекрытия принимается такой же как и в предыдущих рас-

четах (см табл 1) Нагрузка на 1 м2 покрытия

Таблица 3 Вид нагрузки Нормативная нагруз-

ка (γf= 1) кНм2

Коэффициент надежности

по нагрузке γf

Расчетная нагрузка

(γfgt 1) кНм2 1 2 3 4

Гидроизоляционный ковер (3 слоя) 0150 13 0195 Армированная цементно-песчаная стяжка δ = 40 мм ρ = 2200 кгм3

0880 13 1144

Керамзит по уклону δ = 100 мм ρ = 600 кгм3

0600 13 0780

Утеплитель ndash минераловатные пли-ты δ = 150 мм ρ = 150 кгм3

0225 12 0270

Пароизоляция 1 слой 0050 13 0065 Многопустотная плита перекрытия с омоноличиванием швов δ = 220 мм

3400 11 3740

Постоянная нагрузка (groof) 5305 6194 Временная нагрузка ndash снеговая S = Sg 1800middot07 = 1260 ndash 1800 в том числе длительная часть снего-вой нагрузки Sl

0630 ndash 0900

Полная нагрузка (groof+ S) 6565 7994 - полная кратковременная снеговая нагрузка и коэффициент μ принимаются по СП 20133302011 или по Приложению 16

42

Материалы для колонны Бетон ndash тяжелый класса по прочности на сжатие В25 расчетное сопротивле-

ние при сжатии Rb = 145 МПа (табл 68[2] Приложение 4) Арматура minus продольная рабочая класса А500С (диаметр 16 hellip40мм) расчётное сопро-

тивление Rs = Rsc = 435 МПа (табл 614[2] Приложение 7) minus поперечная ndash класса А240

52 Определение усилий в колонне

Рассчитывается средняя колонна подвального этажа высотой hfl = 28 м Вы-сота типового этажа hflтакже равна 28 м

Грузовая площадь колонныА = 6times63 = 378 м2 Продольная сила N действующая на колонну определяется по формуле

N = γn(g +Vp + φзV0) nmiddotA + gb(n + 1) + gcol(n + 1) + γn(groof + S)A где n ndash количество этажей В нашем случае n = 8А ndash грузовая площадь g VpV0 ndash соответственно постоянная и временная нагрузки на 1 м2 перекрытия по табл 1

Согласно табл 1 g = 47 кНм2 Vp = 06кНм2V0 = 195кНм2 groof ndash постоянная нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 (groof = 6194 кНм2) S ndash полная снеговая нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 gbndash собственный вес ригеля с учетом γf и γnдлиной (63 ndash 04) = 59 м gb= 385middot59 = 2272кН 385 кНм ndash погонная нагрузка от собственного веса ригеля (см расчет риге-

ля) gcol ndash собственный вес колонны gcol = γnmiddot γf middot ρmiddot Аcolmiddothfl = 10middot11middot2500(10-2) middot04middot04middot28 = 1232 кН φ3 ndash коэффициент сочетаний (коэффициент снижения временных нагрузок в

зависимости от количества этажей) определяемый по формуле (83[1]) 1

30 404n

ϕ minusϕ = +

где φ1= 069 (см расчет ригеля) 10693 0404 0504

8ϕ minus

= + =

N = 10middot(47 +06+ 0504middot195) middot8middot378 + 2272middot (8 + 1) + 1232middot (8 + 1) + + 10middot (6194 + 18) middot378 = 251745кН

53 Расчет колонны по прочности

Расчет по прочности колонны производится как внецентренно сжатого эле-мента со случайным эксцентриситетом еа

3313040

301

=== colа he см 470600280

600=== fl

а

he см еа = 1 см

Однако расчет сжатых элементов из бетона классов В15 hellipВ35 (в нашем слу-чае В25) на действие продольной силы приложенной с эксцентриситетом е0 =

33130

== colа

he см при гибкости l0hcollt 20 допускается производить из условия

N le Nult (816[2])

43

где Nult - предельное значение продольной силы которую может воспринять элемент определяемое по формуле

Nult le ϕ(γb1RbAb + RscAstot) (817[2]) где Ab ndash площадь сечения колонны Astot ndash площадь всей продольной арматуры в сечении колонны l0 ndash расчетная длина колонны подвала с шарнирным опиранием в уровне 1-го

этажа и с жесткой заделкой в уровне фундамента Rscndash расчетное сопротивление арматуры сжатию

l0 = 07(hfl + 15 см) = 07(280 + 15) = 2065 см l0hcol =206540=516lt20 Ab=4040=1600 см2

ϕ - коэффициент принимаемый при длительном действии нагрузки по табл 81[2] или по Приложению 18 в зависимости от гибкости колонны

При l0hcol =516 коэффициент ϕ = 092

1

251745 09 145 1600092 149

435

b b b

s totsc

N R AA

R

γφminus minus sdot sdot

= = = см2

Из условия ванной сварки выпусков продольной арматуры при стыке колонн минимальный ее диаметр должен быть не менее 20 мм

Принимаем 4Oslash22 А500С Asef = 152 см2 152 100 095 021600

micro = sdot = gt тк l0hcolasymp 5

Диаметр поперечной арматуры принимаем Oslash6 А240 (из условия сварки c продольной арматурой) Шаг поперечных стержней s = 300 мм что удовлетворяет конструктивным требованиям (п10314[2]) s le 15d = 15middot22 = 330 мми s le 500 мм

Если μgt3 то шаг поперечных стержней должен быть s le 10d иs le 300 мм Армирование колонны показано на рис11

44

45

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ

61 Исходные данные Грунты основания ndash пески средней плотности условное расчётное сопротив-

ление грунта R0 = 035 МПа = 0035 кНсм2 = 350 кНм2 Бетон тяжелый класса В25 Расчетное сопротивление растяжению

Rbt = 105 МПа γb1 = 09 Арматура класса А500С Rs = 435 МПа= 435кНсм2 Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах

γm = 20 кНм3 Высоту фундамента предварительно принимаем 90см C учётом пола подвала

глубина заложения фундамента Н1 = 105 см Расчетное усилие передающееся с колонны на фундамент N = 251745кН Нормативное усилие

Nn = Nγfm = 251745115 = 218735кН где γfm = 115 ndash усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке

62 Определение размера стороны подошвы фундамента Площадь подошвы центрально нагруженного фундамента определяется по

условному давлению на грунт R0 без учета поправок в зависимости от размеров подошвы фундамента и глубины его заложения

0 1

218735 665350 20 105

n

m

NAR Hγ

= = =minus minus sdot

м2

Размер стороны квадратной подошвы фундамента 665 258a A= = = м Принимаем а = 27 м (кратно 03 м) Давление на грунт от расчетной нагрузки

2

Npa

= =251745272 = 3453кНм2 lt R0

63 Определение высоты фундамента Рабочая высота фундамента из условия продавливания

504

2

10 pR

Nhh

btb

col

++minus=

γ

0 3

25174502 05 0 2 0698 0 49809 105 10 3453

h м= minus + = minus + =sdot sdot +

Полная высота фундамента устанавливается из условий 1) продавливания Hf =(h0+005)=0498 + 005 = 0548м 2) заделки колонны в фундаменте

Hf = 15hcol + 025(м) = 15middot04 + 025 = 085 м 3) анкеровки сжатой арматуры колонны Hf = han + 025(м) Базовая длина анкеровки необходимая для передачи усилия в арматуре с

полным расчетным сопротивлением Rs на бетон определяется по формуле [3]

sbond

ssan UR

ARh =0

где As и Us ndash соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения (в нашем случае для арматуры Oslash22

As = 3801см2 Us = πd = 314middot22 = 6908 см) Rbond ndash расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном принимае-

мое равномерно распределенным по длине анкеровки

46

Rbond = γb1middotη1middotη2middotRbt где η1 ndash коэффициент учитывающий влияние вида поверхности арматуры

Для горячекатаной арматуры периодического профиля η1 = 25 η2 - коэффициент учитывающий влияние размера диаметра арматуры при-

нимаемый равным 10 ndash при диаметре продольной арматуры dsle32 мм 09 ndash при ds = 36 мм и ds = 40 мм Rbond = 09middot25middot1middot105 = 236 МПа

0435 3801 10142 236 6908anh смsdot

= =sdot

Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле[3]

efs

calsanan A

Ahh

0α=

где Ascаlи Asef ndash площади поперечного сечения арматуры соответственно требуе-мая по расчету и фактически установленная (для нашего случая Ascаl= 149 см2 Asef = 152 см2) α ndash коэффициент учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного со-стояния бетона и арматуры Для сжатых стержней периодического профиля α = 075Тогда

149075 10142 745615 2anh = sdot sdot = см

Кроме того согласно требованиям [3] фактическую длину анкеровки необ-ходимо принимать han ge 03h0an = 03middot10142 = 3043 см

han ge 15ds = 15middot20 = 30 см han ge20 см Из четырех величин принимаем максимальную длину анкеровки те han = 7456см

Следовательно из условия анкеровки арматуры Hf = 7456 + 25 = 9952см

Принимаем трехступенчатый фундамент общей высотой 100 см и с высотой ступеней 30 см и 40 см При этом ширина первой ступени а1 = 11 м а второй а2 = 18 м

Проверяем отвечает ли рабочая высота нижней ступени h03 = 40 ndash 5 = 35см условию прочности при действии поперечной силы без поперечного армирования в наклонном сечении Для единицы ширины этого сечения (b = 100 см) должно выполняться условие

Q = pl le Qbmin = 05γb1Rbth03b Поперечная сила от давления грунта

Q = pl= 05(а - a2 - 2h03)р где а - размер подошвы фундамента

h03 = 40 ndash 5 = 35см р ndash давление на грунт от расчетной нагрузки (на единицу длины) Q = 05(27 ndash18 - 2middot035) middot34533 = 3453кН Q = 3453кНltQbmin = 05middot09middot105middot103middot035middot10 = 16538кН ndash прочность обеспе-

чена

47

64 Расчет на продавливание

Проверяем нижнюю ступень фундамента на прочность против продавлива-ния

Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производится из условия (887[2]) F le Fbult где Fbult - пре-дельное усилие воспринимаемое бетоном

Fbult = γb1RbtAb

где Fminusпродавливающая сила принимаемая равной продольной силе в колонне подвального этажа на уровне обреза фундамента за вычетом нагрузки создавае-мой реактивным отпором грунта приложенным к подошве фундамента в преде-лах площади с размерами превышающими размер площадки опирания (в дан-ном случае второй ступени фундамента 2 2 18 18 a a мtimes = times ) на величину 0h во всех направлениях Ab ndash площадь расчетного поперечного сечения расположен-ного на расстоянии 05h0от границы площади приложения силы Nс рабочей высо-той сечения h0 В нашем случае h0 = h03 = 025м

Площадь Ab определяется по формуле Ab = Umiddoth03

где U ndash периметр контура расчетного сечения (см рис12а) U = (а2 + 2middot05h03) middot4 = (18 + 2middot05middot035) middot4 = 86 м

Площадь расчётного поперечного сеченияAb = 86middot035 = 301м2 Продавливающая сила равна

F=N-pA1

здесь p=3453 кНм2 minus реактивный отпор грунта A1minusплощадь основания продавливаемого фрагмента нижней ступени фундамен-

та в пределах контура расчётного поперечного сечения равная A1=(a2+205h03)2=(18+205035)2=462 м2

Проверка условия (697) [3] показывает

F=92202 кН lt 09105103301 = 284445 кН

те прочность нижней ступени фундамента против продавливания обеспече-на

48

49

65 Определение площади арматуры подошвы фундамента Подбор арматуры производим в 3-х вертикальныхсечениях фундамента

что позволяет учесть изменение параметров его расчётной схемы в качестве ко-торой принимается консольная балка загруженная действующим снизу вверх равномерно распределенным реактивным отпором грунта Для рассматривае-мых сечений вылет и высота сечения консоли будут разными поэтому выявить наиболее опасное сечение можно только после определения требуемой площади арматуры в каждом из них (см рис13)

Сечение I-I МI-I = 0125р (а ndash hcol)2middot a = 0125middot34533(27 ndash 04)2middot27 = 61654кНmiddotм Площадь сечения арматуры определяем по формуле

2

01

61654 10 165709 09 95 435

I IsI

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение II-II МII-II= 0125р(аndash а1)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 11)2middot27 = 29836кНmiddotм

2

02

29836 10 117209 09 65 435

II IIsII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение III-III МIII-III= 0125р(аndash а2)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 18)2middot27 = 944кНmiddotм

2

03

944 10 68809 09 35 435

III IIIsIII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Из трёх найденных значений подбор арматуры производим по максимально-му значению теAsmax = 1657см2

Шаг стержней принимается от 150 ммдо 300 мм (кратно 50 мм) При ширине подошвы фундамента а le 3 мминимальный диаметр стержней dmin = 10 мм при аgt3 мdmin = 12 мм

Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлени-ях арматурой из стержней Oslash14 А500с шагом 250 мм

Имеем 11Oslash14 А500С с As = 16929см2gtAsI = maxsA = 1657см2 Процент армирования μ

- в сечении I-I 11 01

16929100 100 0156 01110 95

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении II-II 22 02

16929100 100 0145 01180 65

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении III-III 33 03

16929100 100 0179 01270 35

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

Так как во всех сечениях μigtμmin=01 количество принятой арматуры оставляем без изменений В случае μiltμmin=01 диаметр принятой арматуры следует увеличить или уменьшить ее шаг

Конструкция фундамента приведена на рис13

50

51

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 СП 20133302011 Нагрузки и воздействия Актуализированная редакция СНиП 20107-85 М ГУП ЦПП 2011

2 СП 63133302012 Бетонные и железобетонные конструкции Основные положения Актуализированная редакция СНиП 52-101-2003 М ФГУП ЦПП 2004

3 ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований 4 СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные кон-

струкции М ФГУП ЦПП 2005 5 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из

тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

6 Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетон-ных конструкций из тяжелого бетона (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

52

ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Минимальный класс бетона элементов с предварительно напряженной арматурой

Таблица 4

Характеристика напрягаемой Класс бетона арматуры не ниже

Арматура классов

А540-А800

В20 А1000 В30

Арматура классов

Вр1200 Вр1300

В30 Вр1400 Вр1600 Вр1600 В20

К1400 К1500 К1600 К1700 В30

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин ndash acrсult из условия обеспечения сохранности арматуры

Таблица 5

Для элементов к которым не предъявляются требования непрониwаемости значения acrсult принимают равными

При арматуре классов

При продолжительном рас-крытии трещин мм

При непродолжительном раскрытии трещин мм

А240-А600 В500 03 04

А800А1000 Вр1200-Вр1400 К1400К1500(К-19) К1500(К-7)К1600 диаметром 12 мм

02 03

Вр1500 К1500(К-7)К1600 диамет-ром 6 и 9 мм

01 02

53

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Нормативные сопротивления бетона Rbnи Rbtn

Таблица 6

Вид сопротивления

Нормативные сопротивления бетона RbnиRbtn и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй

группы RbserиRbtser МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осевое (призменная прочность)

Rbn и Rbser

75 110 150 185 220 255 290 320 360 395 430

Растяже-ние осевое

Rbtn Rbtser 085 110 135 155 175 195 210 225 245 260 275

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Расчетные сопротивления бетона Rbи Rbt Таблица 7

Видсопротивления

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbи Rbt МПа при классе бетона

по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осе-вое(призменная прочность)

Rb

60 85 115 145 170 195 220 250 275 300 330

Растяжение осевое Rbt

056 075 090 105 115 130 140 150 160 170 180

Полностью таблицы нормативных и расчетных сопротивлений бетона см [2]

54

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения начального модуля упругости бетона Еь Таблица 8

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еьmiddot10-3 МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

190 240 275 300 325 345 360 370 380 390 395

55

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rsn

Таблица 9

Арматура классов

Номинальный диаметр арматуры мм

Нормативные значения сопротивления растяжению Rsnи расчетные значения сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы Rsser МПа

А240 6-40 240

А400 6-40 400

А500 10-40 500

А540 20-40 540

А600 10-40 600

А800 10-32 800

А1000 10-32 1000

В500 3-12 500

Вр500 3-5 500

Вр1200 8 1200

Вр1300 7 1300

Вр1400 4 5 6 1400

Вр1500 3 1500

Вр1600 3-5 1600

К1400(К-7) 15 1400

К1500(К-7) 6 9 12 1500

К1500(К-19) 14 1500

К1600 6 9 12 15 1600

К1700 6-9 1700

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 38: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

38

Rs = 435 МПа = 435 кНсм2 Rb = 170 МПа = 17 кНсм2

493040207190

8813543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х = ξmiddoth0 = 0493middot40 = 1972см Изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля определяется из

условия равновесия М = RsmiddotAs(h0 ndash05х) М(2Oslash20+2Oslash22)= 435middot1388middot(40 ndash 05middot1972) = 181979кНmiddotсм = 182кНmiddotм

182кНmiddotмgt 17081кНmiddotм то есть больше действующего изгибающего момента от полной нагрузки это значит что прочность сечения обеспечена

До опоры доводятся 2Oslash22 А500С h0 = 45 ndash 3 = 42 см (см рис 9) As=76 см2

257042207190

67543=

sdotsdotsdot

sdot=ξ

х1 = ξmiddoth0 = 0257middot42 = 108см Определяем изгибающий момент воспринимаемый сечением ригеля с рабо-

чей арматурой в виде двух стержней доводимых до опоры М(2Oslash22) = RsmiddotAs(2Oslash22) (h0 ndash05х1) М(2Oslash22) = 435middot76middot(42 ndash 05middot108) = 1209996кНmiddotсм =121кНmiddotм

Откладываем в масштабе на эпюре моментов полученные значения изгибаю-щих моментов М(2Oslash20+2Oslash22) и М(2Oslash22) и определяем место теоретического обрыва ра-бочей арматуры ndash это точки пересечения эпюры моментов с горизонтальной ли-нией соответствующей изгибающему моменту воспринимаемому сечением ри-геля с рабочей арматурой в виде двух стержней М(2Oslash22) (рис 10)

Эпюра моментов для этого должна быть построена точно с определением значений изгибающих моментов в

81 в

82 и в

83 пролета

Изгибающий момент в любом сечении ригеля определяется по формуле ( )

2

2xvgxRM Axsdot+

minussdot= где RA ndash опорная реакция х ndash текущая координата

( ) 0 12552A

g v lR Q

+ sdot= = = кН

При 081 lx = = 0716 м

2

18

438 07161255 0716 7862

M кН мsdot= sdot minus = sdot

При 082 lx = = 1433 м

2

28

438 14331255 1433 13482

M кН мsdot= sdot minus = sdot

39

40

При 083 lx = = 2149 м

0

2

38

438 21491255 2149 16852l

M кН мsdot= sdot minus = sdot

Длина анкеровки обрываемых стержней определяется по следующей зависи-мости

ddqQw

sw

1552

ge+= где d ndash диаметр обрываемой арматуры

Поперечная сила Q определяется графически в месте теоретического обрыва в данном случае Q = 72кН

Поперечные стержни Oslash8 А400 Rsw = 285 МПа с Аsw = 101см2 в месте теоре-тического обрыва имеют шаг 10 см

88210

011528=

sdot=

sdot=

w

swswsw S

ARq кНсм

72 5 20 2252 288

W = + sdot =sdot

см что меньше15d=1520=30 см

Принимаем W = 30 см Место теоретического обрыва арматуры можно определить аналитически

Для этого общее выражение для изгибающего момента нужно приравнять момен-ту воспринимаемому сечением ригеля с арматурой 2Oslash22 А500

М(2Oslash22) = 121кНsdotм ( ) ( ) 2 2

0 438 573 4382 2 2 2

g V l g V x xМ x x+ sdot + sdot sdot sdot

= sdot minus = sdot minus

1255х ndash 219х2 = 121 х2 ndash 573х + 553 = 0

212 2865 2865 581 2865 16365х = plusmn minus = plusmn

х1 = 1228м х2 = 553м Это точки теоретического обрыва арматуры Длина обрываемого стержня будет равна 4502ndash 1228 + 2middot03 = 3874м При-

нимаем длину обрываемого стержня 4 м Определяем аналитически величину поперечной силы в месте теоретического

обрыва арматуры ( ) ( )0

2g V l

Q g V x+ sdot

= minus + sdot

438 573 438 1228 7172

Q кНsdot= minus sdot =

Графически поперечная сила была принята 72кН с достаточной степенью точности

41

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ Для проектируемого 8-этажного здания принята сборная железобетонная ко-

лонна сечением 40times40 см Для колонн применяется тяжелый бетон классов по прочности на сжатие не

ниже В15 а для сильно загруженных ndash не ниже В25 Армируются колонны про-дольными стержнями диаметром 16 hellip40 мм из горячекатаной стали А400 А500С и поперечными стержнями преимущественно из горячекатаной стали класса А240

51 Исходные данные Нагрузка на 1 м2 перекрытия принимается такой же как и в предыдущих рас-

четах (см табл 1) Нагрузка на 1 м2 покрытия

Таблица 3 Вид нагрузки Нормативная нагруз-

ка (γf= 1) кНм2

Коэффициент надежности

по нагрузке γf

Расчетная нагрузка

(γfgt 1) кНм2 1 2 3 4

Гидроизоляционный ковер (3 слоя) 0150 13 0195 Армированная цементно-песчаная стяжка δ = 40 мм ρ = 2200 кгм3

0880 13 1144

Керамзит по уклону δ = 100 мм ρ = 600 кгм3

0600 13 0780

Утеплитель ndash минераловатные пли-ты δ = 150 мм ρ = 150 кгм3

0225 12 0270

Пароизоляция 1 слой 0050 13 0065 Многопустотная плита перекрытия с омоноличиванием швов δ = 220 мм

3400 11 3740

Постоянная нагрузка (groof) 5305 6194 Временная нагрузка ndash снеговая S = Sg 1800middot07 = 1260 ndash 1800 в том числе длительная часть снего-вой нагрузки Sl

0630 ndash 0900

Полная нагрузка (groof+ S) 6565 7994 - полная кратковременная снеговая нагрузка и коэффициент μ принимаются по СП 20133302011 или по Приложению 16

42

Материалы для колонны Бетон ndash тяжелый класса по прочности на сжатие В25 расчетное сопротивле-

ние при сжатии Rb = 145 МПа (табл 68[2] Приложение 4) Арматура minus продольная рабочая класса А500С (диаметр 16 hellip40мм) расчётное сопро-

тивление Rs = Rsc = 435 МПа (табл 614[2] Приложение 7) minus поперечная ndash класса А240

52 Определение усилий в колонне

Рассчитывается средняя колонна подвального этажа высотой hfl = 28 м Вы-сота типового этажа hflтакже равна 28 м

Грузовая площадь колонныА = 6times63 = 378 м2 Продольная сила N действующая на колонну определяется по формуле

N = γn(g +Vp + φзV0) nmiddotA + gb(n + 1) + gcol(n + 1) + γn(groof + S)A где n ndash количество этажей В нашем случае n = 8А ndash грузовая площадь g VpV0 ndash соответственно постоянная и временная нагрузки на 1 м2 перекрытия по табл 1

Согласно табл 1 g = 47 кНм2 Vp = 06кНм2V0 = 195кНм2 groof ndash постоянная нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 (groof = 6194 кНм2) S ndash полная снеговая нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 gbndash собственный вес ригеля с учетом γf и γnдлиной (63 ndash 04) = 59 м gb= 385middot59 = 2272кН 385 кНм ndash погонная нагрузка от собственного веса ригеля (см расчет риге-

ля) gcol ndash собственный вес колонны gcol = γnmiddot γf middot ρmiddot Аcolmiddothfl = 10middot11middot2500(10-2) middot04middot04middot28 = 1232 кН φ3 ndash коэффициент сочетаний (коэффициент снижения временных нагрузок в

зависимости от количества этажей) определяемый по формуле (83[1]) 1

30 404n

ϕ minusϕ = +

где φ1= 069 (см расчет ригеля) 10693 0404 0504

8ϕ minus

= + =

N = 10middot(47 +06+ 0504middot195) middot8middot378 + 2272middot (8 + 1) + 1232middot (8 + 1) + + 10middot (6194 + 18) middot378 = 251745кН

53 Расчет колонны по прочности

Расчет по прочности колонны производится как внецентренно сжатого эле-мента со случайным эксцентриситетом еа

3313040

301

=== colа he см 470600280

600=== fl

а

he см еа = 1 см

Однако расчет сжатых элементов из бетона классов В15 hellipВ35 (в нашем слу-чае В25) на действие продольной силы приложенной с эксцентриситетом е0 =

33130

== colа

he см при гибкости l0hcollt 20 допускается производить из условия

N le Nult (816[2])

43

где Nult - предельное значение продольной силы которую может воспринять элемент определяемое по формуле

Nult le ϕ(γb1RbAb + RscAstot) (817[2]) где Ab ndash площадь сечения колонны Astot ndash площадь всей продольной арматуры в сечении колонны l0 ndash расчетная длина колонны подвала с шарнирным опиранием в уровне 1-го

этажа и с жесткой заделкой в уровне фундамента Rscndash расчетное сопротивление арматуры сжатию

l0 = 07(hfl + 15 см) = 07(280 + 15) = 2065 см l0hcol =206540=516lt20 Ab=4040=1600 см2

ϕ - коэффициент принимаемый при длительном действии нагрузки по табл 81[2] или по Приложению 18 в зависимости от гибкости колонны

При l0hcol =516 коэффициент ϕ = 092

1

251745 09 145 1600092 149

435

b b b

s totsc

N R AA

R

γφminus minus sdot sdot

= = = см2

Из условия ванной сварки выпусков продольной арматуры при стыке колонн минимальный ее диаметр должен быть не менее 20 мм

Принимаем 4Oslash22 А500С Asef = 152 см2 152 100 095 021600

micro = sdot = gt тк l0hcolasymp 5

Диаметр поперечной арматуры принимаем Oslash6 А240 (из условия сварки c продольной арматурой) Шаг поперечных стержней s = 300 мм что удовлетворяет конструктивным требованиям (п10314[2]) s le 15d = 15middot22 = 330 мми s le 500 мм

Если μgt3 то шаг поперечных стержней должен быть s le 10d иs le 300 мм Армирование колонны показано на рис11

44

45

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ

61 Исходные данные Грунты основания ndash пески средней плотности условное расчётное сопротив-

ление грунта R0 = 035 МПа = 0035 кНсм2 = 350 кНм2 Бетон тяжелый класса В25 Расчетное сопротивление растяжению

Rbt = 105 МПа γb1 = 09 Арматура класса А500С Rs = 435 МПа= 435кНсм2 Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах

γm = 20 кНм3 Высоту фундамента предварительно принимаем 90см C учётом пола подвала

глубина заложения фундамента Н1 = 105 см Расчетное усилие передающееся с колонны на фундамент N = 251745кН Нормативное усилие

Nn = Nγfm = 251745115 = 218735кН где γfm = 115 ndash усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке

62 Определение размера стороны подошвы фундамента Площадь подошвы центрально нагруженного фундамента определяется по

условному давлению на грунт R0 без учета поправок в зависимости от размеров подошвы фундамента и глубины его заложения

0 1

218735 665350 20 105

n

m

NAR Hγ

= = =minus minus sdot

м2

Размер стороны квадратной подошвы фундамента 665 258a A= = = м Принимаем а = 27 м (кратно 03 м) Давление на грунт от расчетной нагрузки

2

Npa

= =251745272 = 3453кНм2 lt R0

63 Определение высоты фундамента Рабочая высота фундамента из условия продавливания

504

2

10 pR

Nhh

btb

col

++minus=

γ

0 3

25174502 05 0 2 0698 0 49809 105 10 3453

h м= minus + = minus + =sdot sdot +

Полная высота фундамента устанавливается из условий 1) продавливания Hf =(h0+005)=0498 + 005 = 0548м 2) заделки колонны в фундаменте

Hf = 15hcol + 025(м) = 15middot04 + 025 = 085 м 3) анкеровки сжатой арматуры колонны Hf = han + 025(м) Базовая длина анкеровки необходимая для передачи усилия в арматуре с

полным расчетным сопротивлением Rs на бетон определяется по формуле [3]

sbond

ssan UR

ARh =0

где As и Us ndash соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения (в нашем случае для арматуры Oslash22

As = 3801см2 Us = πd = 314middot22 = 6908 см) Rbond ndash расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном принимае-

мое равномерно распределенным по длине анкеровки

46

Rbond = γb1middotη1middotη2middotRbt где η1 ndash коэффициент учитывающий влияние вида поверхности арматуры

Для горячекатаной арматуры периодического профиля η1 = 25 η2 - коэффициент учитывающий влияние размера диаметра арматуры при-

нимаемый равным 10 ndash при диаметре продольной арматуры dsle32 мм 09 ndash при ds = 36 мм и ds = 40 мм Rbond = 09middot25middot1middot105 = 236 МПа

0435 3801 10142 236 6908anh смsdot

= =sdot

Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле[3]

efs

calsanan A

Ahh

0α=

где Ascаlи Asef ndash площади поперечного сечения арматуры соответственно требуе-мая по расчету и фактически установленная (для нашего случая Ascаl= 149 см2 Asef = 152 см2) α ndash коэффициент учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного со-стояния бетона и арматуры Для сжатых стержней периодического профиля α = 075Тогда

149075 10142 745615 2anh = sdot sdot = см

Кроме того согласно требованиям [3] фактическую длину анкеровки необ-ходимо принимать han ge 03h0an = 03middot10142 = 3043 см

han ge 15ds = 15middot20 = 30 см han ge20 см Из четырех величин принимаем максимальную длину анкеровки те han = 7456см

Следовательно из условия анкеровки арматуры Hf = 7456 + 25 = 9952см

Принимаем трехступенчатый фундамент общей высотой 100 см и с высотой ступеней 30 см и 40 см При этом ширина первой ступени а1 = 11 м а второй а2 = 18 м

Проверяем отвечает ли рабочая высота нижней ступени h03 = 40 ndash 5 = 35см условию прочности при действии поперечной силы без поперечного армирования в наклонном сечении Для единицы ширины этого сечения (b = 100 см) должно выполняться условие

Q = pl le Qbmin = 05γb1Rbth03b Поперечная сила от давления грунта

Q = pl= 05(а - a2 - 2h03)р где а - размер подошвы фундамента

h03 = 40 ndash 5 = 35см р ndash давление на грунт от расчетной нагрузки (на единицу длины) Q = 05(27 ndash18 - 2middot035) middot34533 = 3453кН Q = 3453кНltQbmin = 05middot09middot105middot103middot035middot10 = 16538кН ndash прочность обеспе-

чена

47

64 Расчет на продавливание

Проверяем нижнюю ступень фундамента на прочность против продавлива-ния

Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производится из условия (887[2]) F le Fbult где Fbult - пре-дельное усилие воспринимаемое бетоном

Fbult = γb1RbtAb

где Fminusпродавливающая сила принимаемая равной продольной силе в колонне подвального этажа на уровне обреза фундамента за вычетом нагрузки создавае-мой реактивным отпором грунта приложенным к подошве фундамента в преде-лах площади с размерами превышающими размер площадки опирания (в дан-ном случае второй ступени фундамента 2 2 18 18 a a мtimes = times ) на величину 0h во всех направлениях Ab ndash площадь расчетного поперечного сечения расположен-ного на расстоянии 05h0от границы площади приложения силы Nс рабочей высо-той сечения h0 В нашем случае h0 = h03 = 025м

Площадь Ab определяется по формуле Ab = Umiddoth03

где U ndash периметр контура расчетного сечения (см рис12а) U = (а2 + 2middot05h03) middot4 = (18 + 2middot05middot035) middot4 = 86 м

Площадь расчётного поперечного сеченияAb = 86middot035 = 301м2 Продавливающая сила равна

F=N-pA1

здесь p=3453 кНм2 minus реактивный отпор грунта A1minusплощадь основания продавливаемого фрагмента нижней ступени фундамен-

та в пределах контура расчётного поперечного сечения равная A1=(a2+205h03)2=(18+205035)2=462 м2

Проверка условия (697) [3] показывает

F=92202 кН lt 09105103301 = 284445 кН

те прочность нижней ступени фундамента против продавливания обеспече-на

48

49

65 Определение площади арматуры подошвы фундамента Подбор арматуры производим в 3-х вертикальныхсечениях фундамента

что позволяет учесть изменение параметров его расчётной схемы в качестве ко-торой принимается консольная балка загруженная действующим снизу вверх равномерно распределенным реактивным отпором грунта Для рассматривае-мых сечений вылет и высота сечения консоли будут разными поэтому выявить наиболее опасное сечение можно только после определения требуемой площади арматуры в каждом из них (см рис13)

Сечение I-I МI-I = 0125р (а ndash hcol)2middot a = 0125middot34533(27 ndash 04)2middot27 = 61654кНmiddotм Площадь сечения арматуры определяем по формуле

2

01

61654 10 165709 09 95 435

I IsI

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение II-II МII-II= 0125р(аndash а1)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 11)2middot27 = 29836кНmiddotм

2

02

29836 10 117209 09 65 435

II IIsII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение III-III МIII-III= 0125р(аndash а2)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 18)2middot27 = 944кНmiddotм

2

03

944 10 68809 09 35 435

III IIIsIII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Из трёх найденных значений подбор арматуры производим по максимально-му значению теAsmax = 1657см2

Шаг стержней принимается от 150 ммдо 300 мм (кратно 50 мм) При ширине подошвы фундамента а le 3 мминимальный диаметр стержней dmin = 10 мм при аgt3 мdmin = 12 мм

Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлени-ях арматурой из стержней Oslash14 А500с шагом 250 мм

Имеем 11Oslash14 А500С с As = 16929см2gtAsI = maxsA = 1657см2 Процент армирования μ

- в сечении I-I 11 01

16929100 100 0156 01110 95

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении II-II 22 02

16929100 100 0145 01180 65

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении III-III 33 03

16929100 100 0179 01270 35

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

Так как во всех сечениях μigtμmin=01 количество принятой арматуры оставляем без изменений В случае μiltμmin=01 диаметр принятой арматуры следует увеличить или уменьшить ее шаг

Конструкция фундамента приведена на рис13

50

51

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 СП 20133302011 Нагрузки и воздействия Актуализированная редакция СНиП 20107-85 М ГУП ЦПП 2011

2 СП 63133302012 Бетонные и железобетонные конструкции Основные положения Актуализированная редакция СНиП 52-101-2003 М ФГУП ЦПП 2004

3 ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований 4 СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные кон-

струкции М ФГУП ЦПП 2005 5 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из

тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

6 Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетон-ных конструкций из тяжелого бетона (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

52

ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Минимальный класс бетона элементов с предварительно напряженной арматурой

Таблица 4

Характеристика напрягаемой Класс бетона арматуры не ниже

Арматура классов

А540-А800

В20 А1000 В30

Арматура классов

Вр1200 Вр1300

В30 Вр1400 Вр1600 Вр1600 В20

К1400 К1500 К1600 К1700 В30

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин ndash acrсult из условия обеспечения сохранности арматуры

Таблица 5

Для элементов к которым не предъявляются требования непрониwаемости значения acrсult принимают равными

При арматуре классов

При продолжительном рас-крытии трещин мм

При непродолжительном раскрытии трещин мм

А240-А600 В500 03 04

А800А1000 Вр1200-Вр1400 К1400К1500(К-19) К1500(К-7)К1600 диаметром 12 мм

02 03

Вр1500 К1500(К-7)К1600 диамет-ром 6 и 9 мм

01 02

53

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Нормативные сопротивления бетона Rbnи Rbtn

Таблица 6

Вид сопротивления

Нормативные сопротивления бетона RbnиRbtn и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй

группы RbserиRbtser МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осевое (призменная прочность)

Rbn и Rbser

75 110 150 185 220 255 290 320 360 395 430

Растяже-ние осевое

Rbtn Rbtser 085 110 135 155 175 195 210 225 245 260 275

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Расчетные сопротивления бетона Rbи Rbt Таблица 7

Видсопротивления

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbи Rbt МПа при классе бетона

по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осе-вое(призменная прочность)

Rb

60 85 115 145 170 195 220 250 275 300 330

Растяжение осевое Rbt

056 075 090 105 115 130 140 150 160 170 180

Полностью таблицы нормативных и расчетных сопротивлений бетона см [2]

54

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения начального модуля упругости бетона Еь Таблица 8

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еьmiddot10-3 МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

190 240 275 300 325 345 360 370 380 390 395

55

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rsn

Таблица 9

Арматура классов

Номинальный диаметр арматуры мм

Нормативные значения сопротивления растяжению Rsnи расчетные значения сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы Rsser МПа

А240 6-40 240

А400 6-40 400

А500 10-40 500

А540 20-40 540

А600 10-40 600

А800 10-32 800

А1000 10-32 1000

В500 3-12 500

Вр500 3-5 500

Вр1200 8 1200

Вр1300 7 1300

Вр1400 4 5 6 1400

Вр1500 3 1500

Вр1600 3-5 1600

К1400(К-7) 15 1400

К1500(К-7) 6 9 12 1500

К1500(К-19) 14 1500

К1600 6 9 12 15 1600

К1700 6-9 1700

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 39: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

39

40

При 083 lx = = 2149 м

0

2

38

438 21491255 2149 16852l

M кН мsdot= sdot minus = sdot

Длина анкеровки обрываемых стержней определяется по следующей зависи-мости

ddqQw

sw

1552

ge+= где d ndash диаметр обрываемой арматуры

Поперечная сила Q определяется графически в месте теоретического обрыва в данном случае Q = 72кН

Поперечные стержни Oslash8 А400 Rsw = 285 МПа с Аsw = 101см2 в месте теоре-тического обрыва имеют шаг 10 см

88210

011528=

sdot=

sdot=

w

swswsw S

ARq кНсм

72 5 20 2252 288

W = + sdot =sdot

см что меньше15d=1520=30 см

Принимаем W = 30 см Место теоретического обрыва арматуры можно определить аналитически

Для этого общее выражение для изгибающего момента нужно приравнять момен-ту воспринимаемому сечением ригеля с арматурой 2Oslash22 А500

М(2Oslash22) = 121кНsdotм ( ) ( ) 2 2

0 438 573 4382 2 2 2

g V l g V x xМ x x+ sdot + sdot sdot sdot

= sdot minus = sdot minus

1255х ndash 219х2 = 121 х2 ndash 573х + 553 = 0

212 2865 2865 581 2865 16365х = plusmn minus = plusmn

х1 = 1228м х2 = 553м Это точки теоретического обрыва арматуры Длина обрываемого стержня будет равна 4502ndash 1228 + 2middot03 = 3874м При-

нимаем длину обрываемого стержня 4 м Определяем аналитически величину поперечной силы в месте теоретического

обрыва арматуры ( ) ( )0

2g V l

Q g V x+ sdot

= minus + sdot

438 573 438 1228 7172

Q кНsdot= minus sdot =

Графически поперечная сила была принята 72кН с достаточной степенью точности

41

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ Для проектируемого 8-этажного здания принята сборная железобетонная ко-

лонна сечением 40times40 см Для колонн применяется тяжелый бетон классов по прочности на сжатие не

ниже В15 а для сильно загруженных ndash не ниже В25 Армируются колонны про-дольными стержнями диаметром 16 hellip40 мм из горячекатаной стали А400 А500С и поперечными стержнями преимущественно из горячекатаной стали класса А240

51 Исходные данные Нагрузка на 1 м2 перекрытия принимается такой же как и в предыдущих рас-

четах (см табл 1) Нагрузка на 1 м2 покрытия

Таблица 3 Вид нагрузки Нормативная нагруз-

ка (γf= 1) кНм2

Коэффициент надежности

по нагрузке γf

Расчетная нагрузка

(γfgt 1) кНм2 1 2 3 4

Гидроизоляционный ковер (3 слоя) 0150 13 0195 Армированная цементно-песчаная стяжка δ = 40 мм ρ = 2200 кгм3

0880 13 1144

Керамзит по уклону δ = 100 мм ρ = 600 кгм3

0600 13 0780

Утеплитель ndash минераловатные пли-ты δ = 150 мм ρ = 150 кгм3

0225 12 0270

Пароизоляция 1 слой 0050 13 0065 Многопустотная плита перекрытия с омоноличиванием швов δ = 220 мм

3400 11 3740

Постоянная нагрузка (groof) 5305 6194 Временная нагрузка ndash снеговая S = Sg 1800middot07 = 1260 ndash 1800 в том числе длительная часть снего-вой нагрузки Sl

0630 ndash 0900

Полная нагрузка (groof+ S) 6565 7994 - полная кратковременная снеговая нагрузка и коэффициент μ принимаются по СП 20133302011 или по Приложению 16

42

Материалы для колонны Бетон ndash тяжелый класса по прочности на сжатие В25 расчетное сопротивле-

ние при сжатии Rb = 145 МПа (табл 68[2] Приложение 4) Арматура minus продольная рабочая класса А500С (диаметр 16 hellip40мм) расчётное сопро-

тивление Rs = Rsc = 435 МПа (табл 614[2] Приложение 7) minus поперечная ndash класса А240

52 Определение усилий в колонне

Рассчитывается средняя колонна подвального этажа высотой hfl = 28 м Вы-сота типового этажа hflтакже равна 28 м

Грузовая площадь колонныА = 6times63 = 378 м2 Продольная сила N действующая на колонну определяется по формуле

N = γn(g +Vp + φзV0) nmiddotA + gb(n + 1) + gcol(n + 1) + γn(groof + S)A где n ndash количество этажей В нашем случае n = 8А ndash грузовая площадь g VpV0 ndash соответственно постоянная и временная нагрузки на 1 м2 перекрытия по табл 1

Согласно табл 1 g = 47 кНм2 Vp = 06кНм2V0 = 195кНм2 groof ndash постоянная нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 (groof = 6194 кНм2) S ndash полная снеговая нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 gbndash собственный вес ригеля с учетом γf и γnдлиной (63 ndash 04) = 59 м gb= 385middot59 = 2272кН 385 кНм ndash погонная нагрузка от собственного веса ригеля (см расчет риге-

ля) gcol ndash собственный вес колонны gcol = γnmiddot γf middot ρmiddot Аcolmiddothfl = 10middot11middot2500(10-2) middot04middot04middot28 = 1232 кН φ3 ndash коэффициент сочетаний (коэффициент снижения временных нагрузок в

зависимости от количества этажей) определяемый по формуле (83[1]) 1

30 404n

ϕ minusϕ = +

где φ1= 069 (см расчет ригеля) 10693 0404 0504

8ϕ minus

= + =

N = 10middot(47 +06+ 0504middot195) middot8middot378 + 2272middot (8 + 1) + 1232middot (8 + 1) + + 10middot (6194 + 18) middot378 = 251745кН

53 Расчет колонны по прочности

Расчет по прочности колонны производится как внецентренно сжатого эле-мента со случайным эксцентриситетом еа

3313040

301

=== colа he см 470600280

600=== fl

а

he см еа = 1 см

Однако расчет сжатых элементов из бетона классов В15 hellipВ35 (в нашем слу-чае В25) на действие продольной силы приложенной с эксцентриситетом е0 =

33130

== colа

he см при гибкости l0hcollt 20 допускается производить из условия

N le Nult (816[2])

43

где Nult - предельное значение продольной силы которую может воспринять элемент определяемое по формуле

Nult le ϕ(γb1RbAb + RscAstot) (817[2]) где Ab ndash площадь сечения колонны Astot ndash площадь всей продольной арматуры в сечении колонны l0 ndash расчетная длина колонны подвала с шарнирным опиранием в уровне 1-го

этажа и с жесткой заделкой в уровне фундамента Rscndash расчетное сопротивление арматуры сжатию

l0 = 07(hfl + 15 см) = 07(280 + 15) = 2065 см l0hcol =206540=516lt20 Ab=4040=1600 см2

ϕ - коэффициент принимаемый при длительном действии нагрузки по табл 81[2] или по Приложению 18 в зависимости от гибкости колонны

При l0hcol =516 коэффициент ϕ = 092

1

251745 09 145 1600092 149

435

b b b

s totsc

N R AA

R

γφminus minus sdot sdot

= = = см2

Из условия ванной сварки выпусков продольной арматуры при стыке колонн минимальный ее диаметр должен быть не менее 20 мм

Принимаем 4Oslash22 А500С Asef = 152 см2 152 100 095 021600

micro = sdot = gt тк l0hcolasymp 5

Диаметр поперечной арматуры принимаем Oslash6 А240 (из условия сварки c продольной арматурой) Шаг поперечных стержней s = 300 мм что удовлетворяет конструктивным требованиям (п10314[2]) s le 15d = 15middot22 = 330 мми s le 500 мм

Если μgt3 то шаг поперечных стержней должен быть s le 10d иs le 300 мм Армирование колонны показано на рис11

44

45

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ

61 Исходные данные Грунты основания ndash пески средней плотности условное расчётное сопротив-

ление грунта R0 = 035 МПа = 0035 кНсм2 = 350 кНм2 Бетон тяжелый класса В25 Расчетное сопротивление растяжению

Rbt = 105 МПа γb1 = 09 Арматура класса А500С Rs = 435 МПа= 435кНсм2 Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах

γm = 20 кНм3 Высоту фундамента предварительно принимаем 90см C учётом пола подвала

глубина заложения фундамента Н1 = 105 см Расчетное усилие передающееся с колонны на фундамент N = 251745кН Нормативное усилие

Nn = Nγfm = 251745115 = 218735кН где γfm = 115 ndash усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке

62 Определение размера стороны подошвы фундамента Площадь подошвы центрально нагруженного фундамента определяется по

условному давлению на грунт R0 без учета поправок в зависимости от размеров подошвы фундамента и глубины его заложения

0 1

218735 665350 20 105

n

m

NAR Hγ

= = =minus minus sdot

м2

Размер стороны квадратной подошвы фундамента 665 258a A= = = м Принимаем а = 27 м (кратно 03 м) Давление на грунт от расчетной нагрузки

2

Npa

= =251745272 = 3453кНм2 lt R0

63 Определение высоты фундамента Рабочая высота фундамента из условия продавливания

504

2

10 pR

Nhh

btb

col

++minus=

γ

0 3

25174502 05 0 2 0698 0 49809 105 10 3453

h м= minus + = minus + =sdot sdot +

Полная высота фундамента устанавливается из условий 1) продавливания Hf =(h0+005)=0498 + 005 = 0548м 2) заделки колонны в фундаменте

Hf = 15hcol + 025(м) = 15middot04 + 025 = 085 м 3) анкеровки сжатой арматуры колонны Hf = han + 025(м) Базовая длина анкеровки необходимая для передачи усилия в арматуре с

полным расчетным сопротивлением Rs на бетон определяется по формуле [3]

sbond

ssan UR

ARh =0

где As и Us ndash соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения (в нашем случае для арматуры Oslash22

As = 3801см2 Us = πd = 314middot22 = 6908 см) Rbond ndash расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном принимае-

мое равномерно распределенным по длине анкеровки

46

Rbond = γb1middotη1middotη2middotRbt где η1 ndash коэффициент учитывающий влияние вида поверхности арматуры

Для горячекатаной арматуры периодического профиля η1 = 25 η2 - коэффициент учитывающий влияние размера диаметра арматуры при-

нимаемый равным 10 ndash при диаметре продольной арматуры dsle32 мм 09 ndash при ds = 36 мм и ds = 40 мм Rbond = 09middot25middot1middot105 = 236 МПа

0435 3801 10142 236 6908anh смsdot

= =sdot

Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле[3]

efs

calsanan A

Ahh

0α=

где Ascаlи Asef ndash площади поперечного сечения арматуры соответственно требуе-мая по расчету и фактически установленная (для нашего случая Ascаl= 149 см2 Asef = 152 см2) α ndash коэффициент учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного со-стояния бетона и арматуры Для сжатых стержней периодического профиля α = 075Тогда

149075 10142 745615 2anh = sdot sdot = см

Кроме того согласно требованиям [3] фактическую длину анкеровки необ-ходимо принимать han ge 03h0an = 03middot10142 = 3043 см

han ge 15ds = 15middot20 = 30 см han ge20 см Из четырех величин принимаем максимальную длину анкеровки те han = 7456см

Следовательно из условия анкеровки арматуры Hf = 7456 + 25 = 9952см

Принимаем трехступенчатый фундамент общей высотой 100 см и с высотой ступеней 30 см и 40 см При этом ширина первой ступени а1 = 11 м а второй а2 = 18 м

Проверяем отвечает ли рабочая высота нижней ступени h03 = 40 ndash 5 = 35см условию прочности при действии поперечной силы без поперечного армирования в наклонном сечении Для единицы ширины этого сечения (b = 100 см) должно выполняться условие

Q = pl le Qbmin = 05γb1Rbth03b Поперечная сила от давления грунта

Q = pl= 05(а - a2 - 2h03)р где а - размер подошвы фундамента

h03 = 40 ndash 5 = 35см р ndash давление на грунт от расчетной нагрузки (на единицу длины) Q = 05(27 ndash18 - 2middot035) middot34533 = 3453кН Q = 3453кНltQbmin = 05middot09middot105middot103middot035middot10 = 16538кН ndash прочность обеспе-

чена

47

64 Расчет на продавливание

Проверяем нижнюю ступень фундамента на прочность против продавлива-ния

Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производится из условия (887[2]) F le Fbult где Fbult - пре-дельное усилие воспринимаемое бетоном

Fbult = γb1RbtAb

где Fminusпродавливающая сила принимаемая равной продольной силе в колонне подвального этажа на уровне обреза фундамента за вычетом нагрузки создавае-мой реактивным отпором грунта приложенным к подошве фундамента в преде-лах площади с размерами превышающими размер площадки опирания (в дан-ном случае второй ступени фундамента 2 2 18 18 a a мtimes = times ) на величину 0h во всех направлениях Ab ndash площадь расчетного поперечного сечения расположен-ного на расстоянии 05h0от границы площади приложения силы Nс рабочей высо-той сечения h0 В нашем случае h0 = h03 = 025м

Площадь Ab определяется по формуле Ab = Umiddoth03

где U ndash периметр контура расчетного сечения (см рис12а) U = (а2 + 2middot05h03) middot4 = (18 + 2middot05middot035) middot4 = 86 м

Площадь расчётного поперечного сеченияAb = 86middot035 = 301м2 Продавливающая сила равна

F=N-pA1

здесь p=3453 кНм2 minus реактивный отпор грунта A1minusплощадь основания продавливаемого фрагмента нижней ступени фундамен-

та в пределах контура расчётного поперечного сечения равная A1=(a2+205h03)2=(18+205035)2=462 м2

Проверка условия (697) [3] показывает

F=92202 кН lt 09105103301 = 284445 кН

те прочность нижней ступени фундамента против продавливания обеспече-на

48

49

65 Определение площади арматуры подошвы фундамента Подбор арматуры производим в 3-х вертикальныхсечениях фундамента

что позволяет учесть изменение параметров его расчётной схемы в качестве ко-торой принимается консольная балка загруженная действующим снизу вверх равномерно распределенным реактивным отпором грунта Для рассматривае-мых сечений вылет и высота сечения консоли будут разными поэтому выявить наиболее опасное сечение можно только после определения требуемой площади арматуры в каждом из них (см рис13)

Сечение I-I МI-I = 0125р (а ndash hcol)2middot a = 0125middot34533(27 ndash 04)2middot27 = 61654кНmiddotм Площадь сечения арматуры определяем по формуле

2

01

61654 10 165709 09 95 435

I IsI

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение II-II МII-II= 0125р(аndash а1)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 11)2middot27 = 29836кНmiddotм

2

02

29836 10 117209 09 65 435

II IIsII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение III-III МIII-III= 0125р(аndash а2)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 18)2middot27 = 944кНmiddotм

2

03

944 10 68809 09 35 435

III IIIsIII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Из трёх найденных значений подбор арматуры производим по максимально-му значению теAsmax = 1657см2

Шаг стержней принимается от 150 ммдо 300 мм (кратно 50 мм) При ширине подошвы фундамента а le 3 мминимальный диаметр стержней dmin = 10 мм при аgt3 мdmin = 12 мм

Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлени-ях арматурой из стержней Oslash14 А500с шагом 250 мм

Имеем 11Oslash14 А500С с As = 16929см2gtAsI = maxsA = 1657см2 Процент армирования μ

- в сечении I-I 11 01

16929100 100 0156 01110 95

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении II-II 22 02

16929100 100 0145 01180 65

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении III-III 33 03

16929100 100 0179 01270 35

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

Так как во всех сечениях μigtμmin=01 количество принятой арматуры оставляем без изменений В случае μiltμmin=01 диаметр принятой арматуры следует увеличить или уменьшить ее шаг

Конструкция фундамента приведена на рис13

50

51

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 СП 20133302011 Нагрузки и воздействия Актуализированная редакция СНиП 20107-85 М ГУП ЦПП 2011

2 СП 63133302012 Бетонные и железобетонные конструкции Основные положения Актуализированная редакция СНиП 52-101-2003 М ФГУП ЦПП 2004

3 ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований 4 СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные кон-

струкции М ФГУП ЦПП 2005 5 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из

тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

6 Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетон-ных конструкций из тяжелого бетона (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

52

ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Минимальный класс бетона элементов с предварительно напряженной арматурой

Таблица 4

Характеристика напрягаемой Класс бетона арматуры не ниже

Арматура классов

А540-А800

В20 А1000 В30

Арматура классов

Вр1200 Вр1300

В30 Вр1400 Вр1600 Вр1600 В20

К1400 К1500 К1600 К1700 В30

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин ndash acrсult из условия обеспечения сохранности арматуры

Таблица 5

Для элементов к которым не предъявляются требования непрониwаемости значения acrсult принимают равными

При арматуре классов

При продолжительном рас-крытии трещин мм

При непродолжительном раскрытии трещин мм

А240-А600 В500 03 04

А800А1000 Вр1200-Вр1400 К1400К1500(К-19) К1500(К-7)К1600 диаметром 12 мм

02 03

Вр1500 К1500(К-7)К1600 диамет-ром 6 и 9 мм

01 02

53

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Нормативные сопротивления бетона Rbnи Rbtn

Таблица 6

Вид сопротивления

Нормативные сопротивления бетона RbnиRbtn и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй

группы RbserиRbtser МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осевое (призменная прочность)

Rbn и Rbser

75 110 150 185 220 255 290 320 360 395 430

Растяже-ние осевое

Rbtn Rbtser 085 110 135 155 175 195 210 225 245 260 275

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Расчетные сопротивления бетона Rbи Rbt Таблица 7

Видсопротивления

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbи Rbt МПа при классе бетона

по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осе-вое(призменная прочность)

Rb

60 85 115 145 170 195 220 250 275 300 330

Растяжение осевое Rbt

056 075 090 105 115 130 140 150 160 170 180

Полностью таблицы нормативных и расчетных сопротивлений бетона см [2]

54

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения начального модуля упругости бетона Еь Таблица 8

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еьmiddot10-3 МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

190 240 275 300 325 345 360 370 380 390 395

55

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rsn

Таблица 9

Арматура классов

Номинальный диаметр арматуры мм

Нормативные значения сопротивления растяжению Rsnи расчетные значения сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы Rsser МПа

А240 6-40 240

А400 6-40 400

А500 10-40 500

А540 20-40 540

А600 10-40 600

А800 10-32 800

А1000 10-32 1000

В500 3-12 500

Вр500 3-5 500

Вр1200 8 1200

Вр1300 7 1300

Вр1400 4 5 6 1400

Вр1500 3 1500

Вр1600 3-5 1600

К1400(К-7) 15 1400

К1500(К-7) 6 9 12 1500

К1500(К-19) 14 1500

К1600 6 9 12 15 1600

К1700 6-9 1700

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 40: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

40

При 083 lx = = 2149 м

0

2

38

438 21491255 2149 16852l

M кН мsdot= sdot minus = sdot

Длина анкеровки обрываемых стержней определяется по следующей зависи-мости

ddqQw

sw

1552

ge+= где d ndash диаметр обрываемой арматуры

Поперечная сила Q определяется графически в месте теоретического обрыва в данном случае Q = 72кН

Поперечные стержни Oslash8 А400 Rsw = 285 МПа с Аsw = 101см2 в месте теоре-тического обрыва имеют шаг 10 см

88210

011528=

sdot=

sdot=

w

swswsw S

ARq кНсм

72 5 20 2252 288

W = + sdot =sdot

см что меньше15d=1520=30 см

Принимаем W = 30 см Место теоретического обрыва арматуры можно определить аналитически

Для этого общее выражение для изгибающего момента нужно приравнять момен-ту воспринимаемому сечением ригеля с арматурой 2Oslash22 А500

М(2Oslash22) = 121кНsdotм ( ) ( ) 2 2

0 438 573 4382 2 2 2

g V l g V x xМ x x+ sdot + sdot sdot sdot

= sdot minus = sdot minus

1255х ndash 219х2 = 121 х2 ndash 573х + 553 = 0

212 2865 2865 581 2865 16365х = plusmn minus = plusmn

х1 = 1228м х2 = 553м Это точки теоретического обрыва арматуры Длина обрываемого стержня будет равна 4502ndash 1228 + 2middot03 = 3874м При-

нимаем длину обрываемого стержня 4 м Определяем аналитически величину поперечной силы в месте теоретического

обрыва арматуры ( ) ( )0

2g V l

Q g V x+ sdot

= minus + sdot

438 573 438 1228 7172

Q кНsdot= minus sdot =

Графически поперечная сила была принята 72кН с достаточной степенью точности

41

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ Для проектируемого 8-этажного здания принята сборная железобетонная ко-

лонна сечением 40times40 см Для колонн применяется тяжелый бетон классов по прочности на сжатие не

ниже В15 а для сильно загруженных ndash не ниже В25 Армируются колонны про-дольными стержнями диаметром 16 hellip40 мм из горячекатаной стали А400 А500С и поперечными стержнями преимущественно из горячекатаной стали класса А240

51 Исходные данные Нагрузка на 1 м2 перекрытия принимается такой же как и в предыдущих рас-

четах (см табл 1) Нагрузка на 1 м2 покрытия

Таблица 3 Вид нагрузки Нормативная нагруз-

ка (γf= 1) кНм2

Коэффициент надежности

по нагрузке γf

Расчетная нагрузка

(γfgt 1) кНм2 1 2 3 4

Гидроизоляционный ковер (3 слоя) 0150 13 0195 Армированная цементно-песчаная стяжка δ = 40 мм ρ = 2200 кгм3

0880 13 1144

Керамзит по уклону δ = 100 мм ρ = 600 кгм3

0600 13 0780

Утеплитель ndash минераловатные пли-ты δ = 150 мм ρ = 150 кгм3

0225 12 0270

Пароизоляция 1 слой 0050 13 0065 Многопустотная плита перекрытия с омоноличиванием швов δ = 220 мм

3400 11 3740

Постоянная нагрузка (groof) 5305 6194 Временная нагрузка ndash снеговая S = Sg 1800middot07 = 1260 ndash 1800 в том числе длительная часть снего-вой нагрузки Sl

0630 ndash 0900

Полная нагрузка (groof+ S) 6565 7994 - полная кратковременная снеговая нагрузка и коэффициент μ принимаются по СП 20133302011 или по Приложению 16

42

Материалы для колонны Бетон ndash тяжелый класса по прочности на сжатие В25 расчетное сопротивле-

ние при сжатии Rb = 145 МПа (табл 68[2] Приложение 4) Арматура minus продольная рабочая класса А500С (диаметр 16 hellip40мм) расчётное сопро-

тивление Rs = Rsc = 435 МПа (табл 614[2] Приложение 7) minus поперечная ndash класса А240

52 Определение усилий в колонне

Рассчитывается средняя колонна подвального этажа высотой hfl = 28 м Вы-сота типового этажа hflтакже равна 28 м

Грузовая площадь колонныА = 6times63 = 378 м2 Продольная сила N действующая на колонну определяется по формуле

N = γn(g +Vp + φзV0) nmiddotA + gb(n + 1) + gcol(n + 1) + γn(groof + S)A где n ndash количество этажей В нашем случае n = 8А ndash грузовая площадь g VpV0 ndash соответственно постоянная и временная нагрузки на 1 м2 перекрытия по табл 1

Согласно табл 1 g = 47 кНм2 Vp = 06кНм2V0 = 195кНм2 groof ndash постоянная нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 (groof = 6194 кНм2) S ndash полная снеговая нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 gbndash собственный вес ригеля с учетом γf и γnдлиной (63 ndash 04) = 59 м gb= 385middot59 = 2272кН 385 кНм ndash погонная нагрузка от собственного веса ригеля (см расчет риге-

ля) gcol ndash собственный вес колонны gcol = γnmiddot γf middot ρmiddot Аcolmiddothfl = 10middot11middot2500(10-2) middot04middot04middot28 = 1232 кН φ3 ndash коэффициент сочетаний (коэффициент снижения временных нагрузок в

зависимости от количества этажей) определяемый по формуле (83[1]) 1

30 404n

ϕ minusϕ = +

где φ1= 069 (см расчет ригеля) 10693 0404 0504

8ϕ minus

= + =

N = 10middot(47 +06+ 0504middot195) middot8middot378 + 2272middot (8 + 1) + 1232middot (8 + 1) + + 10middot (6194 + 18) middot378 = 251745кН

53 Расчет колонны по прочности

Расчет по прочности колонны производится как внецентренно сжатого эле-мента со случайным эксцентриситетом еа

3313040

301

=== colа he см 470600280

600=== fl

а

he см еа = 1 см

Однако расчет сжатых элементов из бетона классов В15 hellipВ35 (в нашем слу-чае В25) на действие продольной силы приложенной с эксцентриситетом е0 =

33130

== colа

he см при гибкости l0hcollt 20 допускается производить из условия

N le Nult (816[2])

43

где Nult - предельное значение продольной силы которую может воспринять элемент определяемое по формуле

Nult le ϕ(γb1RbAb + RscAstot) (817[2]) где Ab ndash площадь сечения колонны Astot ndash площадь всей продольной арматуры в сечении колонны l0 ndash расчетная длина колонны подвала с шарнирным опиранием в уровне 1-го

этажа и с жесткой заделкой в уровне фундамента Rscndash расчетное сопротивление арматуры сжатию

l0 = 07(hfl + 15 см) = 07(280 + 15) = 2065 см l0hcol =206540=516lt20 Ab=4040=1600 см2

ϕ - коэффициент принимаемый при длительном действии нагрузки по табл 81[2] или по Приложению 18 в зависимости от гибкости колонны

При l0hcol =516 коэффициент ϕ = 092

1

251745 09 145 1600092 149

435

b b b

s totsc

N R AA

R

γφminus minus sdot sdot

= = = см2

Из условия ванной сварки выпусков продольной арматуры при стыке колонн минимальный ее диаметр должен быть не менее 20 мм

Принимаем 4Oslash22 А500С Asef = 152 см2 152 100 095 021600

micro = sdot = gt тк l0hcolasymp 5

Диаметр поперечной арматуры принимаем Oslash6 А240 (из условия сварки c продольной арматурой) Шаг поперечных стержней s = 300 мм что удовлетворяет конструктивным требованиям (п10314[2]) s le 15d = 15middot22 = 330 мми s le 500 мм

Если μgt3 то шаг поперечных стержней должен быть s le 10d иs le 300 мм Армирование колонны показано на рис11

44

45

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ

61 Исходные данные Грунты основания ndash пески средней плотности условное расчётное сопротив-

ление грунта R0 = 035 МПа = 0035 кНсм2 = 350 кНм2 Бетон тяжелый класса В25 Расчетное сопротивление растяжению

Rbt = 105 МПа γb1 = 09 Арматура класса А500С Rs = 435 МПа= 435кНсм2 Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах

γm = 20 кНм3 Высоту фундамента предварительно принимаем 90см C учётом пола подвала

глубина заложения фундамента Н1 = 105 см Расчетное усилие передающееся с колонны на фундамент N = 251745кН Нормативное усилие

Nn = Nγfm = 251745115 = 218735кН где γfm = 115 ndash усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке

62 Определение размера стороны подошвы фундамента Площадь подошвы центрально нагруженного фундамента определяется по

условному давлению на грунт R0 без учета поправок в зависимости от размеров подошвы фундамента и глубины его заложения

0 1

218735 665350 20 105

n

m

NAR Hγ

= = =minus minus sdot

м2

Размер стороны квадратной подошвы фундамента 665 258a A= = = м Принимаем а = 27 м (кратно 03 м) Давление на грунт от расчетной нагрузки

2

Npa

= =251745272 = 3453кНм2 lt R0

63 Определение высоты фундамента Рабочая высота фундамента из условия продавливания

504

2

10 pR

Nhh

btb

col

++minus=

γ

0 3

25174502 05 0 2 0698 0 49809 105 10 3453

h м= minus + = minus + =sdot sdot +

Полная высота фундамента устанавливается из условий 1) продавливания Hf =(h0+005)=0498 + 005 = 0548м 2) заделки колонны в фундаменте

Hf = 15hcol + 025(м) = 15middot04 + 025 = 085 м 3) анкеровки сжатой арматуры колонны Hf = han + 025(м) Базовая длина анкеровки необходимая для передачи усилия в арматуре с

полным расчетным сопротивлением Rs на бетон определяется по формуле [3]

sbond

ssan UR

ARh =0

где As и Us ndash соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения (в нашем случае для арматуры Oslash22

As = 3801см2 Us = πd = 314middot22 = 6908 см) Rbond ndash расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном принимае-

мое равномерно распределенным по длине анкеровки

46

Rbond = γb1middotη1middotη2middotRbt где η1 ndash коэффициент учитывающий влияние вида поверхности арматуры

Для горячекатаной арматуры периодического профиля η1 = 25 η2 - коэффициент учитывающий влияние размера диаметра арматуры при-

нимаемый равным 10 ndash при диаметре продольной арматуры dsle32 мм 09 ndash при ds = 36 мм и ds = 40 мм Rbond = 09middot25middot1middot105 = 236 МПа

0435 3801 10142 236 6908anh смsdot

= =sdot

Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле[3]

efs

calsanan A

Ahh

0α=

где Ascаlи Asef ndash площади поперечного сечения арматуры соответственно требуе-мая по расчету и фактически установленная (для нашего случая Ascаl= 149 см2 Asef = 152 см2) α ndash коэффициент учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного со-стояния бетона и арматуры Для сжатых стержней периодического профиля α = 075Тогда

149075 10142 745615 2anh = sdot sdot = см

Кроме того согласно требованиям [3] фактическую длину анкеровки необ-ходимо принимать han ge 03h0an = 03middot10142 = 3043 см

han ge 15ds = 15middot20 = 30 см han ge20 см Из четырех величин принимаем максимальную длину анкеровки те han = 7456см

Следовательно из условия анкеровки арматуры Hf = 7456 + 25 = 9952см

Принимаем трехступенчатый фундамент общей высотой 100 см и с высотой ступеней 30 см и 40 см При этом ширина первой ступени а1 = 11 м а второй а2 = 18 м

Проверяем отвечает ли рабочая высота нижней ступени h03 = 40 ndash 5 = 35см условию прочности при действии поперечной силы без поперечного армирования в наклонном сечении Для единицы ширины этого сечения (b = 100 см) должно выполняться условие

Q = pl le Qbmin = 05γb1Rbth03b Поперечная сила от давления грунта

Q = pl= 05(а - a2 - 2h03)р где а - размер подошвы фундамента

h03 = 40 ndash 5 = 35см р ndash давление на грунт от расчетной нагрузки (на единицу длины) Q = 05(27 ndash18 - 2middot035) middot34533 = 3453кН Q = 3453кНltQbmin = 05middot09middot105middot103middot035middot10 = 16538кН ndash прочность обеспе-

чена

47

64 Расчет на продавливание

Проверяем нижнюю ступень фундамента на прочность против продавлива-ния

Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производится из условия (887[2]) F le Fbult где Fbult - пре-дельное усилие воспринимаемое бетоном

Fbult = γb1RbtAb

где Fminusпродавливающая сила принимаемая равной продольной силе в колонне подвального этажа на уровне обреза фундамента за вычетом нагрузки создавае-мой реактивным отпором грунта приложенным к подошве фундамента в преде-лах площади с размерами превышающими размер площадки опирания (в дан-ном случае второй ступени фундамента 2 2 18 18 a a мtimes = times ) на величину 0h во всех направлениях Ab ndash площадь расчетного поперечного сечения расположен-ного на расстоянии 05h0от границы площади приложения силы Nс рабочей высо-той сечения h0 В нашем случае h0 = h03 = 025м

Площадь Ab определяется по формуле Ab = Umiddoth03

где U ndash периметр контура расчетного сечения (см рис12а) U = (а2 + 2middot05h03) middot4 = (18 + 2middot05middot035) middot4 = 86 м

Площадь расчётного поперечного сеченияAb = 86middot035 = 301м2 Продавливающая сила равна

F=N-pA1

здесь p=3453 кНм2 minus реактивный отпор грунта A1minusплощадь основания продавливаемого фрагмента нижней ступени фундамен-

та в пределах контура расчётного поперечного сечения равная A1=(a2+205h03)2=(18+205035)2=462 м2

Проверка условия (697) [3] показывает

F=92202 кН lt 09105103301 = 284445 кН

те прочность нижней ступени фундамента против продавливания обеспече-на

48

49

65 Определение площади арматуры подошвы фундамента Подбор арматуры производим в 3-х вертикальныхсечениях фундамента

что позволяет учесть изменение параметров его расчётной схемы в качестве ко-торой принимается консольная балка загруженная действующим снизу вверх равномерно распределенным реактивным отпором грунта Для рассматривае-мых сечений вылет и высота сечения консоли будут разными поэтому выявить наиболее опасное сечение можно только после определения требуемой площади арматуры в каждом из них (см рис13)

Сечение I-I МI-I = 0125р (а ndash hcol)2middot a = 0125middot34533(27 ndash 04)2middot27 = 61654кНmiddotм Площадь сечения арматуры определяем по формуле

2

01

61654 10 165709 09 95 435

I IsI

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение II-II МII-II= 0125р(аndash а1)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 11)2middot27 = 29836кНmiddotм

2

02

29836 10 117209 09 65 435

II IIsII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение III-III МIII-III= 0125р(аndash а2)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 18)2middot27 = 944кНmiddotм

2

03

944 10 68809 09 35 435

III IIIsIII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Из трёх найденных значений подбор арматуры производим по максимально-му значению теAsmax = 1657см2

Шаг стержней принимается от 150 ммдо 300 мм (кратно 50 мм) При ширине подошвы фундамента а le 3 мминимальный диаметр стержней dmin = 10 мм при аgt3 мdmin = 12 мм

Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлени-ях арматурой из стержней Oslash14 А500с шагом 250 мм

Имеем 11Oslash14 А500С с As = 16929см2gtAsI = maxsA = 1657см2 Процент армирования μ

- в сечении I-I 11 01

16929100 100 0156 01110 95

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении II-II 22 02

16929100 100 0145 01180 65

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении III-III 33 03

16929100 100 0179 01270 35

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

Так как во всех сечениях μigtμmin=01 количество принятой арматуры оставляем без изменений В случае μiltμmin=01 диаметр принятой арматуры следует увеличить или уменьшить ее шаг

Конструкция фундамента приведена на рис13

50

51

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 СП 20133302011 Нагрузки и воздействия Актуализированная редакция СНиП 20107-85 М ГУП ЦПП 2011

2 СП 63133302012 Бетонные и железобетонные конструкции Основные положения Актуализированная редакция СНиП 52-101-2003 М ФГУП ЦПП 2004

3 ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований 4 СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные кон-

струкции М ФГУП ЦПП 2005 5 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из

тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

6 Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетон-ных конструкций из тяжелого бетона (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

52

ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Минимальный класс бетона элементов с предварительно напряженной арматурой

Таблица 4

Характеристика напрягаемой Класс бетона арматуры не ниже

Арматура классов

А540-А800

В20 А1000 В30

Арматура классов

Вр1200 Вр1300

В30 Вр1400 Вр1600 Вр1600 В20

К1400 К1500 К1600 К1700 В30

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин ndash acrсult из условия обеспечения сохранности арматуры

Таблица 5

Для элементов к которым не предъявляются требования непрониwаемости значения acrсult принимают равными

При арматуре классов

При продолжительном рас-крытии трещин мм

При непродолжительном раскрытии трещин мм

А240-А600 В500 03 04

А800А1000 Вр1200-Вр1400 К1400К1500(К-19) К1500(К-7)К1600 диаметром 12 мм

02 03

Вр1500 К1500(К-7)К1600 диамет-ром 6 и 9 мм

01 02

53

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Нормативные сопротивления бетона Rbnи Rbtn

Таблица 6

Вид сопротивления

Нормативные сопротивления бетона RbnиRbtn и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй

группы RbserиRbtser МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осевое (призменная прочность)

Rbn и Rbser

75 110 150 185 220 255 290 320 360 395 430

Растяже-ние осевое

Rbtn Rbtser 085 110 135 155 175 195 210 225 245 260 275

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Расчетные сопротивления бетона Rbи Rbt Таблица 7

Видсопротивления

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbи Rbt МПа при классе бетона

по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осе-вое(призменная прочность)

Rb

60 85 115 145 170 195 220 250 275 300 330

Растяжение осевое Rbt

056 075 090 105 115 130 140 150 160 170 180

Полностью таблицы нормативных и расчетных сопротивлений бетона см [2]

54

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения начального модуля упругости бетона Еь Таблица 8

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еьmiddot10-3 МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

190 240 275 300 325 345 360 370 380 390 395

55

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rsn

Таблица 9

Арматура классов

Номинальный диаметр арматуры мм

Нормативные значения сопротивления растяжению Rsnи расчетные значения сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы Rsser МПа

А240 6-40 240

А400 6-40 400

А500 10-40 500

А540 20-40 540

А600 10-40 600

А800 10-32 800

А1000 10-32 1000

В500 3-12 500

Вр500 3-5 500

Вр1200 8 1200

Вр1300 7 1300

Вр1400 4 5 6 1400

Вр1500 3 1500

Вр1600 3-5 1600

К1400(К-7) 15 1400

К1500(К-7) 6 9 12 1500

К1500(К-19) 14 1500

К1600 6 9 12 15 1600

К1700 6-9 1700

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 41: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

41

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ Для проектируемого 8-этажного здания принята сборная железобетонная ко-

лонна сечением 40times40 см Для колонн применяется тяжелый бетон классов по прочности на сжатие не

ниже В15 а для сильно загруженных ndash не ниже В25 Армируются колонны про-дольными стержнями диаметром 16 hellip40 мм из горячекатаной стали А400 А500С и поперечными стержнями преимущественно из горячекатаной стали класса А240

51 Исходные данные Нагрузка на 1 м2 перекрытия принимается такой же как и в предыдущих рас-

четах (см табл 1) Нагрузка на 1 м2 покрытия

Таблица 3 Вид нагрузки Нормативная нагруз-

ка (γf= 1) кНм2

Коэффициент надежности

по нагрузке γf

Расчетная нагрузка

(γfgt 1) кНм2 1 2 3 4

Гидроизоляционный ковер (3 слоя) 0150 13 0195 Армированная цементно-песчаная стяжка δ = 40 мм ρ = 2200 кгм3

0880 13 1144

Керамзит по уклону δ = 100 мм ρ = 600 кгм3

0600 13 0780

Утеплитель ndash минераловатные пли-ты δ = 150 мм ρ = 150 кгм3

0225 12 0270

Пароизоляция 1 слой 0050 13 0065 Многопустотная плита перекрытия с омоноличиванием швов δ = 220 мм

3400 11 3740

Постоянная нагрузка (groof) 5305 6194 Временная нагрузка ndash снеговая S = Sg 1800middot07 = 1260 ndash 1800 в том числе длительная часть снего-вой нагрузки Sl

0630 ndash 0900

Полная нагрузка (groof+ S) 6565 7994 - полная кратковременная снеговая нагрузка и коэффициент μ принимаются по СП 20133302011 или по Приложению 16

42

Материалы для колонны Бетон ndash тяжелый класса по прочности на сжатие В25 расчетное сопротивле-

ние при сжатии Rb = 145 МПа (табл 68[2] Приложение 4) Арматура minus продольная рабочая класса А500С (диаметр 16 hellip40мм) расчётное сопро-

тивление Rs = Rsc = 435 МПа (табл 614[2] Приложение 7) minus поперечная ndash класса А240

52 Определение усилий в колонне

Рассчитывается средняя колонна подвального этажа высотой hfl = 28 м Вы-сота типового этажа hflтакже равна 28 м

Грузовая площадь колонныА = 6times63 = 378 м2 Продольная сила N действующая на колонну определяется по формуле

N = γn(g +Vp + φзV0) nmiddotA + gb(n + 1) + gcol(n + 1) + γn(groof + S)A где n ndash количество этажей В нашем случае n = 8А ndash грузовая площадь g VpV0 ndash соответственно постоянная и временная нагрузки на 1 м2 перекрытия по табл 1

Согласно табл 1 g = 47 кНм2 Vp = 06кНм2V0 = 195кНм2 groof ndash постоянная нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 (groof = 6194 кНм2) S ndash полная снеговая нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 gbndash собственный вес ригеля с учетом γf и γnдлиной (63 ndash 04) = 59 м gb= 385middot59 = 2272кН 385 кНм ndash погонная нагрузка от собственного веса ригеля (см расчет риге-

ля) gcol ndash собственный вес колонны gcol = γnmiddot γf middot ρmiddot Аcolmiddothfl = 10middot11middot2500(10-2) middot04middot04middot28 = 1232 кН φ3 ndash коэффициент сочетаний (коэффициент снижения временных нагрузок в

зависимости от количества этажей) определяемый по формуле (83[1]) 1

30 404n

ϕ minusϕ = +

где φ1= 069 (см расчет ригеля) 10693 0404 0504

8ϕ minus

= + =

N = 10middot(47 +06+ 0504middot195) middot8middot378 + 2272middot (8 + 1) + 1232middot (8 + 1) + + 10middot (6194 + 18) middot378 = 251745кН

53 Расчет колонны по прочности

Расчет по прочности колонны производится как внецентренно сжатого эле-мента со случайным эксцентриситетом еа

3313040

301

=== colа he см 470600280

600=== fl

а

he см еа = 1 см

Однако расчет сжатых элементов из бетона классов В15 hellipВ35 (в нашем слу-чае В25) на действие продольной силы приложенной с эксцентриситетом е0 =

33130

== colа

he см при гибкости l0hcollt 20 допускается производить из условия

N le Nult (816[2])

43

где Nult - предельное значение продольной силы которую может воспринять элемент определяемое по формуле

Nult le ϕ(γb1RbAb + RscAstot) (817[2]) где Ab ndash площадь сечения колонны Astot ndash площадь всей продольной арматуры в сечении колонны l0 ndash расчетная длина колонны подвала с шарнирным опиранием в уровне 1-го

этажа и с жесткой заделкой в уровне фундамента Rscndash расчетное сопротивление арматуры сжатию

l0 = 07(hfl + 15 см) = 07(280 + 15) = 2065 см l0hcol =206540=516lt20 Ab=4040=1600 см2

ϕ - коэффициент принимаемый при длительном действии нагрузки по табл 81[2] или по Приложению 18 в зависимости от гибкости колонны

При l0hcol =516 коэффициент ϕ = 092

1

251745 09 145 1600092 149

435

b b b

s totsc

N R AA

R

γφminus minus sdot sdot

= = = см2

Из условия ванной сварки выпусков продольной арматуры при стыке колонн минимальный ее диаметр должен быть не менее 20 мм

Принимаем 4Oslash22 А500С Asef = 152 см2 152 100 095 021600

micro = sdot = gt тк l0hcolasymp 5

Диаметр поперечной арматуры принимаем Oslash6 А240 (из условия сварки c продольной арматурой) Шаг поперечных стержней s = 300 мм что удовлетворяет конструктивным требованиям (п10314[2]) s le 15d = 15middot22 = 330 мми s le 500 мм

Если μgt3 то шаг поперечных стержней должен быть s le 10d иs le 300 мм Армирование колонны показано на рис11

44

45

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ

61 Исходные данные Грунты основания ndash пески средней плотности условное расчётное сопротив-

ление грунта R0 = 035 МПа = 0035 кНсм2 = 350 кНм2 Бетон тяжелый класса В25 Расчетное сопротивление растяжению

Rbt = 105 МПа γb1 = 09 Арматура класса А500С Rs = 435 МПа= 435кНсм2 Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах

γm = 20 кНм3 Высоту фундамента предварительно принимаем 90см C учётом пола подвала

глубина заложения фундамента Н1 = 105 см Расчетное усилие передающееся с колонны на фундамент N = 251745кН Нормативное усилие

Nn = Nγfm = 251745115 = 218735кН где γfm = 115 ndash усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке

62 Определение размера стороны подошвы фундамента Площадь подошвы центрально нагруженного фундамента определяется по

условному давлению на грунт R0 без учета поправок в зависимости от размеров подошвы фундамента и глубины его заложения

0 1

218735 665350 20 105

n

m

NAR Hγ

= = =minus minus sdot

м2

Размер стороны квадратной подошвы фундамента 665 258a A= = = м Принимаем а = 27 м (кратно 03 м) Давление на грунт от расчетной нагрузки

2

Npa

= =251745272 = 3453кНм2 lt R0

63 Определение высоты фундамента Рабочая высота фундамента из условия продавливания

504

2

10 pR

Nhh

btb

col

++minus=

γ

0 3

25174502 05 0 2 0698 0 49809 105 10 3453

h м= minus + = minus + =sdot sdot +

Полная высота фундамента устанавливается из условий 1) продавливания Hf =(h0+005)=0498 + 005 = 0548м 2) заделки колонны в фундаменте

Hf = 15hcol + 025(м) = 15middot04 + 025 = 085 м 3) анкеровки сжатой арматуры колонны Hf = han + 025(м) Базовая длина анкеровки необходимая для передачи усилия в арматуре с

полным расчетным сопротивлением Rs на бетон определяется по формуле [3]

sbond

ssan UR

ARh =0

где As и Us ndash соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения (в нашем случае для арматуры Oslash22

As = 3801см2 Us = πd = 314middot22 = 6908 см) Rbond ndash расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном принимае-

мое равномерно распределенным по длине анкеровки

46

Rbond = γb1middotη1middotη2middotRbt где η1 ndash коэффициент учитывающий влияние вида поверхности арматуры

Для горячекатаной арматуры периодического профиля η1 = 25 η2 - коэффициент учитывающий влияние размера диаметра арматуры при-

нимаемый равным 10 ndash при диаметре продольной арматуры dsle32 мм 09 ndash при ds = 36 мм и ds = 40 мм Rbond = 09middot25middot1middot105 = 236 МПа

0435 3801 10142 236 6908anh смsdot

= =sdot

Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле[3]

efs

calsanan A

Ahh

0α=

где Ascаlи Asef ndash площади поперечного сечения арматуры соответственно требуе-мая по расчету и фактически установленная (для нашего случая Ascаl= 149 см2 Asef = 152 см2) α ndash коэффициент учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного со-стояния бетона и арматуры Для сжатых стержней периодического профиля α = 075Тогда

149075 10142 745615 2anh = sdot sdot = см

Кроме того согласно требованиям [3] фактическую длину анкеровки необ-ходимо принимать han ge 03h0an = 03middot10142 = 3043 см

han ge 15ds = 15middot20 = 30 см han ge20 см Из четырех величин принимаем максимальную длину анкеровки те han = 7456см

Следовательно из условия анкеровки арматуры Hf = 7456 + 25 = 9952см

Принимаем трехступенчатый фундамент общей высотой 100 см и с высотой ступеней 30 см и 40 см При этом ширина первой ступени а1 = 11 м а второй а2 = 18 м

Проверяем отвечает ли рабочая высота нижней ступени h03 = 40 ndash 5 = 35см условию прочности при действии поперечной силы без поперечного армирования в наклонном сечении Для единицы ширины этого сечения (b = 100 см) должно выполняться условие

Q = pl le Qbmin = 05γb1Rbth03b Поперечная сила от давления грунта

Q = pl= 05(а - a2 - 2h03)р где а - размер подошвы фундамента

h03 = 40 ndash 5 = 35см р ndash давление на грунт от расчетной нагрузки (на единицу длины) Q = 05(27 ndash18 - 2middot035) middot34533 = 3453кН Q = 3453кНltQbmin = 05middot09middot105middot103middot035middot10 = 16538кН ndash прочность обеспе-

чена

47

64 Расчет на продавливание

Проверяем нижнюю ступень фундамента на прочность против продавлива-ния

Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производится из условия (887[2]) F le Fbult где Fbult - пре-дельное усилие воспринимаемое бетоном

Fbult = γb1RbtAb

где Fminusпродавливающая сила принимаемая равной продольной силе в колонне подвального этажа на уровне обреза фундамента за вычетом нагрузки создавае-мой реактивным отпором грунта приложенным к подошве фундамента в преде-лах площади с размерами превышающими размер площадки опирания (в дан-ном случае второй ступени фундамента 2 2 18 18 a a мtimes = times ) на величину 0h во всех направлениях Ab ndash площадь расчетного поперечного сечения расположен-ного на расстоянии 05h0от границы площади приложения силы Nс рабочей высо-той сечения h0 В нашем случае h0 = h03 = 025м

Площадь Ab определяется по формуле Ab = Umiddoth03

где U ndash периметр контура расчетного сечения (см рис12а) U = (а2 + 2middot05h03) middot4 = (18 + 2middot05middot035) middot4 = 86 м

Площадь расчётного поперечного сеченияAb = 86middot035 = 301м2 Продавливающая сила равна

F=N-pA1

здесь p=3453 кНм2 minus реактивный отпор грунта A1minusплощадь основания продавливаемого фрагмента нижней ступени фундамен-

та в пределах контура расчётного поперечного сечения равная A1=(a2+205h03)2=(18+205035)2=462 м2

Проверка условия (697) [3] показывает

F=92202 кН lt 09105103301 = 284445 кН

те прочность нижней ступени фундамента против продавливания обеспече-на

48

49

65 Определение площади арматуры подошвы фундамента Подбор арматуры производим в 3-х вертикальныхсечениях фундамента

что позволяет учесть изменение параметров его расчётной схемы в качестве ко-торой принимается консольная балка загруженная действующим снизу вверх равномерно распределенным реактивным отпором грунта Для рассматривае-мых сечений вылет и высота сечения консоли будут разными поэтому выявить наиболее опасное сечение можно только после определения требуемой площади арматуры в каждом из них (см рис13)

Сечение I-I МI-I = 0125р (а ndash hcol)2middot a = 0125middot34533(27 ndash 04)2middot27 = 61654кНmiddotм Площадь сечения арматуры определяем по формуле

2

01

61654 10 165709 09 95 435

I IsI

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение II-II МII-II= 0125р(аndash а1)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 11)2middot27 = 29836кНmiddotм

2

02

29836 10 117209 09 65 435

II IIsII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение III-III МIII-III= 0125р(аndash а2)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 18)2middot27 = 944кНmiddotм

2

03

944 10 68809 09 35 435

III IIIsIII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Из трёх найденных значений подбор арматуры производим по максимально-му значению теAsmax = 1657см2

Шаг стержней принимается от 150 ммдо 300 мм (кратно 50 мм) При ширине подошвы фундамента а le 3 мминимальный диаметр стержней dmin = 10 мм при аgt3 мdmin = 12 мм

Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлени-ях арматурой из стержней Oslash14 А500с шагом 250 мм

Имеем 11Oslash14 А500С с As = 16929см2gtAsI = maxsA = 1657см2 Процент армирования μ

- в сечении I-I 11 01

16929100 100 0156 01110 95

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении II-II 22 02

16929100 100 0145 01180 65

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении III-III 33 03

16929100 100 0179 01270 35

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

Так как во всех сечениях μigtμmin=01 количество принятой арматуры оставляем без изменений В случае μiltμmin=01 диаметр принятой арматуры следует увеличить или уменьшить ее шаг

Конструкция фундамента приведена на рис13

50

51

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 СП 20133302011 Нагрузки и воздействия Актуализированная редакция СНиП 20107-85 М ГУП ЦПП 2011

2 СП 63133302012 Бетонные и железобетонные конструкции Основные положения Актуализированная редакция СНиП 52-101-2003 М ФГУП ЦПП 2004

3 ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований 4 СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные кон-

струкции М ФГУП ЦПП 2005 5 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из

тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

6 Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетон-ных конструкций из тяжелого бетона (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

52

ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Минимальный класс бетона элементов с предварительно напряженной арматурой

Таблица 4

Характеристика напрягаемой Класс бетона арматуры не ниже

Арматура классов

А540-А800

В20 А1000 В30

Арматура классов

Вр1200 Вр1300

В30 Вр1400 Вр1600 Вр1600 В20

К1400 К1500 К1600 К1700 В30

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин ndash acrсult из условия обеспечения сохранности арматуры

Таблица 5

Для элементов к которым не предъявляются требования непрониwаемости значения acrсult принимают равными

При арматуре классов

При продолжительном рас-крытии трещин мм

При непродолжительном раскрытии трещин мм

А240-А600 В500 03 04

А800А1000 Вр1200-Вр1400 К1400К1500(К-19) К1500(К-7)К1600 диаметром 12 мм

02 03

Вр1500 К1500(К-7)К1600 диамет-ром 6 и 9 мм

01 02

53

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Нормативные сопротивления бетона Rbnи Rbtn

Таблица 6

Вид сопротивления

Нормативные сопротивления бетона RbnиRbtn и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй

группы RbserиRbtser МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осевое (призменная прочность)

Rbn и Rbser

75 110 150 185 220 255 290 320 360 395 430

Растяже-ние осевое

Rbtn Rbtser 085 110 135 155 175 195 210 225 245 260 275

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Расчетные сопротивления бетона Rbи Rbt Таблица 7

Видсопротивления

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbи Rbt МПа при классе бетона

по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осе-вое(призменная прочность)

Rb

60 85 115 145 170 195 220 250 275 300 330

Растяжение осевое Rbt

056 075 090 105 115 130 140 150 160 170 180

Полностью таблицы нормативных и расчетных сопротивлений бетона см [2]

54

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения начального модуля упругости бетона Еь Таблица 8

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еьmiddot10-3 МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

190 240 275 300 325 345 360 370 380 390 395

55

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rsn

Таблица 9

Арматура классов

Номинальный диаметр арматуры мм

Нормативные значения сопротивления растяжению Rsnи расчетные значения сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы Rsser МПа

А240 6-40 240

А400 6-40 400

А500 10-40 500

А540 20-40 540

А600 10-40 600

А800 10-32 800

А1000 10-32 1000

В500 3-12 500

Вр500 3-5 500

Вр1200 8 1200

Вр1300 7 1300

Вр1400 4 5 6 1400

Вр1500 3 1500

Вр1600 3-5 1600

К1400(К-7) 15 1400

К1500(К-7) 6 9 12 1500

К1500(К-19) 14 1500

К1600 6 9 12 15 1600

К1700 6-9 1700

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 42: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

42

Материалы для колонны Бетон ndash тяжелый класса по прочности на сжатие В25 расчетное сопротивле-

ние при сжатии Rb = 145 МПа (табл 68[2] Приложение 4) Арматура minus продольная рабочая класса А500С (диаметр 16 hellip40мм) расчётное сопро-

тивление Rs = Rsc = 435 МПа (табл 614[2] Приложение 7) minus поперечная ndash класса А240

52 Определение усилий в колонне

Рассчитывается средняя колонна подвального этажа высотой hfl = 28 м Вы-сота типового этажа hflтакже равна 28 м

Грузовая площадь колонныА = 6times63 = 378 м2 Продольная сила N действующая на колонну определяется по формуле

N = γn(g +Vp + φзV0) nmiddotA + gb(n + 1) + gcol(n + 1) + γn(groof + S)A где n ndash количество этажей В нашем случае n = 8А ndash грузовая площадь g VpV0 ndash соответственно постоянная и временная нагрузки на 1 м2 перекрытия по табл 1

Согласно табл 1 g = 47 кНм2 Vp = 06кНм2V0 = 195кНм2 groof ndash постоянная нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 (groof = 6194 кНм2) S ndash полная снеговая нагрузка на 1 м2 покрытия по табл 2 gbndash собственный вес ригеля с учетом γf и γnдлиной (63 ndash 04) = 59 м gb= 385middot59 = 2272кН 385 кНм ndash погонная нагрузка от собственного веса ригеля (см расчет риге-

ля) gcol ndash собственный вес колонны gcol = γnmiddot γf middot ρmiddot Аcolmiddothfl = 10middot11middot2500(10-2) middot04middot04middot28 = 1232 кН φ3 ndash коэффициент сочетаний (коэффициент снижения временных нагрузок в

зависимости от количества этажей) определяемый по формуле (83[1]) 1

30 404n

ϕ minusϕ = +

где φ1= 069 (см расчет ригеля) 10693 0404 0504

8ϕ minus

= + =

N = 10middot(47 +06+ 0504middot195) middot8middot378 + 2272middot (8 + 1) + 1232middot (8 + 1) + + 10middot (6194 + 18) middot378 = 251745кН

53 Расчет колонны по прочности

Расчет по прочности колонны производится как внецентренно сжатого эле-мента со случайным эксцентриситетом еа

3313040

301

=== colа he см 470600280

600=== fl

а

he см еа = 1 см

Однако расчет сжатых элементов из бетона классов В15 hellipВ35 (в нашем слу-чае В25) на действие продольной силы приложенной с эксцентриситетом е0 =

33130

== colа

he см при гибкости l0hcollt 20 допускается производить из условия

N le Nult (816[2])

43

где Nult - предельное значение продольной силы которую может воспринять элемент определяемое по формуле

Nult le ϕ(γb1RbAb + RscAstot) (817[2]) где Ab ndash площадь сечения колонны Astot ndash площадь всей продольной арматуры в сечении колонны l0 ndash расчетная длина колонны подвала с шарнирным опиранием в уровне 1-го

этажа и с жесткой заделкой в уровне фундамента Rscndash расчетное сопротивление арматуры сжатию

l0 = 07(hfl + 15 см) = 07(280 + 15) = 2065 см l0hcol =206540=516lt20 Ab=4040=1600 см2

ϕ - коэффициент принимаемый при длительном действии нагрузки по табл 81[2] или по Приложению 18 в зависимости от гибкости колонны

При l0hcol =516 коэффициент ϕ = 092

1

251745 09 145 1600092 149

435

b b b

s totsc

N R AA

R

γφminus minus sdot sdot

= = = см2

Из условия ванной сварки выпусков продольной арматуры при стыке колонн минимальный ее диаметр должен быть не менее 20 мм

Принимаем 4Oslash22 А500С Asef = 152 см2 152 100 095 021600

micro = sdot = gt тк l0hcolasymp 5

Диаметр поперечной арматуры принимаем Oslash6 А240 (из условия сварки c продольной арматурой) Шаг поперечных стержней s = 300 мм что удовлетворяет конструктивным требованиям (п10314[2]) s le 15d = 15middot22 = 330 мми s le 500 мм

Если μgt3 то шаг поперечных стержней должен быть s le 10d иs le 300 мм Армирование колонны показано на рис11

44

45

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ

61 Исходные данные Грунты основания ndash пески средней плотности условное расчётное сопротив-

ление грунта R0 = 035 МПа = 0035 кНсм2 = 350 кНм2 Бетон тяжелый класса В25 Расчетное сопротивление растяжению

Rbt = 105 МПа γb1 = 09 Арматура класса А500С Rs = 435 МПа= 435кНсм2 Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах

γm = 20 кНм3 Высоту фундамента предварительно принимаем 90см C учётом пола подвала

глубина заложения фундамента Н1 = 105 см Расчетное усилие передающееся с колонны на фундамент N = 251745кН Нормативное усилие

Nn = Nγfm = 251745115 = 218735кН где γfm = 115 ndash усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке

62 Определение размера стороны подошвы фундамента Площадь подошвы центрально нагруженного фундамента определяется по

условному давлению на грунт R0 без учета поправок в зависимости от размеров подошвы фундамента и глубины его заложения

0 1

218735 665350 20 105

n

m

NAR Hγ

= = =minus minus sdot

м2

Размер стороны квадратной подошвы фундамента 665 258a A= = = м Принимаем а = 27 м (кратно 03 м) Давление на грунт от расчетной нагрузки

2

Npa

= =251745272 = 3453кНм2 lt R0

63 Определение высоты фундамента Рабочая высота фундамента из условия продавливания

504

2

10 pR

Nhh

btb

col

++minus=

γ

0 3

25174502 05 0 2 0698 0 49809 105 10 3453

h м= minus + = minus + =sdot sdot +

Полная высота фундамента устанавливается из условий 1) продавливания Hf =(h0+005)=0498 + 005 = 0548м 2) заделки колонны в фундаменте

Hf = 15hcol + 025(м) = 15middot04 + 025 = 085 м 3) анкеровки сжатой арматуры колонны Hf = han + 025(м) Базовая длина анкеровки необходимая для передачи усилия в арматуре с

полным расчетным сопротивлением Rs на бетон определяется по формуле [3]

sbond

ssan UR

ARh =0

где As и Us ndash соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения (в нашем случае для арматуры Oslash22

As = 3801см2 Us = πd = 314middot22 = 6908 см) Rbond ndash расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном принимае-

мое равномерно распределенным по длине анкеровки

46

Rbond = γb1middotη1middotη2middotRbt где η1 ndash коэффициент учитывающий влияние вида поверхности арматуры

Для горячекатаной арматуры периодического профиля η1 = 25 η2 - коэффициент учитывающий влияние размера диаметра арматуры при-

нимаемый равным 10 ndash при диаметре продольной арматуры dsle32 мм 09 ndash при ds = 36 мм и ds = 40 мм Rbond = 09middot25middot1middot105 = 236 МПа

0435 3801 10142 236 6908anh смsdot

= =sdot

Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле[3]

efs

calsanan A

Ahh

0α=

где Ascаlи Asef ndash площади поперечного сечения арматуры соответственно требуе-мая по расчету и фактически установленная (для нашего случая Ascаl= 149 см2 Asef = 152 см2) α ndash коэффициент учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного со-стояния бетона и арматуры Для сжатых стержней периодического профиля α = 075Тогда

149075 10142 745615 2anh = sdot sdot = см

Кроме того согласно требованиям [3] фактическую длину анкеровки необ-ходимо принимать han ge 03h0an = 03middot10142 = 3043 см

han ge 15ds = 15middot20 = 30 см han ge20 см Из четырех величин принимаем максимальную длину анкеровки те han = 7456см

Следовательно из условия анкеровки арматуры Hf = 7456 + 25 = 9952см

Принимаем трехступенчатый фундамент общей высотой 100 см и с высотой ступеней 30 см и 40 см При этом ширина первой ступени а1 = 11 м а второй а2 = 18 м

Проверяем отвечает ли рабочая высота нижней ступени h03 = 40 ndash 5 = 35см условию прочности при действии поперечной силы без поперечного армирования в наклонном сечении Для единицы ширины этого сечения (b = 100 см) должно выполняться условие

Q = pl le Qbmin = 05γb1Rbth03b Поперечная сила от давления грунта

Q = pl= 05(а - a2 - 2h03)р где а - размер подошвы фундамента

h03 = 40 ndash 5 = 35см р ndash давление на грунт от расчетной нагрузки (на единицу длины) Q = 05(27 ndash18 - 2middot035) middot34533 = 3453кН Q = 3453кНltQbmin = 05middot09middot105middot103middot035middot10 = 16538кН ndash прочность обеспе-

чена

47

64 Расчет на продавливание

Проверяем нижнюю ступень фундамента на прочность против продавлива-ния

Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производится из условия (887[2]) F le Fbult где Fbult - пре-дельное усилие воспринимаемое бетоном

Fbult = γb1RbtAb

где Fminusпродавливающая сила принимаемая равной продольной силе в колонне подвального этажа на уровне обреза фундамента за вычетом нагрузки создавае-мой реактивным отпором грунта приложенным к подошве фундамента в преде-лах площади с размерами превышающими размер площадки опирания (в дан-ном случае второй ступени фундамента 2 2 18 18 a a мtimes = times ) на величину 0h во всех направлениях Ab ndash площадь расчетного поперечного сечения расположен-ного на расстоянии 05h0от границы площади приложения силы Nс рабочей высо-той сечения h0 В нашем случае h0 = h03 = 025м

Площадь Ab определяется по формуле Ab = Umiddoth03

где U ndash периметр контура расчетного сечения (см рис12а) U = (а2 + 2middot05h03) middot4 = (18 + 2middot05middot035) middot4 = 86 м

Площадь расчётного поперечного сеченияAb = 86middot035 = 301м2 Продавливающая сила равна

F=N-pA1

здесь p=3453 кНм2 minus реактивный отпор грунта A1minusплощадь основания продавливаемого фрагмента нижней ступени фундамен-

та в пределах контура расчётного поперечного сечения равная A1=(a2+205h03)2=(18+205035)2=462 м2

Проверка условия (697) [3] показывает

F=92202 кН lt 09105103301 = 284445 кН

те прочность нижней ступени фундамента против продавливания обеспече-на

48

49

65 Определение площади арматуры подошвы фундамента Подбор арматуры производим в 3-х вертикальныхсечениях фундамента

что позволяет учесть изменение параметров его расчётной схемы в качестве ко-торой принимается консольная балка загруженная действующим снизу вверх равномерно распределенным реактивным отпором грунта Для рассматривае-мых сечений вылет и высота сечения консоли будут разными поэтому выявить наиболее опасное сечение можно только после определения требуемой площади арматуры в каждом из них (см рис13)

Сечение I-I МI-I = 0125р (а ndash hcol)2middot a = 0125middot34533(27 ndash 04)2middot27 = 61654кНmiddotм Площадь сечения арматуры определяем по формуле

2

01

61654 10 165709 09 95 435

I IsI

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение II-II МII-II= 0125р(аndash а1)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 11)2middot27 = 29836кНmiddotм

2

02

29836 10 117209 09 65 435

II IIsII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение III-III МIII-III= 0125р(аndash а2)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 18)2middot27 = 944кНmiddotм

2

03

944 10 68809 09 35 435

III IIIsIII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Из трёх найденных значений подбор арматуры производим по максимально-му значению теAsmax = 1657см2

Шаг стержней принимается от 150 ммдо 300 мм (кратно 50 мм) При ширине подошвы фундамента а le 3 мминимальный диаметр стержней dmin = 10 мм при аgt3 мdmin = 12 мм

Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлени-ях арматурой из стержней Oslash14 А500с шагом 250 мм

Имеем 11Oslash14 А500С с As = 16929см2gtAsI = maxsA = 1657см2 Процент армирования μ

- в сечении I-I 11 01

16929100 100 0156 01110 95

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении II-II 22 02

16929100 100 0145 01180 65

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении III-III 33 03

16929100 100 0179 01270 35

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

Так как во всех сечениях μigtμmin=01 количество принятой арматуры оставляем без изменений В случае μiltμmin=01 диаметр принятой арматуры следует увеличить или уменьшить ее шаг

Конструкция фундамента приведена на рис13

50

51

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 СП 20133302011 Нагрузки и воздействия Актуализированная редакция СНиП 20107-85 М ГУП ЦПП 2011

2 СП 63133302012 Бетонные и железобетонные конструкции Основные положения Актуализированная редакция СНиП 52-101-2003 М ФГУП ЦПП 2004

3 ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований 4 СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные кон-

струкции М ФГУП ЦПП 2005 5 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из

тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

6 Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетон-ных конструкций из тяжелого бетона (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

52

ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Минимальный класс бетона элементов с предварительно напряженной арматурой

Таблица 4

Характеристика напрягаемой Класс бетона арматуры не ниже

Арматура классов

А540-А800

В20 А1000 В30

Арматура классов

Вр1200 Вр1300

В30 Вр1400 Вр1600 Вр1600 В20

К1400 К1500 К1600 К1700 В30

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин ndash acrсult из условия обеспечения сохранности арматуры

Таблица 5

Для элементов к которым не предъявляются требования непрониwаемости значения acrсult принимают равными

При арматуре классов

При продолжительном рас-крытии трещин мм

При непродолжительном раскрытии трещин мм

А240-А600 В500 03 04

А800А1000 Вр1200-Вр1400 К1400К1500(К-19) К1500(К-7)К1600 диаметром 12 мм

02 03

Вр1500 К1500(К-7)К1600 диамет-ром 6 и 9 мм

01 02

53

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Нормативные сопротивления бетона Rbnи Rbtn

Таблица 6

Вид сопротивления

Нормативные сопротивления бетона RbnиRbtn и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй

группы RbserиRbtser МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осевое (призменная прочность)

Rbn и Rbser

75 110 150 185 220 255 290 320 360 395 430

Растяже-ние осевое

Rbtn Rbtser 085 110 135 155 175 195 210 225 245 260 275

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Расчетные сопротивления бетона Rbи Rbt Таблица 7

Видсопротивления

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbи Rbt МПа при классе бетона

по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осе-вое(призменная прочность)

Rb

60 85 115 145 170 195 220 250 275 300 330

Растяжение осевое Rbt

056 075 090 105 115 130 140 150 160 170 180

Полностью таблицы нормативных и расчетных сопротивлений бетона см [2]

54

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения начального модуля упругости бетона Еь Таблица 8

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еьmiddot10-3 МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

190 240 275 300 325 345 360 370 380 390 395

55

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rsn

Таблица 9

Арматура классов

Номинальный диаметр арматуры мм

Нормативные значения сопротивления растяжению Rsnи расчетные значения сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы Rsser МПа

А240 6-40 240

А400 6-40 400

А500 10-40 500

А540 20-40 540

А600 10-40 600

А800 10-32 800

А1000 10-32 1000

В500 3-12 500

Вр500 3-5 500

Вр1200 8 1200

Вр1300 7 1300

Вр1400 4 5 6 1400

Вр1500 3 1500

Вр1600 3-5 1600

К1400(К-7) 15 1400

К1500(К-7) 6 9 12 1500

К1500(К-19) 14 1500

К1600 6 9 12 15 1600

К1700 6-9 1700

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 43: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

43

где Nult - предельное значение продольной силы которую может воспринять элемент определяемое по формуле

Nult le ϕ(γb1RbAb + RscAstot) (817[2]) где Ab ndash площадь сечения колонны Astot ndash площадь всей продольной арматуры в сечении колонны l0 ndash расчетная длина колонны подвала с шарнирным опиранием в уровне 1-го

этажа и с жесткой заделкой в уровне фундамента Rscndash расчетное сопротивление арматуры сжатию

l0 = 07(hfl + 15 см) = 07(280 + 15) = 2065 см l0hcol =206540=516lt20 Ab=4040=1600 см2

ϕ - коэффициент принимаемый при длительном действии нагрузки по табл 81[2] или по Приложению 18 в зависимости от гибкости колонны

При l0hcol =516 коэффициент ϕ = 092

1

251745 09 145 1600092 149

435

b b b

s totsc

N R AA

R

γφminus minus sdot sdot

= = = см2

Из условия ванной сварки выпусков продольной арматуры при стыке колонн минимальный ее диаметр должен быть не менее 20 мм

Принимаем 4Oslash22 А500С Asef = 152 см2 152 100 095 021600

micro = sdot = gt тк l0hcolasymp 5

Диаметр поперечной арматуры принимаем Oslash6 А240 (из условия сварки c продольной арматурой) Шаг поперечных стержней s = 300 мм что удовлетворяет конструктивным требованиям (п10314[2]) s le 15d = 15middot22 = 330 мми s le 500 мм

Если μgt3 то шаг поперечных стержней должен быть s le 10d иs le 300 мм Армирование колонны показано на рис11

44

45

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ

61 Исходные данные Грунты основания ndash пески средней плотности условное расчётное сопротив-

ление грунта R0 = 035 МПа = 0035 кНсм2 = 350 кНм2 Бетон тяжелый класса В25 Расчетное сопротивление растяжению

Rbt = 105 МПа γb1 = 09 Арматура класса А500С Rs = 435 МПа= 435кНсм2 Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах

γm = 20 кНм3 Высоту фундамента предварительно принимаем 90см C учётом пола подвала

глубина заложения фундамента Н1 = 105 см Расчетное усилие передающееся с колонны на фундамент N = 251745кН Нормативное усилие

Nn = Nγfm = 251745115 = 218735кН где γfm = 115 ndash усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке

62 Определение размера стороны подошвы фундамента Площадь подошвы центрально нагруженного фундамента определяется по

условному давлению на грунт R0 без учета поправок в зависимости от размеров подошвы фундамента и глубины его заложения

0 1

218735 665350 20 105

n

m

NAR Hγ

= = =minus minus sdot

м2

Размер стороны квадратной подошвы фундамента 665 258a A= = = м Принимаем а = 27 м (кратно 03 м) Давление на грунт от расчетной нагрузки

2

Npa

= =251745272 = 3453кНм2 lt R0

63 Определение высоты фундамента Рабочая высота фундамента из условия продавливания

504

2

10 pR

Nhh

btb

col

++minus=

γ

0 3

25174502 05 0 2 0698 0 49809 105 10 3453

h м= minus + = minus + =sdot sdot +

Полная высота фундамента устанавливается из условий 1) продавливания Hf =(h0+005)=0498 + 005 = 0548м 2) заделки колонны в фундаменте

Hf = 15hcol + 025(м) = 15middot04 + 025 = 085 м 3) анкеровки сжатой арматуры колонны Hf = han + 025(м) Базовая длина анкеровки необходимая для передачи усилия в арматуре с

полным расчетным сопротивлением Rs на бетон определяется по формуле [3]

sbond

ssan UR

ARh =0

где As и Us ndash соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения (в нашем случае для арматуры Oslash22

As = 3801см2 Us = πd = 314middot22 = 6908 см) Rbond ndash расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном принимае-

мое равномерно распределенным по длине анкеровки

46

Rbond = γb1middotη1middotη2middotRbt где η1 ndash коэффициент учитывающий влияние вида поверхности арматуры

Для горячекатаной арматуры периодического профиля η1 = 25 η2 - коэффициент учитывающий влияние размера диаметра арматуры при-

нимаемый равным 10 ndash при диаметре продольной арматуры dsle32 мм 09 ndash при ds = 36 мм и ds = 40 мм Rbond = 09middot25middot1middot105 = 236 МПа

0435 3801 10142 236 6908anh смsdot

= =sdot

Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле[3]

efs

calsanan A

Ahh

0α=

где Ascаlи Asef ndash площади поперечного сечения арматуры соответственно требуе-мая по расчету и фактически установленная (для нашего случая Ascаl= 149 см2 Asef = 152 см2) α ndash коэффициент учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного со-стояния бетона и арматуры Для сжатых стержней периодического профиля α = 075Тогда

149075 10142 745615 2anh = sdot sdot = см

Кроме того согласно требованиям [3] фактическую длину анкеровки необ-ходимо принимать han ge 03h0an = 03middot10142 = 3043 см

han ge 15ds = 15middot20 = 30 см han ge20 см Из четырех величин принимаем максимальную длину анкеровки те han = 7456см

Следовательно из условия анкеровки арматуры Hf = 7456 + 25 = 9952см

Принимаем трехступенчатый фундамент общей высотой 100 см и с высотой ступеней 30 см и 40 см При этом ширина первой ступени а1 = 11 м а второй а2 = 18 м

Проверяем отвечает ли рабочая высота нижней ступени h03 = 40 ndash 5 = 35см условию прочности при действии поперечной силы без поперечного армирования в наклонном сечении Для единицы ширины этого сечения (b = 100 см) должно выполняться условие

Q = pl le Qbmin = 05γb1Rbth03b Поперечная сила от давления грунта

Q = pl= 05(а - a2 - 2h03)р где а - размер подошвы фундамента

h03 = 40 ndash 5 = 35см р ndash давление на грунт от расчетной нагрузки (на единицу длины) Q = 05(27 ndash18 - 2middot035) middot34533 = 3453кН Q = 3453кНltQbmin = 05middot09middot105middot103middot035middot10 = 16538кН ndash прочность обеспе-

чена

47

64 Расчет на продавливание

Проверяем нижнюю ступень фундамента на прочность против продавлива-ния

Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производится из условия (887[2]) F le Fbult где Fbult - пре-дельное усилие воспринимаемое бетоном

Fbult = γb1RbtAb

где Fminusпродавливающая сила принимаемая равной продольной силе в колонне подвального этажа на уровне обреза фундамента за вычетом нагрузки создавае-мой реактивным отпором грунта приложенным к подошве фундамента в преде-лах площади с размерами превышающими размер площадки опирания (в дан-ном случае второй ступени фундамента 2 2 18 18 a a мtimes = times ) на величину 0h во всех направлениях Ab ndash площадь расчетного поперечного сечения расположен-ного на расстоянии 05h0от границы площади приложения силы Nс рабочей высо-той сечения h0 В нашем случае h0 = h03 = 025м

Площадь Ab определяется по формуле Ab = Umiddoth03

где U ndash периметр контура расчетного сечения (см рис12а) U = (а2 + 2middot05h03) middot4 = (18 + 2middot05middot035) middot4 = 86 м

Площадь расчётного поперечного сеченияAb = 86middot035 = 301м2 Продавливающая сила равна

F=N-pA1

здесь p=3453 кНм2 minus реактивный отпор грунта A1minusплощадь основания продавливаемого фрагмента нижней ступени фундамен-

та в пределах контура расчётного поперечного сечения равная A1=(a2+205h03)2=(18+205035)2=462 м2

Проверка условия (697) [3] показывает

F=92202 кН lt 09105103301 = 284445 кН

те прочность нижней ступени фундамента против продавливания обеспече-на

48

49

65 Определение площади арматуры подошвы фундамента Подбор арматуры производим в 3-х вертикальныхсечениях фундамента

что позволяет учесть изменение параметров его расчётной схемы в качестве ко-торой принимается консольная балка загруженная действующим снизу вверх равномерно распределенным реактивным отпором грунта Для рассматривае-мых сечений вылет и высота сечения консоли будут разными поэтому выявить наиболее опасное сечение можно только после определения требуемой площади арматуры в каждом из них (см рис13)

Сечение I-I МI-I = 0125р (а ndash hcol)2middot a = 0125middot34533(27 ndash 04)2middot27 = 61654кНmiddotм Площадь сечения арматуры определяем по формуле

2

01

61654 10 165709 09 95 435

I IsI

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение II-II МII-II= 0125р(аndash а1)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 11)2middot27 = 29836кНmiddotм

2

02

29836 10 117209 09 65 435

II IIsII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение III-III МIII-III= 0125р(аndash а2)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 18)2middot27 = 944кНmiddotм

2

03

944 10 68809 09 35 435

III IIIsIII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Из трёх найденных значений подбор арматуры производим по максимально-му значению теAsmax = 1657см2

Шаг стержней принимается от 150 ммдо 300 мм (кратно 50 мм) При ширине подошвы фундамента а le 3 мминимальный диаметр стержней dmin = 10 мм при аgt3 мdmin = 12 мм

Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлени-ях арматурой из стержней Oslash14 А500с шагом 250 мм

Имеем 11Oslash14 А500С с As = 16929см2gtAsI = maxsA = 1657см2 Процент армирования μ

- в сечении I-I 11 01

16929100 100 0156 01110 95

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении II-II 22 02

16929100 100 0145 01180 65

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении III-III 33 03

16929100 100 0179 01270 35

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

Так как во всех сечениях μigtμmin=01 количество принятой арматуры оставляем без изменений В случае μiltμmin=01 диаметр принятой арматуры следует увеличить или уменьшить ее шаг

Конструкция фундамента приведена на рис13

50

51

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 СП 20133302011 Нагрузки и воздействия Актуализированная редакция СНиП 20107-85 М ГУП ЦПП 2011

2 СП 63133302012 Бетонные и железобетонные конструкции Основные положения Актуализированная редакция СНиП 52-101-2003 М ФГУП ЦПП 2004

3 ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований 4 СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные кон-

струкции М ФГУП ЦПП 2005 5 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из

тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

6 Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетон-ных конструкций из тяжелого бетона (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

52

ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Минимальный класс бетона элементов с предварительно напряженной арматурой

Таблица 4

Характеристика напрягаемой Класс бетона арматуры не ниже

Арматура классов

А540-А800

В20 А1000 В30

Арматура классов

Вр1200 Вр1300

В30 Вр1400 Вр1600 Вр1600 В20

К1400 К1500 К1600 К1700 В30

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин ndash acrсult из условия обеспечения сохранности арматуры

Таблица 5

Для элементов к которым не предъявляются требования непрониwаемости значения acrсult принимают равными

При арматуре классов

При продолжительном рас-крытии трещин мм

При непродолжительном раскрытии трещин мм

А240-А600 В500 03 04

А800А1000 Вр1200-Вр1400 К1400К1500(К-19) К1500(К-7)К1600 диаметром 12 мм

02 03

Вр1500 К1500(К-7)К1600 диамет-ром 6 и 9 мм

01 02

53

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Нормативные сопротивления бетона Rbnи Rbtn

Таблица 6

Вид сопротивления

Нормативные сопротивления бетона RbnиRbtn и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй

группы RbserиRbtser МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осевое (призменная прочность)

Rbn и Rbser

75 110 150 185 220 255 290 320 360 395 430

Растяже-ние осевое

Rbtn Rbtser 085 110 135 155 175 195 210 225 245 260 275

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Расчетные сопротивления бетона Rbи Rbt Таблица 7

Видсопротивления

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbи Rbt МПа при классе бетона

по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осе-вое(призменная прочность)

Rb

60 85 115 145 170 195 220 250 275 300 330

Растяжение осевое Rbt

056 075 090 105 115 130 140 150 160 170 180

Полностью таблицы нормативных и расчетных сопротивлений бетона см [2]

54

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения начального модуля упругости бетона Еь Таблица 8

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еьmiddot10-3 МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

190 240 275 300 325 345 360 370 380 390 395

55

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rsn

Таблица 9

Арматура классов

Номинальный диаметр арматуры мм

Нормативные значения сопротивления растяжению Rsnи расчетные значения сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы Rsser МПа

А240 6-40 240

А400 6-40 400

А500 10-40 500

А540 20-40 540

А600 10-40 600

А800 10-32 800

А1000 10-32 1000

В500 3-12 500

Вр500 3-5 500

Вр1200 8 1200

Вр1300 7 1300

Вр1400 4 5 6 1400

Вр1500 3 1500

Вр1600 3-5 1600

К1400(К-7) 15 1400

К1500(К-7) 6 9 12 1500

К1500(К-19) 14 1500

К1600 6 9 12 15 1600

К1700 6-9 1700

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 44: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

44

45

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ

61 Исходные данные Грунты основания ndash пески средней плотности условное расчётное сопротив-

ление грунта R0 = 035 МПа = 0035 кНсм2 = 350 кНм2 Бетон тяжелый класса В25 Расчетное сопротивление растяжению

Rbt = 105 МПа γb1 = 09 Арматура класса А500С Rs = 435 МПа= 435кНсм2 Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах

γm = 20 кНм3 Высоту фундамента предварительно принимаем 90см C учётом пола подвала

глубина заложения фундамента Н1 = 105 см Расчетное усилие передающееся с колонны на фундамент N = 251745кН Нормативное усилие

Nn = Nγfm = 251745115 = 218735кН где γfm = 115 ndash усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке

62 Определение размера стороны подошвы фундамента Площадь подошвы центрально нагруженного фундамента определяется по

условному давлению на грунт R0 без учета поправок в зависимости от размеров подошвы фундамента и глубины его заложения

0 1

218735 665350 20 105

n

m

NAR Hγ

= = =minus minus sdot

м2

Размер стороны квадратной подошвы фундамента 665 258a A= = = м Принимаем а = 27 м (кратно 03 м) Давление на грунт от расчетной нагрузки

2

Npa

= =251745272 = 3453кНм2 lt R0

63 Определение высоты фундамента Рабочая высота фундамента из условия продавливания

504

2

10 pR

Nhh

btb

col

++minus=

γ

0 3

25174502 05 0 2 0698 0 49809 105 10 3453

h м= minus + = minus + =sdot sdot +

Полная высота фундамента устанавливается из условий 1) продавливания Hf =(h0+005)=0498 + 005 = 0548м 2) заделки колонны в фундаменте

Hf = 15hcol + 025(м) = 15middot04 + 025 = 085 м 3) анкеровки сжатой арматуры колонны Hf = han + 025(м) Базовая длина анкеровки необходимая для передачи усилия в арматуре с

полным расчетным сопротивлением Rs на бетон определяется по формуле [3]

sbond

ssan UR

ARh =0

где As и Us ndash соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения (в нашем случае для арматуры Oslash22

As = 3801см2 Us = πd = 314middot22 = 6908 см) Rbond ndash расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном принимае-

мое равномерно распределенным по длине анкеровки

46

Rbond = γb1middotη1middotη2middotRbt где η1 ndash коэффициент учитывающий влияние вида поверхности арматуры

Для горячекатаной арматуры периодического профиля η1 = 25 η2 - коэффициент учитывающий влияние размера диаметра арматуры при-

нимаемый равным 10 ndash при диаметре продольной арматуры dsle32 мм 09 ndash при ds = 36 мм и ds = 40 мм Rbond = 09middot25middot1middot105 = 236 МПа

0435 3801 10142 236 6908anh смsdot

= =sdot

Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле[3]

efs

calsanan A

Ahh

0α=

где Ascаlи Asef ndash площади поперечного сечения арматуры соответственно требуе-мая по расчету и фактически установленная (для нашего случая Ascаl= 149 см2 Asef = 152 см2) α ndash коэффициент учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного со-стояния бетона и арматуры Для сжатых стержней периодического профиля α = 075Тогда

149075 10142 745615 2anh = sdot sdot = см

Кроме того согласно требованиям [3] фактическую длину анкеровки необ-ходимо принимать han ge 03h0an = 03middot10142 = 3043 см

han ge 15ds = 15middot20 = 30 см han ge20 см Из четырех величин принимаем максимальную длину анкеровки те han = 7456см

Следовательно из условия анкеровки арматуры Hf = 7456 + 25 = 9952см

Принимаем трехступенчатый фундамент общей высотой 100 см и с высотой ступеней 30 см и 40 см При этом ширина первой ступени а1 = 11 м а второй а2 = 18 м

Проверяем отвечает ли рабочая высота нижней ступени h03 = 40 ndash 5 = 35см условию прочности при действии поперечной силы без поперечного армирования в наклонном сечении Для единицы ширины этого сечения (b = 100 см) должно выполняться условие

Q = pl le Qbmin = 05γb1Rbth03b Поперечная сила от давления грунта

Q = pl= 05(а - a2 - 2h03)р где а - размер подошвы фундамента

h03 = 40 ndash 5 = 35см р ndash давление на грунт от расчетной нагрузки (на единицу длины) Q = 05(27 ndash18 - 2middot035) middot34533 = 3453кН Q = 3453кНltQbmin = 05middot09middot105middot103middot035middot10 = 16538кН ndash прочность обеспе-

чена

47

64 Расчет на продавливание

Проверяем нижнюю ступень фундамента на прочность против продавлива-ния

Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производится из условия (887[2]) F le Fbult где Fbult - пре-дельное усилие воспринимаемое бетоном

Fbult = γb1RbtAb

где Fminusпродавливающая сила принимаемая равной продольной силе в колонне подвального этажа на уровне обреза фундамента за вычетом нагрузки создавае-мой реактивным отпором грунта приложенным к подошве фундамента в преде-лах площади с размерами превышающими размер площадки опирания (в дан-ном случае второй ступени фундамента 2 2 18 18 a a мtimes = times ) на величину 0h во всех направлениях Ab ndash площадь расчетного поперечного сечения расположен-ного на расстоянии 05h0от границы площади приложения силы Nс рабочей высо-той сечения h0 В нашем случае h0 = h03 = 025м

Площадь Ab определяется по формуле Ab = Umiddoth03

где U ndash периметр контура расчетного сечения (см рис12а) U = (а2 + 2middot05h03) middot4 = (18 + 2middot05middot035) middot4 = 86 м

Площадь расчётного поперечного сеченияAb = 86middot035 = 301м2 Продавливающая сила равна

F=N-pA1

здесь p=3453 кНм2 minus реактивный отпор грунта A1minusплощадь основания продавливаемого фрагмента нижней ступени фундамен-

та в пределах контура расчётного поперечного сечения равная A1=(a2+205h03)2=(18+205035)2=462 м2

Проверка условия (697) [3] показывает

F=92202 кН lt 09105103301 = 284445 кН

те прочность нижней ступени фундамента против продавливания обеспече-на

48

49

65 Определение площади арматуры подошвы фундамента Подбор арматуры производим в 3-х вертикальныхсечениях фундамента

что позволяет учесть изменение параметров его расчётной схемы в качестве ко-торой принимается консольная балка загруженная действующим снизу вверх равномерно распределенным реактивным отпором грунта Для рассматривае-мых сечений вылет и высота сечения консоли будут разными поэтому выявить наиболее опасное сечение можно только после определения требуемой площади арматуры в каждом из них (см рис13)

Сечение I-I МI-I = 0125р (а ndash hcol)2middot a = 0125middot34533(27 ndash 04)2middot27 = 61654кНmiddotм Площадь сечения арматуры определяем по формуле

2

01

61654 10 165709 09 95 435

I IsI

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение II-II МII-II= 0125р(аndash а1)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 11)2middot27 = 29836кНmiddotм

2

02

29836 10 117209 09 65 435

II IIsII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение III-III МIII-III= 0125р(аndash а2)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 18)2middot27 = 944кНmiddotм

2

03

944 10 68809 09 35 435

III IIIsIII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Из трёх найденных значений подбор арматуры производим по максимально-му значению теAsmax = 1657см2

Шаг стержней принимается от 150 ммдо 300 мм (кратно 50 мм) При ширине подошвы фундамента а le 3 мминимальный диаметр стержней dmin = 10 мм при аgt3 мdmin = 12 мм

Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлени-ях арматурой из стержней Oslash14 А500с шагом 250 мм

Имеем 11Oslash14 А500С с As = 16929см2gtAsI = maxsA = 1657см2 Процент армирования μ

- в сечении I-I 11 01

16929100 100 0156 01110 95

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении II-II 22 02

16929100 100 0145 01180 65

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении III-III 33 03

16929100 100 0179 01270 35

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

Так как во всех сечениях μigtμmin=01 количество принятой арматуры оставляем без изменений В случае μiltμmin=01 диаметр принятой арматуры следует увеличить или уменьшить ее шаг

Конструкция фундамента приведена на рис13

50

51

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 СП 20133302011 Нагрузки и воздействия Актуализированная редакция СНиП 20107-85 М ГУП ЦПП 2011

2 СП 63133302012 Бетонные и железобетонные конструкции Основные положения Актуализированная редакция СНиП 52-101-2003 М ФГУП ЦПП 2004

3 ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований 4 СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные кон-

струкции М ФГУП ЦПП 2005 5 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из

тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

6 Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетон-ных конструкций из тяжелого бетона (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

52

ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Минимальный класс бетона элементов с предварительно напряженной арматурой

Таблица 4

Характеристика напрягаемой Класс бетона арматуры не ниже

Арматура классов

А540-А800

В20 А1000 В30

Арматура классов

Вр1200 Вр1300

В30 Вр1400 Вр1600 Вр1600 В20

К1400 К1500 К1600 К1700 В30

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин ndash acrсult из условия обеспечения сохранности арматуры

Таблица 5

Для элементов к которым не предъявляются требования непрониwаемости значения acrсult принимают равными

При арматуре классов

При продолжительном рас-крытии трещин мм

При непродолжительном раскрытии трещин мм

А240-А600 В500 03 04

А800А1000 Вр1200-Вр1400 К1400К1500(К-19) К1500(К-7)К1600 диаметром 12 мм

02 03

Вр1500 К1500(К-7)К1600 диамет-ром 6 и 9 мм

01 02

53

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Нормативные сопротивления бетона Rbnи Rbtn

Таблица 6

Вид сопротивления

Нормативные сопротивления бетона RbnиRbtn и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй

группы RbserиRbtser МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осевое (призменная прочность)

Rbn и Rbser

75 110 150 185 220 255 290 320 360 395 430

Растяже-ние осевое

Rbtn Rbtser 085 110 135 155 175 195 210 225 245 260 275

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Расчетные сопротивления бетона Rbи Rbt Таблица 7

Видсопротивления

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbи Rbt МПа при классе бетона

по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осе-вое(призменная прочность)

Rb

60 85 115 145 170 195 220 250 275 300 330

Растяжение осевое Rbt

056 075 090 105 115 130 140 150 160 170 180

Полностью таблицы нормативных и расчетных сопротивлений бетона см [2]

54

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения начального модуля упругости бетона Еь Таблица 8

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еьmiddot10-3 МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

190 240 275 300 325 345 360 370 380 390 395

55

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rsn

Таблица 9

Арматура классов

Номинальный диаметр арматуры мм

Нормативные значения сопротивления растяжению Rsnи расчетные значения сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы Rsser МПа

А240 6-40 240

А400 6-40 400

А500 10-40 500

А540 20-40 540

А600 10-40 600

А800 10-32 800

А1000 10-32 1000

В500 3-12 500

Вр500 3-5 500

Вр1200 8 1200

Вр1300 7 1300

Вр1400 4 5 6 1400

Вр1500 3 1500

Вр1600 3-5 1600

К1400(К-7) 15 1400

К1500(К-7) 6 9 12 1500

К1500(К-19) 14 1500

К1600 6 9 12 15 1600

К1700 6-9 1700

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 45: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

45

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ

61 Исходные данные Грунты основания ndash пески средней плотности условное расчётное сопротив-

ление грунта R0 = 035 МПа = 0035 кНсм2 = 350 кНм2 Бетон тяжелый класса В25 Расчетное сопротивление растяжению

Rbt = 105 МПа γb1 = 09 Арматура класса А500С Rs = 435 МПа= 435кНсм2 Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах

γm = 20 кНм3 Высоту фундамента предварительно принимаем 90см C учётом пола подвала

глубина заложения фундамента Н1 = 105 см Расчетное усилие передающееся с колонны на фундамент N = 251745кН Нормативное усилие

Nn = Nγfm = 251745115 = 218735кН где γfm = 115 ndash усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке

62 Определение размера стороны подошвы фундамента Площадь подошвы центрально нагруженного фундамента определяется по

условному давлению на грунт R0 без учета поправок в зависимости от размеров подошвы фундамента и глубины его заложения

0 1

218735 665350 20 105

n

m

NAR Hγ

= = =minus minus sdot

м2

Размер стороны квадратной подошвы фундамента 665 258a A= = = м Принимаем а = 27 м (кратно 03 м) Давление на грунт от расчетной нагрузки

2

Npa

= =251745272 = 3453кНм2 lt R0

63 Определение высоты фундамента Рабочая высота фундамента из условия продавливания

504

2

10 pR

Nhh

btb

col

++minus=

γ

0 3

25174502 05 0 2 0698 0 49809 105 10 3453

h м= minus + = minus + =sdot sdot +

Полная высота фундамента устанавливается из условий 1) продавливания Hf =(h0+005)=0498 + 005 = 0548м 2) заделки колонны в фундаменте

Hf = 15hcol + 025(м) = 15middot04 + 025 = 085 м 3) анкеровки сжатой арматуры колонны Hf = han + 025(м) Базовая длина анкеровки необходимая для передачи усилия в арматуре с

полным расчетным сопротивлением Rs на бетон определяется по формуле [3]

sbond

ssan UR

ARh =0

где As и Us ndash соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения (в нашем случае для арматуры Oslash22

As = 3801см2 Us = πd = 314middot22 = 6908 см) Rbond ndash расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном принимае-

мое равномерно распределенным по длине анкеровки

46

Rbond = γb1middotη1middotη2middotRbt где η1 ndash коэффициент учитывающий влияние вида поверхности арматуры

Для горячекатаной арматуры периодического профиля η1 = 25 η2 - коэффициент учитывающий влияние размера диаметра арматуры при-

нимаемый равным 10 ndash при диаметре продольной арматуры dsle32 мм 09 ndash при ds = 36 мм и ds = 40 мм Rbond = 09middot25middot1middot105 = 236 МПа

0435 3801 10142 236 6908anh смsdot

= =sdot

Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле[3]

efs

calsanan A

Ahh

0α=

где Ascаlи Asef ndash площади поперечного сечения арматуры соответственно требуе-мая по расчету и фактически установленная (для нашего случая Ascаl= 149 см2 Asef = 152 см2) α ndash коэффициент учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного со-стояния бетона и арматуры Для сжатых стержней периодического профиля α = 075Тогда

149075 10142 745615 2anh = sdot sdot = см

Кроме того согласно требованиям [3] фактическую длину анкеровки необ-ходимо принимать han ge 03h0an = 03middot10142 = 3043 см

han ge 15ds = 15middot20 = 30 см han ge20 см Из четырех величин принимаем максимальную длину анкеровки те han = 7456см

Следовательно из условия анкеровки арматуры Hf = 7456 + 25 = 9952см

Принимаем трехступенчатый фундамент общей высотой 100 см и с высотой ступеней 30 см и 40 см При этом ширина первой ступени а1 = 11 м а второй а2 = 18 м

Проверяем отвечает ли рабочая высота нижней ступени h03 = 40 ndash 5 = 35см условию прочности при действии поперечной силы без поперечного армирования в наклонном сечении Для единицы ширины этого сечения (b = 100 см) должно выполняться условие

Q = pl le Qbmin = 05γb1Rbth03b Поперечная сила от давления грунта

Q = pl= 05(а - a2 - 2h03)р где а - размер подошвы фундамента

h03 = 40 ndash 5 = 35см р ndash давление на грунт от расчетной нагрузки (на единицу длины) Q = 05(27 ndash18 - 2middot035) middot34533 = 3453кН Q = 3453кНltQbmin = 05middot09middot105middot103middot035middot10 = 16538кН ndash прочность обеспе-

чена

47

64 Расчет на продавливание

Проверяем нижнюю ступень фундамента на прочность против продавлива-ния

Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производится из условия (887[2]) F le Fbult где Fbult - пре-дельное усилие воспринимаемое бетоном

Fbult = γb1RbtAb

где Fminusпродавливающая сила принимаемая равной продольной силе в колонне подвального этажа на уровне обреза фундамента за вычетом нагрузки создавае-мой реактивным отпором грунта приложенным к подошве фундамента в преде-лах площади с размерами превышающими размер площадки опирания (в дан-ном случае второй ступени фундамента 2 2 18 18 a a мtimes = times ) на величину 0h во всех направлениях Ab ndash площадь расчетного поперечного сечения расположен-ного на расстоянии 05h0от границы площади приложения силы Nс рабочей высо-той сечения h0 В нашем случае h0 = h03 = 025м

Площадь Ab определяется по формуле Ab = Umiddoth03

где U ndash периметр контура расчетного сечения (см рис12а) U = (а2 + 2middot05h03) middot4 = (18 + 2middot05middot035) middot4 = 86 м

Площадь расчётного поперечного сеченияAb = 86middot035 = 301м2 Продавливающая сила равна

F=N-pA1

здесь p=3453 кНм2 minus реактивный отпор грунта A1minusплощадь основания продавливаемого фрагмента нижней ступени фундамен-

та в пределах контура расчётного поперечного сечения равная A1=(a2+205h03)2=(18+205035)2=462 м2

Проверка условия (697) [3] показывает

F=92202 кН lt 09105103301 = 284445 кН

те прочность нижней ступени фундамента против продавливания обеспече-на

48

49

65 Определение площади арматуры подошвы фундамента Подбор арматуры производим в 3-х вертикальныхсечениях фундамента

что позволяет учесть изменение параметров его расчётной схемы в качестве ко-торой принимается консольная балка загруженная действующим снизу вверх равномерно распределенным реактивным отпором грунта Для рассматривае-мых сечений вылет и высота сечения консоли будут разными поэтому выявить наиболее опасное сечение можно только после определения требуемой площади арматуры в каждом из них (см рис13)

Сечение I-I МI-I = 0125р (а ndash hcol)2middot a = 0125middot34533(27 ndash 04)2middot27 = 61654кНmiddotм Площадь сечения арматуры определяем по формуле

2

01

61654 10 165709 09 95 435

I IsI

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение II-II МII-II= 0125р(аndash а1)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 11)2middot27 = 29836кНmiddotм

2

02

29836 10 117209 09 65 435

II IIsII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение III-III МIII-III= 0125р(аndash а2)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 18)2middot27 = 944кНmiddotм

2

03

944 10 68809 09 35 435

III IIIsIII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Из трёх найденных значений подбор арматуры производим по максимально-му значению теAsmax = 1657см2

Шаг стержней принимается от 150 ммдо 300 мм (кратно 50 мм) При ширине подошвы фундамента а le 3 мминимальный диаметр стержней dmin = 10 мм при аgt3 мdmin = 12 мм

Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлени-ях арматурой из стержней Oslash14 А500с шагом 250 мм

Имеем 11Oslash14 А500С с As = 16929см2gtAsI = maxsA = 1657см2 Процент армирования μ

- в сечении I-I 11 01

16929100 100 0156 01110 95

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении II-II 22 02

16929100 100 0145 01180 65

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении III-III 33 03

16929100 100 0179 01270 35

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

Так как во всех сечениях μigtμmin=01 количество принятой арматуры оставляем без изменений В случае μiltμmin=01 диаметр принятой арматуры следует увеличить или уменьшить ее шаг

Конструкция фундамента приведена на рис13

50

51

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 СП 20133302011 Нагрузки и воздействия Актуализированная редакция СНиП 20107-85 М ГУП ЦПП 2011

2 СП 63133302012 Бетонные и железобетонные конструкции Основные положения Актуализированная редакция СНиП 52-101-2003 М ФГУП ЦПП 2004

3 ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований 4 СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные кон-

струкции М ФГУП ЦПП 2005 5 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из

тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

6 Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетон-ных конструкций из тяжелого бетона (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

52

ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Минимальный класс бетона элементов с предварительно напряженной арматурой

Таблица 4

Характеристика напрягаемой Класс бетона арматуры не ниже

Арматура классов

А540-А800

В20 А1000 В30

Арматура классов

Вр1200 Вр1300

В30 Вр1400 Вр1600 Вр1600 В20

К1400 К1500 К1600 К1700 В30

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин ndash acrсult из условия обеспечения сохранности арматуры

Таблица 5

Для элементов к которым не предъявляются требования непрониwаемости значения acrсult принимают равными

При арматуре классов

При продолжительном рас-крытии трещин мм

При непродолжительном раскрытии трещин мм

А240-А600 В500 03 04

А800А1000 Вр1200-Вр1400 К1400К1500(К-19) К1500(К-7)К1600 диаметром 12 мм

02 03

Вр1500 К1500(К-7)К1600 диамет-ром 6 и 9 мм

01 02

53

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Нормативные сопротивления бетона Rbnи Rbtn

Таблица 6

Вид сопротивления

Нормативные сопротивления бетона RbnиRbtn и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй

группы RbserиRbtser МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осевое (призменная прочность)

Rbn и Rbser

75 110 150 185 220 255 290 320 360 395 430

Растяже-ние осевое

Rbtn Rbtser 085 110 135 155 175 195 210 225 245 260 275

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Расчетные сопротивления бетона Rbи Rbt Таблица 7

Видсопротивления

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbи Rbt МПа при классе бетона

по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осе-вое(призменная прочность)

Rb

60 85 115 145 170 195 220 250 275 300 330

Растяжение осевое Rbt

056 075 090 105 115 130 140 150 160 170 180

Полностью таблицы нормативных и расчетных сопротивлений бетона см [2]

54

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения начального модуля упругости бетона Еь Таблица 8

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еьmiddot10-3 МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

190 240 275 300 325 345 360 370 380 390 395

55

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rsn

Таблица 9

Арматура классов

Номинальный диаметр арматуры мм

Нормативные значения сопротивления растяжению Rsnи расчетные значения сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы Rsser МПа

А240 6-40 240

А400 6-40 400

А500 10-40 500

А540 20-40 540

А600 10-40 600

А800 10-32 800

А1000 10-32 1000

В500 3-12 500

Вр500 3-5 500

Вр1200 8 1200

Вр1300 7 1300

Вр1400 4 5 6 1400

Вр1500 3 1500

Вр1600 3-5 1600

К1400(К-7) 15 1400

К1500(К-7) 6 9 12 1500

К1500(К-19) 14 1500

К1600 6 9 12 15 1600

К1700 6-9 1700

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 46: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

46

Rbond = γb1middotη1middotη2middotRbt где η1 ndash коэффициент учитывающий влияние вида поверхности арматуры

Для горячекатаной арматуры периодического профиля η1 = 25 η2 - коэффициент учитывающий влияние размера диаметра арматуры при-

нимаемый равным 10 ndash при диаметре продольной арматуры dsle32 мм 09 ndash при ds = 36 мм и ds = 40 мм Rbond = 09middot25middot1middot105 = 236 МПа

0435 3801 10142 236 6908anh смsdot

= =sdot

Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле[3]

efs

calsanan A

Ahh

0α=

где Ascаlи Asef ndash площади поперечного сечения арматуры соответственно требуе-мая по расчету и фактически установленная (для нашего случая Ascаl= 149 см2 Asef = 152 см2) α ndash коэффициент учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного со-стояния бетона и арматуры Для сжатых стержней периодического профиля α = 075Тогда

149075 10142 745615 2anh = sdot sdot = см

Кроме того согласно требованиям [3] фактическую длину анкеровки необ-ходимо принимать han ge 03h0an = 03middot10142 = 3043 см

han ge 15ds = 15middot20 = 30 см han ge20 см Из четырех величин принимаем максимальную длину анкеровки те han = 7456см

Следовательно из условия анкеровки арматуры Hf = 7456 + 25 = 9952см

Принимаем трехступенчатый фундамент общей высотой 100 см и с высотой ступеней 30 см и 40 см При этом ширина первой ступени а1 = 11 м а второй а2 = 18 м

Проверяем отвечает ли рабочая высота нижней ступени h03 = 40 ndash 5 = 35см условию прочности при действии поперечной силы без поперечного армирования в наклонном сечении Для единицы ширины этого сечения (b = 100 см) должно выполняться условие

Q = pl le Qbmin = 05γb1Rbth03b Поперечная сила от давления грунта

Q = pl= 05(а - a2 - 2h03)р где а - размер подошвы фундамента

h03 = 40 ndash 5 = 35см р ndash давление на грунт от расчетной нагрузки (на единицу длины) Q = 05(27 ndash18 - 2middot035) middot34533 = 3453кН Q = 3453кНltQbmin = 05middot09middot105middot103middot035middot10 = 16538кН ndash прочность обеспе-

чена

47

64 Расчет на продавливание

Проверяем нижнюю ступень фундамента на прочность против продавлива-ния

Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производится из условия (887[2]) F le Fbult где Fbult - пре-дельное усилие воспринимаемое бетоном

Fbult = γb1RbtAb

где Fminusпродавливающая сила принимаемая равной продольной силе в колонне подвального этажа на уровне обреза фундамента за вычетом нагрузки создавае-мой реактивным отпором грунта приложенным к подошве фундамента в преде-лах площади с размерами превышающими размер площадки опирания (в дан-ном случае второй ступени фундамента 2 2 18 18 a a мtimes = times ) на величину 0h во всех направлениях Ab ndash площадь расчетного поперечного сечения расположен-ного на расстоянии 05h0от границы площади приложения силы Nс рабочей высо-той сечения h0 В нашем случае h0 = h03 = 025м

Площадь Ab определяется по формуле Ab = Umiddoth03

где U ndash периметр контура расчетного сечения (см рис12а) U = (а2 + 2middot05h03) middot4 = (18 + 2middot05middot035) middot4 = 86 м

Площадь расчётного поперечного сеченияAb = 86middot035 = 301м2 Продавливающая сила равна

F=N-pA1

здесь p=3453 кНм2 minus реактивный отпор грунта A1minusплощадь основания продавливаемого фрагмента нижней ступени фундамен-

та в пределах контура расчётного поперечного сечения равная A1=(a2+205h03)2=(18+205035)2=462 м2

Проверка условия (697) [3] показывает

F=92202 кН lt 09105103301 = 284445 кН

те прочность нижней ступени фундамента против продавливания обеспече-на

48

49

65 Определение площади арматуры подошвы фундамента Подбор арматуры производим в 3-х вертикальныхсечениях фундамента

что позволяет учесть изменение параметров его расчётной схемы в качестве ко-торой принимается консольная балка загруженная действующим снизу вверх равномерно распределенным реактивным отпором грунта Для рассматривае-мых сечений вылет и высота сечения консоли будут разными поэтому выявить наиболее опасное сечение можно только после определения требуемой площади арматуры в каждом из них (см рис13)

Сечение I-I МI-I = 0125р (а ndash hcol)2middot a = 0125middot34533(27 ndash 04)2middot27 = 61654кНmiddotм Площадь сечения арматуры определяем по формуле

2

01

61654 10 165709 09 95 435

I IsI

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение II-II МII-II= 0125р(аndash а1)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 11)2middot27 = 29836кНmiddotм

2

02

29836 10 117209 09 65 435

II IIsII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение III-III МIII-III= 0125р(аndash а2)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 18)2middot27 = 944кНmiddotм

2

03

944 10 68809 09 35 435

III IIIsIII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Из трёх найденных значений подбор арматуры производим по максимально-му значению теAsmax = 1657см2

Шаг стержней принимается от 150 ммдо 300 мм (кратно 50 мм) При ширине подошвы фундамента а le 3 мминимальный диаметр стержней dmin = 10 мм при аgt3 мdmin = 12 мм

Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлени-ях арматурой из стержней Oslash14 А500с шагом 250 мм

Имеем 11Oslash14 А500С с As = 16929см2gtAsI = maxsA = 1657см2 Процент армирования μ

- в сечении I-I 11 01

16929100 100 0156 01110 95

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении II-II 22 02

16929100 100 0145 01180 65

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении III-III 33 03

16929100 100 0179 01270 35

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

Так как во всех сечениях μigtμmin=01 количество принятой арматуры оставляем без изменений В случае μiltμmin=01 диаметр принятой арматуры следует увеличить или уменьшить ее шаг

Конструкция фундамента приведена на рис13

50

51

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 СП 20133302011 Нагрузки и воздействия Актуализированная редакция СНиП 20107-85 М ГУП ЦПП 2011

2 СП 63133302012 Бетонные и железобетонные конструкции Основные положения Актуализированная редакция СНиП 52-101-2003 М ФГУП ЦПП 2004

3 ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований 4 СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные кон-

струкции М ФГУП ЦПП 2005 5 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из

тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

6 Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетон-ных конструкций из тяжелого бетона (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

52

ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Минимальный класс бетона элементов с предварительно напряженной арматурой

Таблица 4

Характеристика напрягаемой Класс бетона арматуры не ниже

Арматура классов

А540-А800

В20 А1000 В30

Арматура классов

Вр1200 Вр1300

В30 Вр1400 Вр1600 Вр1600 В20

К1400 К1500 К1600 К1700 В30

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин ndash acrсult из условия обеспечения сохранности арматуры

Таблица 5

Для элементов к которым не предъявляются требования непрониwаемости значения acrсult принимают равными

При арматуре классов

При продолжительном рас-крытии трещин мм

При непродолжительном раскрытии трещин мм

А240-А600 В500 03 04

А800А1000 Вр1200-Вр1400 К1400К1500(К-19) К1500(К-7)К1600 диаметром 12 мм

02 03

Вр1500 К1500(К-7)К1600 диамет-ром 6 и 9 мм

01 02

53

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Нормативные сопротивления бетона Rbnи Rbtn

Таблица 6

Вид сопротивления

Нормативные сопротивления бетона RbnиRbtn и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй

группы RbserиRbtser МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осевое (призменная прочность)

Rbn и Rbser

75 110 150 185 220 255 290 320 360 395 430

Растяже-ние осевое

Rbtn Rbtser 085 110 135 155 175 195 210 225 245 260 275

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Расчетные сопротивления бетона Rbи Rbt Таблица 7

Видсопротивления

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbи Rbt МПа при классе бетона

по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осе-вое(призменная прочность)

Rb

60 85 115 145 170 195 220 250 275 300 330

Растяжение осевое Rbt

056 075 090 105 115 130 140 150 160 170 180

Полностью таблицы нормативных и расчетных сопротивлений бетона см [2]

54

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения начального модуля упругости бетона Еь Таблица 8

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еьmiddot10-3 МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

190 240 275 300 325 345 360 370 380 390 395

55

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rsn

Таблица 9

Арматура классов

Номинальный диаметр арматуры мм

Нормативные значения сопротивления растяжению Rsnи расчетные значения сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы Rsser МПа

А240 6-40 240

А400 6-40 400

А500 10-40 500

А540 20-40 540

А600 10-40 600

А800 10-32 800

А1000 10-32 1000

В500 3-12 500

Вр500 3-5 500

Вр1200 8 1200

Вр1300 7 1300

Вр1400 4 5 6 1400

Вр1500 3 1500

Вр1600 3-5 1600

К1400(К-7) 15 1400

К1500(К-7) 6 9 12 1500

К1500(К-19) 14 1500

К1600 6 9 12 15 1600

К1700 6-9 1700

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 47: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

47

64 Расчет на продавливание

Проверяем нижнюю ступень фундамента на прочность против продавлива-ния

Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производится из условия (887[2]) F le Fbult где Fbult - пре-дельное усилие воспринимаемое бетоном

Fbult = γb1RbtAb

где Fminusпродавливающая сила принимаемая равной продольной силе в колонне подвального этажа на уровне обреза фундамента за вычетом нагрузки создавае-мой реактивным отпором грунта приложенным к подошве фундамента в преде-лах площади с размерами превышающими размер площадки опирания (в дан-ном случае второй ступени фундамента 2 2 18 18 a a мtimes = times ) на величину 0h во всех направлениях Ab ndash площадь расчетного поперечного сечения расположен-ного на расстоянии 05h0от границы площади приложения силы Nс рабочей высо-той сечения h0 В нашем случае h0 = h03 = 025м

Площадь Ab определяется по формуле Ab = Umiddoth03

где U ndash периметр контура расчетного сечения (см рис12а) U = (а2 + 2middot05h03) middot4 = (18 + 2middot05middot035) middot4 = 86 м

Площадь расчётного поперечного сеченияAb = 86middot035 = 301м2 Продавливающая сила равна

F=N-pA1

здесь p=3453 кНм2 minus реактивный отпор грунта A1minusплощадь основания продавливаемого фрагмента нижней ступени фундамен-

та в пределах контура расчётного поперечного сечения равная A1=(a2+205h03)2=(18+205035)2=462 м2

Проверка условия (697) [3] показывает

F=92202 кН lt 09105103301 = 284445 кН

те прочность нижней ступени фундамента против продавливания обеспече-на

48

49

65 Определение площади арматуры подошвы фундамента Подбор арматуры производим в 3-х вертикальныхсечениях фундамента

что позволяет учесть изменение параметров его расчётной схемы в качестве ко-торой принимается консольная балка загруженная действующим снизу вверх равномерно распределенным реактивным отпором грунта Для рассматривае-мых сечений вылет и высота сечения консоли будут разными поэтому выявить наиболее опасное сечение можно только после определения требуемой площади арматуры в каждом из них (см рис13)

Сечение I-I МI-I = 0125р (а ndash hcol)2middot a = 0125middot34533(27 ndash 04)2middot27 = 61654кНmiddotм Площадь сечения арматуры определяем по формуле

2

01

61654 10 165709 09 95 435

I IsI

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение II-II МII-II= 0125р(аndash а1)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 11)2middot27 = 29836кНmiddotм

2

02

29836 10 117209 09 65 435

II IIsII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение III-III МIII-III= 0125р(аndash а2)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 18)2middot27 = 944кНmiddotм

2

03

944 10 68809 09 35 435

III IIIsIII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Из трёх найденных значений подбор арматуры производим по максимально-му значению теAsmax = 1657см2

Шаг стержней принимается от 150 ммдо 300 мм (кратно 50 мм) При ширине подошвы фундамента а le 3 мминимальный диаметр стержней dmin = 10 мм при аgt3 мdmin = 12 мм

Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлени-ях арматурой из стержней Oslash14 А500с шагом 250 мм

Имеем 11Oslash14 А500С с As = 16929см2gtAsI = maxsA = 1657см2 Процент армирования μ

- в сечении I-I 11 01

16929100 100 0156 01110 95

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении II-II 22 02

16929100 100 0145 01180 65

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении III-III 33 03

16929100 100 0179 01270 35

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

Так как во всех сечениях μigtμmin=01 количество принятой арматуры оставляем без изменений В случае μiltμmin=01 диаметр принятой арматуры следует увеличить или уменьшить ее шаг

Конструкция фундамента приведена на рис13

50

51

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 СП 20133302011 Нагрузки и воздействия Актуализированная редакция СНиП 20107-85 М ГУП ЦПП 2011

2 СП 63133302012 Бетонные и железобетонные конструкции Основные положения Актуализированная редакция СНиП 52-101-2003 М ФГУП ЦПП 2004

3 ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований 4 СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные кон-

струкции М ФГУП ЦПП 2005 5 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из

тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

6 Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетон-ных конструкций из тяжелого бетона (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

52

ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Минимальный класс бетона элементов с предварительно напряженной арматурой

Таблица 4

Характеристика напрягаемой Класс бетона арматуры не ниже

Арматура классов

А540-А800

В20 А1000 В30

Арматура классов

Вр1200 Вр1300

В30 Вр1400 Вр1600 Вр1600 В20

К1400 К1500 К1600 К1700 В30

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин ndash acrсult из условия обеспечения сохранности арматуры

Таблица 5

Для элементов к которым не предъявляются требования непрониwаемости значения acrсult принимают равными

При арматуре классов

При продолжительном рас-крытии трещин мм

При непродолжительном раскрытии трещин мм

А240-А600 В500 03 04

А800А1000 Вр1200-Вр1400 К1400К1500(К-19) К1500(К-7)К1600 диаметром 12 мм

02 03

Вр1500 К1500(К-7)К1600 диамет-ром 6 и 9 мм

01 02

53

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Нормативные сопротивления бетона Rbnи Rbtn

Таблица 6

Вид сопротивления

Нормативные сопротивления бетона RbnиRbtn и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй

группы RbserиRbtser МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осевое (призменная прочность)

Rbn и Rbser

75 110 150 185 220 255 290 320 360 395 430

Растяже-ние осевое

Rbtn Rbtser 085 110 135 155 175 195 210 225 245 260 275

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Расчетные сопротивления бетона Rbи Rbt Таблица 7

Видсопротивления

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbи Rbt МПа при классе бетона

по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осе-вое(призменная прочность)

Rb

60 85 115 145 170 195 220 250 275 300 330

Растяжение осевое Rbt

056 075 090 105 115 130 140 150 160 170 180

Полностью таблицы нормативных и расчетных сопротивлений бетона см [2]

54

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения начального модуля упругости бетона Еь Таблица 8

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еьmiddot10-3 МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

190 240 275 300 325 345 360 370 380 390 395

55

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rsn

Таблица 9

Арматура классов

Номинальный диаметр арматуры мм

Нормативные значения сопротивления растяжению Rsnи расчетные значения сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы Rsser МПа

А240 6-40 240

А400 6-40 400

А500 10-40 500

А540 20-40 540

А600 10-40 600

А800 10-32 800

А1000 10-32 1000

В500 3-12 500

Вр500 3-5 500

Вр1200 8 1200

Вр1300 7 1300

Вр1400 4 5 6 1400

Вр1500 3 1500

Вр1600 3-5 1600

К1400(К-7) 15 1400

К1500(К-7) 6 9 12 1500

К1500(К-19) 14 1500

К1600 6 9 12 15 1600

К1700 6-9 1700

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 48: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

48

49

65 Определение площади арматуры подошвы фундамента Подбор арматуры производим в 3-х вертикальныхсечениях фундамента

что позволяет учесть изменение параметров его расчётной схемы в качестве ко-торой принимается консольная балка загруженная действующим снизу вверх равномерно распределенным реактивным отпором грунта Для рассматривае-мых сечений вылет и высота сечения консоли будут разными поэтому выявить наиболее опасное сечение можно только после определения требуемой площади арматуры в каждом из них (см рис13)

Сечение I-I МI-I = 0125р (а ndash hcol)2middot a = 0125middot34533(27 ndash 04)2middot27 = 61654кНmiddotм Площадь сечения арматуры определяем по формуле

2

01

61654 10 165709 09 95 435

I IsI

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение II-II МII-II= 0125р(аndash а1)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 11)2middot27 = 29836кНmiddotм

2

02

29836 10 117209 09 65 435

II IIsII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение III-III МIII-III= 0125р(аndash а2)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 18)2middot27 = 944кНmiddotм

2

03

944 10 68809 09 35 435

III IIIsIII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Из трёх найденных значений подбор арматуры производим по максимально-му значению теAsmax = 1657см2

Шаг стержней принимается от 150 ммдо 300 мм (кратно 50 мм) При ширине подошвы фундамента а le 3 мминимальный диаметр стержней dmin = 10 мм при аgt3 мdmin = 12 мм

Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлени-ях арматурой из стержней Oslash14 А500с шагом 250 мм

Имеем 11Oslash14 А500С с As = 16929см2gtAsI = maxsA = 1657см2 Процент армирования μ

- в сечении I-I 11 01

16929100 100 0156 01110 95

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении II-II 22 02

16929100 100 0145 01180 65

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении III-III 33 03

16929100 100 0179 01270 35

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

Так как во всех сечениях μigtμmin=01 количество принятой арматуры оставляем без изменений В случае μiltμmin=01 диаметр принятой арматуры следует увеличить или уменьшить ее шаг

Конструкция фундамента приведена на рис13

50

51

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 СП 20133302011 Нагрузки и воздействия Актуализированная редакция СНиП 20107-85 М ГУП ЦПП 2011

2 СП 63133302012 Бетонные и железобетонные конструкции Основные положения Актуализированная редакция СНиП 52-101-2003 М ФГУП ЦПП 2004

3 ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований 4 СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные кон-

струкции М ФГУП ЦПП 2005 5 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из

тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

6 Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетон-ных конструкций из тяжелого бетона (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

52

ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Минимальный класс бетона элементов с предварительно напряженной арматурой

Таблица 4

Характеристика напрягаемой Класс бетона арматуры не ниже

Арматура классов

А540-А800

В20 А1000 В30

Арматура классов

Вр1200 Вр1300

В30 Вр1400 Вр1600 Вр1600 В20

К1400 К1500 К1600 К1700 В30

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин ndash acrсult из условия обеспечения сохранности арматуры

Таблица 5

Для элементов к которым не предъявляются требования непрониwаемости значения acrсult принимают равными

При арматуре классов

При продолжительном рас-крытии трещин мм

При непродолжительном раскрытии трещин мм

А240-А600 В500 03 04

А800А1000 Вр1200-Вр1400 К1400К1500(К-19) К1500(К-7)К1600 диаметром 12 мм

02 03

Вр1500 К1500(К-7)К1600 диамет-ром 6 и 9 мм

01 02

53

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Нормативные сопротивления бетона Rbnи Rbtn

Таблица 6

Вид сопротивления

Нормативные сопротивления бетона RbnиRbtn и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй

группы RbserиRbtser МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осевое (призменная прочность)

Rbn и Rbser

75 110 150 185 220 255 290 320 360 395 430

Растяже-ние осевое

Rbtn Rbtser 085 110 135 155 175 195 210 225 245 260 275

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Расчетные сопротивления бетона Rbи Rbt Таблица 7

Видсопротивления

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbи Rbt МПа при классе бетона

по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осе-вое(призменная прочность)

Rb

60 85 115 145 170 195 220 250 275 300 330

Растяжение осевое Rbt

056 075 090 105 115 130 140 150 160 170 180

Полностью таблицы нормативных и расчетных сопротивлений бетона см [2]

54

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения начального модуля упругости бетона Еь Таблица 8

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еьmiddot10-3 МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

190 240 275 300 325 345 360 370 380 390 395

55

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rsn

Таблица 9

Арматура классов

Номинальный диаметр арматуры мм

Нормативные значения сопротивления растяжению Rsnи расчетные значения сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы Rsser МПа

А240 6-40 240

А400 6-40 400

А500 10-40 500

А540 20-40 540

А600 10-40 600

А800 10-32 800

А1000 10-32 1000

В500 3-12 500

Вр500 3-5 500

Вр1200 8 1200

Вр1300 7 1300

Вр1400 4 5 6 1400

Вр1500 3 1500

Вр1600 3-5 1600

К1400(К-7) 15 1400

К1500(К-7) 6 9 12 1500

К1500(К-19) 14 1500

К1600 6 9 12 15 1600

К1700 6-9 1700

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 49: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

49

65 Определение площади арматуры подошвы фундамента Подбор арматуры производим в 3-х вертикальныхсечениях фундамента

что позволяет учесть изменение параметров его расчётной схемы в качестве ко-торой принимается консольная балка загруженная действующим снизу вверх равномерно распределенным реактивным отпором грунта Для рассматривае-мых сечений вылет и высота сечения консоли будут разными поэтому выявить наиболее опасное сечение можно только после определения требуемой площади арматуры в каждом из них (см рис13)

Сечение I-I МI-I = 0125р (а ndash hcol)2middot a = 0125middot34533(27 ndash 04)2middot27 = 61654кНmiddotм Площадь сечения арматуры определяем по формуле

2

01

61654 10 165709 09 95 435

I IsI

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение II-II МII-II= 0125р(аndash а1)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 11)2middot27 = 29836кНmiddotм

2

02

29836 10 117209 09 65 435

II IIsII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Сечение III-III МIII-III= 0125р(аndash а2)2middotа = 0125middot34533(27 ndash 18)2middot27 = 944кНmiddotм

2

03

944 10 68809 09 35 435

III IIIsIII

s

MAh Rminus sdot

= = =sdot sdot

см2

Из трёх найденных значений подбор арматуры производим по максимально-му значению теAsmax = 1657см2

Шаг стержней принимается от 150 ммдо 300 мм (кратно 50 мм) При ширине подошвы фундамента а le 3 мминимальный диаметр стержней dmin = 10 мм при аgt3 мdmin = 12 мм

Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлени-ях арматурой из стержней Oslash14 А500с шагом 250 мм

Имеем 11Oslash14 А500С с As = 16929см2gtAsI = maxsA = 1657см2 Процент армирования μ

- в сечении I-I 11 01

16929100 100 0156 01110 95

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении II-II 22 02

16929100 100 0145 01180 65

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

- в сечении III-III 33 03

16929100 100 0179 01270 35

sAa h

micro = sdot = sdot = gtsdot

Так как во всех сечениях μigtμmin=01 количество принятой арматуры оставляем без изменений В случае μiltμmin=01 диаметр принятой арматуры следует увеличить или уменьшить ее шаг

Конструкция фундамента приведена на рис13

50

51

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 СП 20133302011 Нагрузки и воздействия Актуализированная редакция СНиП 20107-85 М ГУП ЦПП 2011

2 СП 63133302012 Бетонные и железобетонные конструкции Основные положения Актуализированная редакция СНиП 52-101-2003 М ФГУП ЦПП 2004

3 ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований 4 СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные кон-

струкции М ФГУП ЦПП 2005 5 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из

тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

6 Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетон-ных конструкций из тяжелого бетона (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

52

ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Минимальный класс бетона элементов с предварительно напряженной арматурой

Таблица 4

Характеристика напрягаемой Класс бетона арматуры не ниже

Арматура классов

А540-А800

В20 А1000 В30

Арматура классов

Вр1200 Вр1300

В30 Вр1400 Вр1600 Вр1600 В20

К1400 К1500 К1600 К1700 В30

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин ndash acrсult из условия обеспечения сохранности арматуры

Таблица 5

Для элементов к которым не предъявляются требования непрониwаемости значения acrсult принимают равными

При арматуре классов

При продолжительном рас-крытии трещин мм

При непродолжительном раскрытии трещин мм

А240-А600 В500 03 04

А800А1000 Вр1200-Вр1400 К1400К1500(К-19) К1500(К-7)К1600 диаметром 12 мм

02 03

Вр1500 К1500(К-7)К1600 диамет-ром 6 и 9 мм

01 02

53

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Нормативные сопротивления бетона Rbnи Rbtn

Таблица 6

Вид сопротивления

Нормативные сопротивления бетона RbnиRbtn и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй

группы RbserиRbtser МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осевое (призменная прочность)

Rbn и Rbser

75 110 150 185 220 255 290 320 360 395 430

Растяже-ние осевое

Rbtn Rbtser 085 110 135 155 175 195 210 225 245 260 275

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Расчетные сопротивления бетона Rbи Rbt Таблица 7

Видсопротивления

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbи Rbt МПа при классе бетона

по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осе-вое(призменная прочность)

Rb

60 85 115 145 170 195 220 250 275 300 330

Растяжение осевое Rbt

056 075 090 105 115 130 140 150 160 170 180

Полностью таблицы нормативных и расчетных сопротивлений бетона см [2]

54

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения начального модуля упругости бетона Еь Таблица 8

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еьmiddot10-3 МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

190 240 275 300 325 345 360 370 380 390 395

55

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rsn

Таблица 9

Арматура классов

Номинальный диаметр арматуры мм

Нормативные значения сопротивления растяжению Rsnи расчетные значения сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы Rsser МПа

А240 6-40 240

А400 6-40 400

А500 10-40 500

А540 20-40 540

А600 10-40 600

А800 10-32 800

А1000 10-32 1000

В500 3-12 500

Вр500 3-5 500

Вр1200 8 1200

Вр1300 7 1300

Вр1400 4 5 6 1400

Вр1500 3 1500

Вр1600 3-5 1600

К1400(К-7) 15 1400

К1500(К-7) 6 9 12 1500

К1500(К-19) 14 1500

К1600 6 9 12 15 1600

К1700 6-9 1700

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 50: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

50

51

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 СП 20133302011 Нагрузки и воздействия Актуализированная редакция СНиП 20107-85 М ГУП ЦПП 2011

2 СП 63133302012 Бетонные и железобетонные конструкции Основные положения Актуализированная редакция СНиП 52-101-2003 М ФГУП ЦПП 2004

3 ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований 4 СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные кон-

струкции М ФГУП ЦПП 2005 5 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из

тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

6 Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетон-ных конструкций из тяжелого бетона (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

52

ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Минимальный класс бетона элементов с предварительно напряженной арматурой

Таблица 4

Характеристика напрягаемой Класс бетона арматуры не ниже

Арматура классов

А540-А800

В20 А1000 В30

Арматура классов

Вр1200 Вр1300

В30 Вр1400 Вр1600 Вр1600 В20

К1400 К1500 К1600 К1700 В30

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин ndash acrсult из условия обеспечения сохранности арматуры

Таблица 5

Для элементов к которым не предъявляются требования непрониwаемости значения acrсult принимают равными

При арматуре классов

При продолжительном рас-крытии трещин мм

При непродолжительном раскрытии трещин мм

А240-А600 В500 03 04

А800А1000 Вр1200-Вр1400 К1400К1500(К-19) К1500(К-7)К1600 диаметром 12 мм

02 03

Вр1500 К1500(К-7)К1600 диамет-ром 6 и 9 мм

01 02

53

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Нормативные сопротивления бетона Rbnи Rbtn

Таблица 6

Вид сопротивления

Нормативные сопротивления бетона RbnиRbtn и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй

группы RbserиRbtser МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осевое (призменная прочность)

Rbn и Rbser

75 110 150 185 220 255 290 320 360 395 430

Растяже-ние осевое

Rbtn Rbtser 085 110 135 155 175 195 210 225 245 260 275

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Расчетные сопротивления бетона Rbи Rbt Таблица 7

Видсопротивления

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbи Rbt МПа при классе бетона

по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осе-вое(призменная прочность)

Rb

60 85 115 145 170 195 220 250 275 300 330

Растяжение осевое Rbt

056 075 090 105 115 130 140 150 160 170 180

Полностью таблицы нормативных и расчетных сопротивлений бетона см [2]

54

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения начального модуля упругости бетона Еь Таблица 8

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еьmiddot10-3 МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

190 240 275 300 325 345 360 370 380 390 395

55

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rsn

Таблица 9

Арматура классов

Номинальный диаметр арматуры мм

Нормативные значения сопротивления растяжению Rsnи расчетные значения сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы Rsser МПа

А240 6-40 240

А400 6-40 400

А500 10-40 500

А540 20-40 540

А600 10-40 600

А800 10-32 800

А1000 10-32 1000

В500 3-12 500

Вр500 3-5 500

Вр1200 8 1200

Вр1300 7 1300

Вр1400 4 5 6 1400

Вр1500 3 1500

Вр1600 3-5 1600

К1400(К-7) 15 1400

К1500(К-7) 6 9 12 1500

К1500(К-19) 14 1500

К1600 6 9 12 15 1600

К1700 6-9 1700

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 51: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

51

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 СП 20133302011 Нагрузки и воздействия Актуализированная редакция СНиП 20107-85 М ГУП ЦПП 2011

2 СП 63133302012 Бетонные и железобетонные конструкции Основные положения Актуализированная редакция СНиП 52-101-2003 М ФГУП ЦПП 2004

3 ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований 4 СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные кон-

струкции М ФГУП ЦПП 2005 5 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из

тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

6 Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетон-ных конструкций из тяжелого бетона (к СП 520101-2003) М ФГУП ЦПП 2005

52

ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Минимальный класс бетона элементов с предварительно напряженной арматурой

Таблица 4

Характеристика напрягаемой Класс бетона арматуры не ниже

Арматура классов

А540-А800

В20 А1000 В30

Арматура классов

Вр1200 Вр1300

В30 Вр1400 Вр1600 Вр1600 В20

К1400 К1500 К1600 К1700 В30

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин ndash acrсult из условия обеспечения сохранности арматуры

Таблица 5

Для элементов к которым не предъявляются требования непрониwаемости значения acrсult принимают равными

При арматуре классов

При продолжительном рас-крытии трещин мм

При непродолжительном раскрытии трещин мм

А240-А600 В500 03 04

А800А1000 Вр1200-Вр1400 К1400К1500(К-19) К1500(К-7)К1600 диаметром 12 мм

02 03

Вр1500 К1500(К-7)К1600 диамет-ром 6 и 9 мм

01 02

53

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Нормативные сопротивления бетона Rbnи Rbtn

Таблица 6

Вид сопротивления

Нормативные сопротивления бетона RbnиRbtn и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй

группы RbserиRbtser МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осевое (призменная прочность)

Rbn и Rbser

75 110 150 185 220 255 290 320 360 395 430

Растяже-ние осевое

Rbtn Rbtser 085 110 135 155 175 195 210 225 245 260 275

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Расчетные сопротивления бетона Rbи Rbt Таблица 7

Видсопротивления

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbи Rbt МПа при классе бетона

по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осе-вое(призменная прочность)

Rb

60 85 115 145 170 195 220 250 275 300 330

Растяжение осевое Rbt

056 075 090 105 115 130 140 150 160 170 180

Полностью таблицы нормативных и расчетных сопротивлений бетона см [2]

54

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения начального модуля упругости бетона Еь Таблица 8

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еьmiddot10-3 МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

190 240 275 300 325 345 360 370 380 390 395

55

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rsn

Таблица 9

Арматура классов

Номинальный диаметр арматуры мм

Нормативные значения сопротивления растяжению Rsnи расчетные значения сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы Rsser МПа

А240 6-40 240

А400 6-40 400

А500 10-40 500

А540 20-40 540

А600 10-40 600

А800 10-32 800

А1000 10-32 1000

В500 3-12 500

Вр500 3-5 500

Вр1200 8 1200

Вр1300 7 1300

Вр1400 4 5 6 1400

Вр1500 3 1500

Вр1600 3-5 1600

К1400(К-7) 15 1400

К1500(К-7) 6 9 12 1500

К1500(К-19) 14 1500

К1600 6 9 12 15 1600

К1700 6-9 1700

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 52: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

52

ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Минимальный класс бетона элементов с предварительно напряженной арматурой

Таблица 4

Характеристика напрягаемой Класс бетона арматуры не ниже

Арматура классов

А540-А800

В20 А1000 В30

Арматура классов

Вр1200 Вр1300

В30 Вр1400 Вр1600 Вр1600 В20

К1400 К1500 К1600 К1700 В30

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин ndash acrсult из условия обеспечения сохранности арматуры

Таблица 5

Для элементов к которым не предъявляются требования непрониwаемости значения acrсult принимают равными

При арматуре классов

При продолжительном рас-крытии трещин мм

При непродолжительном раскрытии трещин мм

А240-А600 В500 03 04

А800А1000 Вр1200-Вр1400 К1400К1500(К-19) К1500(К-7)К1600 диаметром 12 мм

02 03

Вр1500 К1500(К-7)К1600 диамет-ром 6 и 9 мм

01 02

53

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Нормативные сопротивления бетона Rbnи Rbtn

Таблица 6

Вид сопротивления

Нормативные сопротивления бетона RbnиRbtn и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй

группы RbserиRbtser МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осевое (призменная прочность)

Rbn и Rbser

75 110 150 185 220 255 290 320 360 395 430

Растяже-ние осевое

Rbtn Rbtser 085 110 135 155 175 195 210 225 245 260 275

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Расчетные сопротивления бетона Rbи Rbt Таблица 7

Видсопротивления

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbи Rbt МПа при классе бетона

по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осе-вое(призменная прочность)

Rb

60 85 115 145 170 195 220 250 275 300 330

Растяжение осевое Rbt

056 075 090 105 115 130 140 150 160 170 180

Полностью таблицы нормативных и расчетных сопротивлений бетона см [2]

54

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения начального модуля упругости бетона Еь Таблица 8

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еьmiddot10-3 МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

190 240 275 300 325 345 360 370 380 390 395

55

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rsn

Таблица 9

Арматура классов

Номинальный диаметр арматуры мм

Нормативные значения сопротивления растяжению Rsnи расчетные значения сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы Rsser МПа

А240 6-40 240

А400 6-40 400

А500 10-40 500

А540 20-40 540

А600 10-40 600

А800 10-32 800

А1000 10-32 1000

В500 3-12 500

Вр500 3-5 500

Вр1200 8 1200

Вр1300 7 1300

Вр1400 4 5 6 1400

Вр1500 3 1500

Вр1600 3-5 1600

К1400(К-7) 15 1400

К1500(К-7) 6 9 12 1500

К1500(К-19) 14 1500

К1600 6 9 12 15 1600

К1700 6-9 1700

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 53: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

53

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Нормативные сопротивления бетона Rbnи Rbtn

Таблица 6

Вид сопротивления

Нормативные сопротивления бетона RbnиRbtn и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй

группы RbserиRbtser МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осевое (призменная прочность)

Rbn и Rbser

75 110 150 185 220 255 290 320 360 395 430

Растяже-ние осевое

Rbtn Rbtser 085 110 135 155 175 195 210 225 245 260 275

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Расчетные сопротивления бетона Rbи Rbt Таблица 7

Видсопротивления

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbи Rbt МПа при классе бетона

по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 ВЗО В35 В40 В45 В50 В55 В60

Сжатие осе-вое(призменная прочность)

Rb

60 85 115 145 170 195 220 250 275 300 330

Растяжение осевое Rbt

056 075 090 105 115 130 140 150 160 170 180

Полностью таблицы нормативных и расчетных сопротивлений бетона см [2]

54

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения начального модуля упругости бетона Еь Таблица 8

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еьmiddot10-3 МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

190 240 275 300 325 345 360 370 380 390 395

55

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rsn

Таблица 9

Арматура классов

Номинальный диаметр арматуры мм

Нормативные значения сопротивления растяжению Rsnи расчетные значения сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы Rsser МПа

А240 6-40 240

А400 6-40 400

А500 10-40 500

А540 20-40 540

А600 10-40 600

А800 10-32 800

А1000 10-32 1000

В500 3-12 500

Вр500 3-5 500

Вр1200 8 1200

Вр1300 7 1300

Вр1400 4 5 6 1400

Вр1500 3 1500

Вр1600 3-5 1600

К1400(К-7) 15 1400

К1500(К-7) 6 9 12 1500

К1500(К-19) 14 1500

К1600 6 9 12 15 1600

К1700 6-9 1700

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 54: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

54

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения начального модуля упругости бетона Еь Таблица 8

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еьmiddot10-3 МПа при классе бетона по прочности на сжатие

В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

190 240 275 300 325 345 360 370 380 390 395

55

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rsn

Таблица 9

Арматура классов

Номинальный диаметр арматуры мм

Нормативные значения сопротивления растяжению Rsnи расчетные значения сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы Rsser МПа

А240 6-40 240

А400 6-40 400

А500 10-40 500

А540 20-40 540

А600 10-40 600

А800 10-32 800

А1000 10-32 1000

В500 3-12 500

Вр500 3-5 500

Вр1200 8 1200

Вр1300 7 1300

Вр1400 4 5 6 1400

Вр1500 3 1500

Вр1600 3-5 1600

К1400(К-7) 15 1400

К1500(К-7) 6 9 12 1500

К1500(К-19) 14 1500

К1600 6 9 12 15 1600

К1700 6-9 1700

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 55: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

55

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению Rsn

Таблица 9

Арматура классов

Номинальный диаметр арматуры мм

Нормативные значения сопротивления растяжению Rsnи расчетные значения сопротивления растяжению для пре-

дельных состояний второй группы Rsser МПа

А240 6-40 240

А400 6-40 400

А500 10-40 500

А540 20-40 540

А600 10-40 600

А800 10-32 800

А1000 10-32 1000

В500 3-12 500

Вр500 3-5 500

Вр1200 8 1200

Вр1300 7 1300

Вр1400 4 5 6 1400

Вр1500 3 1500

Вр1600 3-5 1600

К1400(К-7) 15 1400

К1500(К-7) 6 9 12 1500

К1500(К-19) 14 1500

К1600 6 9 12 15 1600

К1700 6-9 1700

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 56: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

56

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжениюRs и сжатию Rsc

Таблица 10

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

Арматура классов

Расчетные значения со-противления арматуры для предельных состояний пер-

вой группы МПа

растяжению Rs

сжатию Rsc

растяжению Rs

сжатию Rsc

А240 210 215 Вр1300 1130 500

А400 350 350 Вр1400 1215 500

А500 435 435 Вр1500 1300 500

А600 520 470 Вр1600 1390 500

А800 695 500 К1400 1170 500

А1000 830 500 К1500 1250 500

В500 435 415 К1600 1390 500

Вр500 415 390 К1700 1475 500

Вр1200 1000 500 Примечание Значения Rs в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw Таблица 11

Класс арматуры А240 А400 А500 В500

Расчетное сопротивле-ние поперечной армату-ры Rsw МПа

170 280 300 300

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Значения модуля упругости арматуры Es Таблица 12

Класс арматуры Значения модуля упругости Es

МПа Арматура всех классов кроме канатной 200000

Канатная классов К1400К1500К1600 К1700 195000

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 57: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значения ξ ζ αm Таблица 13

ξ ζ αm ξ ζ αm ξ ζ αm

001 0995 001 026 087 0226 051 0745 038 002 099 002 027 0865 0234 052 074 0385 003 0985 003 028 086 0241 0553 0735 039 004 098 0039 029 0855 0248 054 073 0394 005 0975 0049 030 085 0255 055 0725 0399 006 097 0058 031 0845 0262 056 072 0403 007 0965 0068 032 084 0269 057 0715 0407 008 096 0077 033 0835 0276 058 071 0412 009 0955 0086 034 083 0282 059 0705 0416 010 095 0095 035 0825 0289 060 07 042 011 0945 0104 036 082 0295 062 069 0428 012 094 0113 037 0815 0302 064 068 0435 013 0935 0122 038 081 0308 066 067 0442 014 093 013 039 0805 0314 068 066 0449 015 0925 0139 040 08 032 070 065 0455 016 092 0147 041 0795 0326 072 064 0461 017 0915 0156 042 079 0332 074 063 0466 018 091 0164 043 0785 0338 076 062 0471 019 0905 0172 044 078 0343 078 061 0476 020 09 018 045 0775 0349 080 06 048 021 0895 0188 046 077 0354 085 0575 0489 022 089 0196 047 0765 036 090 055 0495 023 0885 0204 048 076 0365 095 0525 0499 024 088 0211 049 0755 037 100 050 050 025 0875 0219 050 075 0375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Значения ξR αR Таблица 14

Класс арматуры А240 А300 А400 А500 В500

ЗначениеξR 0612 0577 0531 0493 0502

Значение αR 0425 0411

0390 0372 0376

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 58: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

58

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры сортамент горячекатаной стержневой арматуры пе-

риодического профиля обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки Таблица 15

Диа-метр

мм

Расчётные площади поперечных сечений см2 при чис-ле стержней Мас-

са кгм

Диа-метр

мм

Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали

класса Сортамент арматурной проволоки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 А240 А400 А500 А540 А600 А800 А1000 В500 Вр500 Вр 1200

Вр 1300

Вр 1400

Вр 1500

Вр 1600

3 007

014 021 028 036 043 050 057 064 071 0052 3 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash ndash X X 4 012

025 038 050 063 076 088 101 113 126 0092 4 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X

5 019

039 059 078 098 118 137 157 176 196 0144 5 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X X ndash ndash X ndash X 6 028

057 085 113 142 170 198 226 255 283 0222 6 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash X ndash ndash

7 038

077 116 154 193 231 269 308 347 385 0302 7 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash X ndash ndash ndash 8 050

101 151 201 252 302 352 402 453 503 0395 8 X X X ndash ndash ndash ndash X ndash X ndash ndash ndash ndash

9 063

127 191 254 318 382 445 509 572 636 0499 9 ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 10 078

157 236 314 393 471 550 628 707 785 0617 10 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash

12 1131 226 339 452 566 679 792 905 1018 1131 0888 12 X X X ndash X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash 14 1539 308 462 616 770 923 107

1231 1385 1539 1208 14 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

16 2011 402 603 804 1006 1207 1408 1609 1810 2011 1578 16 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 18 254

509 764 1018 1273 1527 1782 2036 2291 2545 1998 18 X X X ndash X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

20 3142 628 943 1257 1571 1885 219

2514 2828 3142 2466 20 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 22 3801 760 114

152

1901 2281 266

3041 3421 3801 2984 22 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

25 490

982 1473 1964 245

294

343

3927 4418 4909 3853 25 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 28 615

1232 184

246

307

3695 431

4926 5542 6158 4834 28 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

32 804

1608 241

321

4021 4825 562

6434 7238 8042 6313 32 X X X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash 36 1018 203

305

407

509

610

712

8144 9162 1018

7990 36 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

40 1256 2512 3768 5024 6280 7536 8792 10040 11304 12560 9870 40 X X X X X ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash ndash

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 59: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

59

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Соотношения между диаметрами свариваемых стержней и минимальные рас-стояния между стержнями в сварных сетках и каркасах изготовляемых с по-

мощью контактной точечной сварки Таблица 17

Диаметр стержня одно-го направления мм 3 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40

Наименьший допу-стимый диаметр стержня другого направления мм

3 3 3 3 3 4 4 5 5 6 8 8 8 10 10

Наименьшее допусти-мое расстояние между осями стержней одного

направления мм

50 50 75 75 75 75 75 100 100 100 150 150 150 150 200

То же продольных стержней при двух-рядном их располо-

жении мм

- 30 30 30 40 40 40 40 50 50 50 60 70 80 80

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 60: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

60

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14 Значенияφс

Таблица 18

fϕ 0h

es Коэффициент cϕ при значениях 2smicroα равных

003 005 007 010 015 020 025 030 040 050 060 070 090 110 150 200 00 07 029 029 030 030 030 031 031 031 032 032 032 032 032 033 033 033

08 018 020 021 022 024 025 026 027 028 028 029 029 030 031 031 032 09 012 014 016 018 020 021 023 024 025 026 027 027 028 029 030 031 10 009 011 013 015 018 019 020 021 023 024 025 026 027 028 029 030 11 007 009 011 013 016 017 019 020 022 023 024 025 026 028 028 029 12 006 008 010 012 014 016 018 019 021 022 023 024 026 027 028 029 13 005 007 009 011 013 015 017 018 020 021 023 023 025 026 027 029

02 08 031 033 034 035 037 038 039 040 041 042 043 043 044 045 045 046 09 018 021 023 026 029 031 033 034 036 038 039 040 041 042 043 044 10 012 015 018 021 024 027 029 030 033 034 036 037 039 040 042 043 11 009 012 015 017 021 024 026 028 030 032 034 035 037 039 040 043 12 007 010 013 015 019 022 024 026 028 030 032 033 036 038 039 041 13 007 009 011 014 017 020 022 024 027 029 031 032 035 037 038 040

04 08 046 047 048 050 051 053 054 054 056 057 057 058 059 059 060 060 09 023 027 030 034 038 041 043 044 047 049 050 052 053 055 056 058 10 014 018 022 025 030 033 036 038 041 044 046 047 050 052 054 055 11 010 014 017 021 025 029 032 034 038 040 042 044 047 050 052 054 12 010 011 014 018 022 026 029 031 035 038 040 042 045 048 050 052 13 011 010 013 016 020 024 027 029 033 036 038 040 043 046 049 051

06 08 061 063 064 065 067 068 069 069 071 071 072 073 073 074 075 075 09 028 033 037 041 046 050 052 054 058 060 062 063 062 068 069 071 10 016 021 025 029 035 039 043 045 050 053 055 057 060 063 065 068 11 013 015 019 023 029 033 037 040 044 048 051 053 056 060 062 065 12 014 012 016 020 025 029 033 036 041 044 047 050 053 057 060 063 13 015 013 014 017 023 027 030 033 038 042 045 047 051 055 058 062

08 08 079 080 080 081 083 084 085 085 086 087 087 088 088 089 090 090 09 033 038 043 048 054 058 062 064 068 071 073 075 078 080 082 084 10 017 023 027 033 040 045 049 052 057 061 064 066 070 074 077 080 11 016 016 020 025 032 037 041 045 050 055 058 061 065 070 073 076 12 017 016 017 021 027 032 036 040 046 050 054 057 061 066 070 074 13 019 017 015 019 024 029 033 037 042 047 050 054 058 064 067 072 10 08 097 098 098 099 100 101 101 102 102 103 103 104 104 104 105 105

09 037 044 049 055 062 067 071 074 078 082 084 086 089 093 095 097 10 018 024 029 036 044 050 054 058 064 069 072 075 080 085 088 091 11 019 018 022 027 034 040 046 049 056 061 065 069 073 079 083 087 12 021 019 018 022 029 035 037 043 050 055 059 063 069 075 079 084 13 023 021 019 020 026 031 036 039 046 051 056 059 065 071 076 081

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 61: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 Коэффициент ползучести бетона

Таблица 19

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16 Расчетные значения веса снегового покрова Sg на 1м2

горизонтальной поверхности земли Таблица 21

Район (карта 1 СП 20133302011 приложение 3)

Города расположенные в соответствующих районах Sg кПа

I Астрахань Благовещенск Чита 08 II Волгоград Иркутск Хабаровск 12

III

Белгород Великий Новгород Воронеж Екате-ринбург Красноярск Курск Липецк Москва Орел Санкт - Петербург Саратов Смоленск Там-бов Тюмень Челябинск Омск

18

IV Вологда Кемерово Нижний Новгород Нижний Тагил Новосибирск Самара Томск Тверь Яро-славль

24

V Киров Пермь Уфа Салехард 32

VI Нефтегорск Печора 40

VII Петропавловск - Камчатский 48

Относительная влажность воздуха окружающей среды

Значения коэффициента ползучести crbϕ при классе бетона на сжатие

B10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Выше 75 28 24 20 18 16 15 14 13 12 11 10

40-75 39 34 28 25 23 21 19 18 16 15 14

Ниже 40 56 48 40 36 32 30 28 26 24 22 20 Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по

СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 62: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17 Значения коэффициента продольного изгиба φ

Таблица 22

Класс бетона φ при l0h равном

6 10 15 20

B20-B55 092 09 083 07

B60 091 089 080 065

ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18 Значения коэффициентаζ

Таблица 23

0hes

Коэффициенты0h

z=ζ при значениях 1smicroα равных

002 003 005 007 010 015 020 025 030 040 050

00

07 070 069 069 069 068 068 067 067 067 067 067 08 077 076 074 073 072 070 069 068 068 067 066 09 082 080 077 076 074 071 070 068 067 066 064 10 084 082 078 077 074 071 069 067 066 064 062 11 085 083 079 077 074 071 068 066 065 062 060

ge12 085 083 079 077 074 070 067 065 063 060 058

02

07 07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 079 079 078 077 077 076 075 075 074 074 073 09 085 084 082 081 080 078 077 076 075 074 073 10 087 086 084 083 081 079 077 076 075 074 072

ge12 088 087 085 083 081 079 077 075 074 072 070

04

07 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 070 08 080 079 079 079 079 078 078 078 077 077 077 09 087 086 084 083 082 081 080 080 079 078 077 10 089 088 086 085 084 082 081 080 079 078 077

ge12 088 087 086 085 084 082 081 080 079 077 076

06

08 080 080 080 080 080 079 079 079 079 079 079 09 087 087 086 085 084 083 082 082 081 080 080 10 089 088 087 087 086 084 083 083 082 081 080

ge12 090 088 087 086 085 084 083 082 081 080 079

ge08

08 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 080 09 088 087 086 086 085 084 084 083 083 082 082 10 089 089 088 087 087 086 085 084 083 083 082

ge12 090 088 087 087 086 085 084 084 083 082 081

0

11)(bh

AAhbb ssspsfff

prime+prime+primeminusprime=

ααϕ

PM

e ss =

0

111 bh

AA ssspss

ααmicroα

+=

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ
Page 63: УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И СПРАВОЧНЫЕ …mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr... · К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

63

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ 5 2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 8 ПРИ ВРЕМЕННОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКЕ V = 15 кНм2 8

21 Исходные данные 8 Нагрузки на 1 м2 перекрытия 8 Материалы для плиты 8

22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 9 Определение внутренних усилий 9 Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента 10 Расчет по прочности при действии поперечной силы 11

23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 14 Геометрические характеристики приведенного сечения 14 Потери предварительного напряжения арматуры 16 Расчет прогиба плиты 17

3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2 20

31 Исходные данные 20 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 20

Определение внутренних усилий 20 Расчет по прочности на действие изгибающего момента 21 Расчет по прочности при действии поперечной силы 21

33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы 23 Геометрические характеристики приведенного сечения (см п 23) 23 Потери предварительного напряжения арматуры 23 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси 24 Расчет прогиба плиты 27

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ 30 41 Исходные данные 30 42 Определение усилий в ригеле 32 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента 32 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил 33 45 Построение эпюры материалов 37

5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 41 51 Исходные данные 41 52 Определение усилий в колонне 42 53 Расчетколонны по прочности 42

6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 45 61 Исходные данные 45 62 Определение размера стороны подошвы фундамента 45 63 Определение высоты фундамента 45 64 Расчет на продавливание 47 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента 49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51 ПРИЛОЖЕНИЯ 52 ОГЛАВЛЕНИЕ 63

  • В приложениях даны необходимые справочные материалы для расчета и конструирования
  • ВВЕДЕНИЕ
  • КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
    • 21 Исходные данные
      • Нагрузки на 1 м2 перекрытия
      • Конструктивный размер плиты l=6-01-01-001-001=578м
      • Материалы для плиты
        • 22 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
          • Определение внутренних усилий
          • Расчет по прочности нормального сечения при действииизгибающего
          • момента
          • Расчет по прочности при действии поперечной силы
            • 23 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
              • Геометрические характеристики приведенного сечения
              • Потери предварительного напряжения арматуры
              • Расчет прогиба плиты
                  • 3 ВАРИАНТ РАСЧЕТА МНОГОПУСТОТНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯПРИ ДЕЙСТВИИ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ РАВНОЙ 45 кНм2
                    • 31 Исходные данные
                    • 32 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
                      • Определение внутренних усилий
                      • Расчет по прочности на действие изгибающего момента
                      • Расчет по прочности при действии поперечной силы
                        • 33 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
                          • Геометрические характеристики приведенного сечения(см п 23)
                          • Потери предварительного напряжения арматуры
                          • Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси
                          • Расчет прогиба плиты
                              • 4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
                                • 41 Исходные данные
                                • 42 Определение усилий в ригеле
                                • 43 Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента
                                • 44 Расчёт ригеля по прочности при действии поперечных сил
                                • 45 Построение эпюры материалов
                                  • 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
                                    • 51 Исходные данные
                                    • 52 Определение усилий в колонне
                                    • 53 Расчет колонны по прочности
                                      • 6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
                                        • 61 Исходные данные
                                        • 62 Определение размера стороны подошвы фундамента
                                        • 63 Определение высоты фундамента
                                        • 64 Расчет на продавливание
                                        • 65 Определение площади арматуры подошвы фундамента
                                          • ПРИЛОЖЕНИЯ
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 1
                                            • Минимальный класс бетона элементов с предварительно
                                            • напряженной арматурой
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 2
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 3
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 4
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 6
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 7
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 8
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 9
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 10
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 11
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 12
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 13
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 14
                                            • ПРИЛОЖЕНИЕ 15
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 16
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 17
                                            • ПРИЛ0ЖЕНИЕ 18
                                              • Класс бетона
                                                • А540-А800
                                                • Вр1200 Вр1300
                                                  • Сжатие осевое (призменная прочность)
                                                  • Rbn и Rbser
                                                    • Видсопротивления
                                                      • Характеристика напрягаемой
                                                      • Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
                                                      • Относительная влажность воздуха окружающей среды
                                                      • В60
                                                      • В55
                                                      • В50
                                                      • В45
                                                      • В40
                                                      • В35
                                                      • В30
                                                      • В25
                                                      • В20
                                                      • В15
                                                      • B10
                                                      • 10
                                                      • 11
                                                      • 12
                                                      • 13
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 20
                                                      • 24
                                                      • 28
                                                      • Выше 75
                                                      • 14
                                                      • 15
                                                      • 16
                                                      • 18
                                                      • 19
                                                      • 21
                                                      • 23
                                                      • 25
                                                      • 28
                                                      • 34
                                                      • 39
                                                      • 40-75
                                                      • 20
                                                      • 22
                                                      • 24
                                                      • 26
                                                      • 28
                                                      • 30
                                                      • 32
                                                      • 36
                                                      • 40
                                                      • 48
                                                      • 56
                                                      • Ниже 40
                                                      • Примечание - относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП131133302012 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства
                                                      • ОГЛАВЛЕНИЕ