Расчет строительных конструкций в программе Лира

Изм Лист № докумен. Подпись Дата Разраб.

Стадия Лист Листов Проверил П 2 58

Н. контр. Утвердил

Под

пись

и д

ата

Инв

. № д

убл.

Взам

. инв

. №

Под

пись

и д

ата

Инв

. № п

одл.

РАСЧЁТНО-

КОНСТРУКТИВНЫЙ

РАЗДЕЛ

Рассчитал

SpaceCad.ru ОБРАЗЕЦ

Лист Проверил

3 Изм Лист № докум. Подп. Дата

Под

пись

и д

ата

Инв

. № д

убл.

Взам

. инв

. №

Под

пись

и д

ата

Инв

. № п

одл.

1 ОПИСАНИЕ РАЙОНА СТРОИТЕЛЬСТВА И ИСХОДНЫХ ДАННЫХ

ДЛЯ РАСЧЕТА

1. За условную отметку ±0,000 принят уровень чистого пола 1-го этажа Степень огнестойкости здания II Конструктивная схема здания – каркасно-связевая с поперечными и про-дольными несущими монолитными ж.б. диафрагмами.

2. Строительные конструкции рассчитаны для следующих условий: - Нормативная снеговая нагрузка (III)– 0,126т/м2 (126 кг/м2) - Нормативный скоростной напор ветра (I)– 0, 23кПа (23 кг/м2)

Рис. 1 Основные климатические показатели района строительства.

Нормативные нагрузки (СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия» ) для расчетов конструкций здания: - Квартиры жилых зданий, спальные помещения детских дошкольных учреждений и школ интернатов, жилые помещения домов отдыха и пансиона-тов, общежитий и гостиниц, палаты больниц и санаториев, террасы 1,5 (150) кПа (кгс/м2) - Вестибюли, фойе, коридоры, лестницы (с относящимися к ним проходами) примыкающие к помещениям указанным в позициях: а) 1,2 и 3 (по СП 20.13330.2011) 3,0 ( 300 ) кПа (кгс/м2) - Балконы (Лоджии) с учетом нагрузки сплошной равномерной на пло-щади на площади балкона 2,0 (200) кПа (кгс/м2) - Нормативная снеговая нагрузка – 0,126 т/м2 (126 кг/м2) - Нормативный скоростной напор ветра – 0,23 кПа (23 кг/м2) - Сейсмичность – 6 баллов (СНиП 11-7-81) Принятые в дипломном проекте конструктивные решения обеспечивают кон-структивную надежность сооружения, пожаробезопасность в соответствии со:

СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия»;

Рассчитал




Под

пись

и д

ата

Инв

. № д

убл.

Взам

. инв

. №

Под

пись

и д

ата

Инв

. № п

одл.

СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные

положения»; СП 52-101-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции без предва-

рительного напряжения арматуры»; СП 52-103-2007 «Железобетонные монолитные конструкции зданий»; СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений»; СП 50-101-2004 «Проектирование и устройство оснований и фундамен-

тов зданий и сооружений»; СНиП II-22-81* Каменные и армокаменные конструкции; СНиП 3.02.01-87 Земляные сооружения, основания и фундаменты.

3. Для расчета применялись следующие расчетные комплексы: Лира САПР – статический расчет здания , подбор арматуры (ЛИР-АРМ), рас-чет здания в физически не линейной постановке задачи, расчет на прогресси-рующее обрушение в физически не линейной постановке задачи, проверка не-сущих элементов по результатам расчета на прогрессирующее обрушение (ЛИР-АРМ локальный), а также программный комплекс ПК "Мономах-САПР"

Рассчитал




Под

пись

и д

ата

Инв

. № д

убл.

Взам

. инв

. №

Под

пись

и д

ата

Инв

. № п

одл.

2. Расчёт конструкции в программном комплексе ПК "Мономах"

Участок, отведенный для строительства 12-ти этажного монолитного дома,

расположен в г.Клин.

Дом прямоугольной формы в плане с размерами в осях 62,4х17,2 м с

комплексом встроенных жилых.

Монолитные железобетонные конструкции:

- внутренние несущие стены, толщиной 200 мм. Стены лифтовых шахт

толщиной 200 мм;

- несущие колонны, сечением 200х800 мм, 200х880 мм, 200х1000 мм,

200х1200, 200х1300;

- плиты перекрытия толщиной 200 мм;

- фундаментная плита, толщиной 600 мм.

Все монолитные железобетонные конструкции (стены, колонны, фунда-

ментные плиты, плиты перекрытия) выполнены из бетона класса В25, с рас-

четным сопротивлением при сжатии 푅 = 14.5 МПа, при растяжении 푅 =

1,05 МПа с начальным модулем упругости бетона естественного твердения

при сжатии и растяжении 퐸 = 30000 МПа.

Продольная рабочая арматура всех монолитных железобетонных конст-

рукций (стен, колонн, плит перекрытия, фундаментной плиты) класса А400С,

с расчетным сопротивлением при растяжении, сжатии ;МПа365sR попереч-

ная арматура (стен и колонн) класса А240С, с расчетным сопротивлением

.МПа175swR

Пространственная жесткость здания обеспечивается по связевой схеме

совместной работой стен, колонн и дисков перекрытий.

Рассчитал




Под

пись

и д

ата

Инв

. № д

убл.

Взам

. инв

. №

Под

пись

и д

ата

Инв

. № п

одл.

Рис.2 Общий вид здания

Рассчитал




Под

пись

и д

ата

Инв

. № д

убл.

Взам

. инв

. №

Под

пись

и д

ата

Инв

. № п

одл.

Рис.3 Конечно-элементная модель

Шаг разбиения на конечные элементы принят равным 0,5 м.

Рис.4 Схема расположения несущих элементов каркаса

Рассчитал




Под

пись

и д

ата

Инв

. № д

убл.

Взам

. инв

. №

Под

пись

и д

ата

Инв

. № п

одл.

3.1. Исходные данные для расчета Характеристики здания Отметка планировки -0.65 м Отметка верха подколонника -2.35 м Отметка подошвы фундамента -2.95 м Схема распределения горизонтальных нагрузок при расчете всего здания

Рамносвязевая

Характеристики грунта Объемный вес 1.61 т/м3 Угол внутреннего трения 22 ° Сцепление 2 тс/м2 Модуль деформации 3500 тс/м2 Коэффициент Пуассона 0.3 Дополнительные параметры расчета жесткости упругого основания грунта Lyambda 0.5 Материалы

Название Тип Модуль уп-ругости,

тс/м2

Коэф. Пуасссо-

на

Объемный вес, т/м3

Детали

1. Железобетон Железобетон 3e+006 0.2 2.5 B25, A400, A400

Коэффициенты нагрузок

Нагруз-ки/Коэффицие

нты

Постоянная Длительная Кратко- вре-менная

Ветровая Сейсмиче-ская

Надежности 1.1 1.2 1.2 1.4 1 1-е основное

сочетание 1 1 1 1 0

2-е основное сочетание

1 0.95 0.9 0.9 0

3-е особое со-четание

0.9 0.8 0.5 0 1

Надежности по ответст-венности

1

Ветер Направление Коэффициент Ветер 1 0° 1 Ветер 2 90° 1 Ветровой район I Тип местности C Аэродинамический коэф. 1.4

Рассчитал




Под

пись

и д

ата

Инв

. № д

убл.

Взам

. инв

. №

Под

пись

и д

ата

Инв

. № п

одл.

Суммарные вертикальные нагрузки

Постоянная, тс Длительная, тс Кр. времен., тс Нагрузки на отметке низа стен и колонн 1-го этажа

17517.109 2732.054 2045.55 Собственный вес фундаментных плит и дополнительные нагрузки на них

1825.171 0 161.044 Перекосы этажей Сочетания загружений 1: 1.1*По+1.2*Дл+1.2*Кр+1.4*Ве1 2: 1.1*По+1.2*Дл+1.2*Кр-1.4*Ве1 3: 1.1*По+1.2*Дл+1.2*Кр+1.4*Ве2 4: 1.1*По+1.2*Дл+1.2*Кр-1.4*Ве2 Модуль упругости элементов принят равным значению начального модуля де-формаций бетона при продолжительном действии нагрузки, определяемого по п. 5.1.13 СП 52-101-2003

Рис. 5 Диаграмма σ−ε для бетона B25 при относительной влажности воздуха окружающей

среды 40-75% В модели произведен переход к напряжениям вдоль заданного направления для пластин по следующей схеме: для вертикальных пластин – вдоль оси Z общей системы координат, для горизонтальных пластин - вдоль оси X общей системы координат.

Рассчитал




Под

пись

и д

ата

Инв

. № д

убл.

Взам

. инв

. №

Под

пись

и д

ата

Инв

. № п

одл.

3.2. Нагрузки и воздействия Нагрузки и воздействия на здание определены согласно СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия». В расчётном комплексе ПК "Мономах" приклады-ваются полные нормативные нагрузки. С помощью комбинации загружений и модуля РСУ учитывается система коэффициентов для расчета по I и II группам ПС. Значения принятых нагрузок и коэффициентов представлены в таблице.

Ветровая нагрузка

Нагрузку от ветра определяем с помощью программного комплекса SCad. Ветровой район – I. Тип местности - С (городские районы с застройкой зда-ниями высотой более 25м.) Значения представлены в таблице.

Расчет выполнен по нормам проектирования "СНиП 2.01.07-85* с изменением №2" Исходные данные

Ветровой район I Нормативное значение ветрового давле-ния

0.03 Т/м2

Тип местности C - городские районы с застройкой здания-ми высотой более 25м

Тип сооружения Вертикальные и отклоняющиеся от верти-кальных не более чем на 15° поверхности

Ветровая нагрузка на здание

Этаж Ветер 1, Период колебаний = 3.91 с, Нормативное ускорение = 0.024 м/с2

Ветер 2, Период колебаний = 1.63 с, Нормативное ускорение = 0.058 м/с2

Стат. сост., тс

Пульс. сост., тс

Сумма, тс Стат. сост., тс


Сумма, тс

15 (Выход на кровлю)

0.306 0.327 0.633 1.875 0.802 2.676

14 (Тэх.этаж) 1.621 3.361 4.982 5.303 8.228 13.531 13 (12 этаж) 1.661 3.317 4.978 5.432 8.12 13.552 12 (11 этаж) 1.661 3.057 4.717 5.432 7.482 12.915 11 (10 этаж) 1.661 2.797 4.457 5.432 6.845 12.278 10 (9 этаж) 1.661 2.536 4.197 5.432 6.208 11.641 9 (8 этаж) 1.661 2.276 3.937 5.432 5.571 11.004 8 (7 этаж) 1.185 2.016 3.2 5.432 4.934 10.367

Рассчитал




Под

пись

и д

ата

Инв

. № д

убл.

Взам

. инв

. №

Под

пись

и д

ата

Инв

. № п

одл.

Этаж Ветер 1, Период колебаний = 3.91 с,

Нормативное ускорение = 0.024 м/с2 Ветер 2, Период колебаний = 1.63 с, Нормативное ускорение = 0.058 м/с2

Стат. сост., тс


Сумма, тс Стат. сост., тс


Сумма, тс

7 (6 этаж) 1.099 1.756 2.855 5.432 4.297 9.73 6 (5 этаж) 1.095 1.495 2.59 5.432 3.66 9.093 5 (4 этаж) 1.095 1.235 2.33 5.432 3.023 8.456 4 (3 этаж) 1.095 0.975 2.069 5.432 2.386 7.819 3 (2 этаж) 1.095 0.715 1.809 5.432 1.749 7.182 2 (1 этаж) 1.095 0.454 1.549 5.432 1.112 6.545 1 (Подвал) 0 0 0 0 0 0

Снеговая нагрузка

Нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию по-крытия определяем по формуле:

S = 0.7c c μS где S − вес снегового покрова на 1 м горизонтальной поверхности земли; c − коэф. учитывающий снос снега с покрытия здания под действием ветра или иных факторов; c − термический коэф.; μ − коэф. перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие; г.Клин относится к III снеговому району S = 176 кг/м

Cнеговая нагрузка на горизонтальную проекцию покрытия по СП 20.13330.2011

(Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*)

Снеговой район по карте

III

-

2 Масса снегового покрова на 1 м2

горизонтальной поверхности земли Sg= 180 кг/м2

3 Коэффициент учитывающий снос снега с покрытий зданий ветром c

e= 1.0 -

4 Термический коэффициент ct= 1.0 -

5 Коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытии

μ= 1.0 -

6 Нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия S

0= 126 кг/м2

7 Коэффициент надежности по снеговой нагрузке γ

f = 1.4 -

Рассчитал




Под

пись

и д

ата

Инв

. № д

убл.

Взам

. инв

. №

Под

пись

и д

ата

Инв

. № п

одл.

8 Расчетное значение снеговой нагрузки

на горизонтальную проекцию покрытия S= 176 кг/м2

3.3. Основные результаты расчета Расчетом по I группе предельных состояний проверены: - все конструкции здания для предотвращения разрушения при действии сило-вых воздействий в процессе строительства и расчетного срока эксплуатации. Расчетом по II группе предельных состояний проверены: - пригодность всех конструкций здания к нормальной эксплуатации в процессе строительства и расчетного срока эксплуатации.

Характеристики материалов БЕТОН Характеристики бетона класса В25: - Начальный модуль упругости, т/(м*м): Eb = 3000000.0 = 30000H/мм2 - Расчетное сопротивление осевому сжатию, т/(м*м): Rb = 1450.0=14,5МПа - Расчетное сопротивление осевому растяжению, т/(м*м): Rbt = 105.0 - Нормативное сопротивление осевому сжатию, т/(м*м): Rbn = 1850.0 - Нормативное сопротивление осевому растяжению, т/(м*м): Rbtn= 155.0 АРМАТУРА Класс арматуры: A400С Модуль упругости, т/(м*м): Es = 20000000.0 Расчетное сопротивление растяжению продольной арматуры, т/(м*м): Rs = 37500.0 Расчетное сопротивление растяжению поперечной арматуры, т/(м*м): Rsw= 30000.0 Расчетное сопротивление сжатию, т/(м*м): Rsc= 37500.0 Нормативное сопротивление растяжению, т/(м*м): Rs,ser= 40000.0 Класс арматуры: A240С Модуль упругости, т/(м*м): Es = 21000000.0 Расчетное сопротивление растяжению продольной арматуры, т/(м*м): Rs = 23000.0 Расчетное сопротивление растяжению поперечной арматуры, т/(м*м): Rsw= 18000.0 Расчетное сопротивление сжатию, т/(м*м): Rsc= 23000.0 Нормативное сопротивление растяжению, т/(м*м): Rs,ser= 24000.0

Рассчитал




Под

пись

и д

ата

Инв

. № д

убл.

Взам

. инв

. №

Под

пись

и д

ата

Инв

. № п

одл.

Рис. 6 Нагрузки на несущие элементы первого этажа

Рис. 7 Изополя перемещений по оси Z

Рассчитал




Под

пись

и д

ата

Инв

. № д

убл.

Взам

. инв

. №

Под

пись

и д

ата

Инв

. № п

одл.

Рис.8 Изополя напряжений по Му

Рис. 9 Изополя напряжений по Мх

Рассчитал




Под

пись

и д

ата

Инв

. № д

убл.

Взам

. инв

. №

Под

пись

и д

ата

Инв

. № п

одл.

4. Расчет основных несущих конструкций

4.1. Общие данные

В основу расчета положен метод конечных элементов в перемещени-

ях. В качестве основных неизвестных приняты следующие перемещения

узлов:

X линейное по оси X; Y линейное по оси Y; Z линейное по оси Z; UX угловое вокруг оси X; UY угловое вокруг оси Y; UZ угловое вокруг оси Z. Расчет плиты производится в составе всего здания с учетом жесткого

сопряжения колонн с плитой. Расчет выполнен на следующие загруже-

ния:

- загружение 1 – статическое загружение - данное загружение учиты-

вается как постоянная нагрузка (собственный вес плиты, вес пола, вес

стен по контуру здания);


вается как длительная нагрузка (временная нагрузка с пониженным нор-

мативным значением на перекрытие.


вается как кратковременная нагрузка (временная нагрузка с полным нор-

мативным значением на перекрытие.


вается как ветровая нагрузка приложенная к каркасу под углом 0°


вается как ветровая нагрузка приложенная к каркасу под углом 90°

ПК "Мономах" собственный вес элементов учитывается автоматиче-

ски, поэтому в постоянную нагрузку собственный вес плиты не включа-

ется.

Рассчитал




Под

пись

и д

ата

Инв

. № д

убл.

Взам

. инв

. №

Под

пись

и д

ата

Инв

. № п

одл.

4.2. Расчет монолитной плиты перекрытия

Плиты перекрытий и плита покрытия выполнены монолитными из бе-

тона класса В25 по ГОСТ 7473-94. Марка бетона по водопроницаемости

W4, по морозоустойчивости F100. Продольная арматура класса А400,

поперечная А400 по ГОСТ 5781-82. Характеристики материалов плиты

приведены в таблице.

Размеры и армирование плиты перекрытия определены расчетом

Характеристики материалов Класс бетона B25 Вид бетона Расчетное сопротивление бетона на сжатие 14,5 Модуль упругости бетона 30000 Класс продольной арматуры (вдоль Х) A400 Расчетное сопротивление продольной арматуры на растяжение

355

Модуль упругости арматуры 200000 Класс продольной арматуры (вдоль Y) A400 Расчетное сопротивление продольной арматуры на растяжение

355

Модуль упругости арматуры 200000 Класс поперечной арматуры A400 Расчетное сопротивление поперечной арматуры на растяжение

285

Модуль упругости арматуры 200000 Объемный вес 2.5 Жесткость упругого основания грунта на сжатие: 200 Жесткость упругого основания грунта на сдвиг: 2000 Расстояние до центров тяжести арматуры: от нижней грани 3 от верхней грани 3

В основу расчета положен метод конечных элементов в перемещени-

ях. В качестве основных неизвестных приняты следующие перемещения

узлов:

X линейное по оси X;

Y линейное по оси Y;

Z линейное по оси Z;

UX угловое вокруг оси X;

UY угловое вокруг оси Y;

UZ угловое вокруг оси Z.

Рассчитал




Под

пись

и д

ата

Инв

. № д

убл.

Взам

. инв

. №

Под

пись

и д

ата

Инв

. № п

одл.

Примечание: Нагрузка от собственного веса железобетонных конструкций в программном комплексе ПК"Мономах-САПР" определяется автоматически.

Сбор нагрузок на перекрытие типового этажа

Рис.10 Схема расположения монолитного перекрытия типового этажа

Объем-

ный Толщи- Норма- Коэф Расчетн Наименование элемента вес на тивная без. макс

т/куб.м м тс/кв.м тс/кв.м Постоянная

Керамическая плитка 1.8 0.015 0.027 1.2 0.0324 Стяжка цем.-песч.р-р М150 1.8 0.035 0.063 1.2 0.0756 Утеплитель 0,035 0,05 0.0018 1.3 0.00234 И т о го 0.0918 0.110 Временная Кратковременная (По СП 20.13330-2011 табл. 8.3) 0.15 1.2 0.18

Длительная (Перегородки) 0,1 1,2 0,12 И т о го 0.25 0.30

Всего 0.342 0.410 Примечание: Нагрузка от собственного веса железобетонных конструкций в программном комплексе "Мономах-САПР" определяется автоматически. Нагрузки от перегородок, по СП 20.13330.2011 п.п.8.2.2 нормативные значе-ния нагрузок на ригели и плиты перекрытий от веса временных перегородок допускается учитывать как равномерно распределенные добавочные нагрузки,

Рассчитал




Под

пись

и д

ата

Инв

. № д

убл.

Взам

. инв

. №

Под

пись

и д

ата

Инв

. № п

одл.

принимая их нормативные значения на основании расчета для предполагаемых схем размещения перегородок, но не менее 0,5 кПа. Принимаем нагрузку от перегородок 1кПа или 0,1тс/м2.

Нагрузка с учетом коэффициента надежности по нагрузке gf=1,2 равна 0,12тс/кв.м

Нагрузка от наружних стен

№ п./п. Вид нагрузки Объемный

вес, кг/м3

Тол-щина слоя

Коэфф. над по

нагрузке

Норма-тивная нагруз-

ка, кгс/м2

Рас-четная нагруз-

ка, кгс/м2

1 Постоянная

2 Отделка из цем. песчаного раствора 1800 0.02 1.3 36.0 46.8

3 Кладка из полистиролбетона 500 0.4 1.1 200 220 4 Керамический кирпич облиц. 1800 0.12 1.1 216 237,6 5 Итого 243.5 504,4

Определяем погонную нагрузку на перекрытие от наружной стены: Высота наружных стен (от верха перекрытия до низа перекрытия следующего этажа) - 2,95 м qн.с.=0,5044 (т/м2) х 2,95 (м) = 1,49 т/м

Рассчитал




Под

пись

и д

ата

Инв

. № д

убл.

Взам

. инв

. №

Под

пись

и д

ата

Инв

. № п

одл.

Рис.11 Разрез по стене

Нагрузка на перекрытие типового этажа

Объем-

ный Толщи- Норма- Коэф Расчетн Наименование элемента вес на тивная без. макс

т/куб.м м тс/кв.м тс/кв.м Постоянная

Керамическая плитка 1.8 0.015 0.027 1.2 0.0324 Стяжка цем.-песч.р-р М150 1.8 0.035 0.063 1.2 0.0756 Утеплитель 0,035 0,05 0.0018 1.3 0.00234 И т о го 0.0918 0.110 Временная Кратковременная (По СП 20.13330-2011 табл. 8.3) 0.15 1.2 0.18

Длительная (Перегородки) 0,1 1,2 0,12 И т о го 0.25 0.30

Всего 0.342 0.410

Рассчитал




Под

пись

и д

ата

Инв

. № д

убл.

Взам

. инв

. №

Под

пись

и д

ата

Инв

. № п

одл.

Конструктивный расчет

Расчет продольной арматуры в пролете производиться из условия по

нормальным сечениям на действие максимального положительного изги-

бающего момента.

Результаты расчета по прогибам

Оценка прогибов плиты перекрытия выполнена по результатам пространст-венного расчета и представлена на рис. ниже.

Рис.12 Изополя перемещений по оси z

Из расчета видно, что максимальное перемещение точек в плите не превышает предельно допустимого значения.

풇 = ퟏퟑퟖ − ퟏퟐퟒ = ퟏퟒ мм < [풇] =ퟏ

ퟐퟎퟎ 푳 =ퟏ

ퟐퟎퟎ ∗ ퟓퟔퟎퟎ = ퟐퟖ мм

Жесткость перекрытия удовлетворяет требования норм.

Рассчитал




Под

пись

и д

ата

Инв

. № д

убл.

Взам

. инв

. №

Под

пись

и д

ата

Инв

. № п

одл.

Результаты расчета монолитной плиты перекрытия по прочности и тре-

щиностойкости Подбор армирования в монолитной плите перекрытия выполнен в программе ПК "Мономах-Плита"

Ниже представлены результаты подбора армирования в монолитной плите перекрытия исходя из расчета по прочности нормальных сечений и их тре-щиностойкости.

Рис.13 Изополя напряжений Мх, (тс*м)

푴풙,풎풂풙 = −ퟓ, ퟒퟎ тс ∗ м

푴풙,풎풊풏 = ퟏ, ퟕퟐ тс ∗ м

Рассчитал




Под

пись

и д

ата

Инв

. № д

убл.

Взам

. инв

. №

Под

пись

и д

ата

Инв

. № п

одл.

Рис. 14 Изополя напряжений Му, (тс*м)

푴풚,풎풂풙 = −ퟔ, ퟕퟐ тс ∗ м

푴풚,풎풊풏 = ퟐ, ퟎퟗ тс ∗ м

Плита монолитного перекрытия армируется отдельными стержнями, кото-рые соединяются внахлест без сварки. Армирование осуществляется в соот-ветствии с изополями и изгибающих моментов. Пролетные моменты воспри-нимают стержни, уложенные внизу плиты, а опорные – арматурные допол-нительные стержни, уложенные в верхней зоне плиты. Расчет и подбор арматуры произведены с помощью приложения "Плита"

программного комплекса "Мономах". Армирование принято в соответствии с распределением изополей арматуры.

Рассчитал




Под

пись

и д

ата

Инв

. № д

убл.

Взам

. инв

. №

Под

пись

и д

ата

Инв

. № п

одл.

Подбор верхнего армирования Ах и Ау

Подбор верхнего армирования по Ах

Рассчитал




Под

пись

и д

ата

Инв

. № д

убл.

Взам

. инв

. №

Под

пись

и д

ата

Инв

. № п

одл.

Подбор верхнего армирования по Аy

Рассчитал




Под

пись

и д

ата

Инв

. № д

убл.

Взам

. инв

. №

Под

пись

и д

ата

Инв

. № п

одл.

Изополя требуемой площади армирования на 1м.п. по оси Х и Y в верхней

грани

Рис.15 Изополя требуемой площади арматуры на 1м.п. по оси Х в верхней грани (см2)

Рис.16 Изополя требуемой площади арматуры на 1м.п. по оси Y в верхней грани (см2)

Рассчитал




Под

пись

и д

ата

Инв

. № д

убл.

Взам

. инв

. №

Под

пись

и д

ата

Инв

. № п

одл.

Подбор нижнего армирования Ах и Ау

Подбор нижнего армирования по Ах

Рассчитал




Под

пись

и д

ата

Инв

. № д

убл.

Взам

. инв

. №

Под

пись

и д

ата

Инв

. № п

одл.

Подбор нижнего армирования по Аy

Рассчитал




Под

пись

и д

ата

Инв

. № д

убл.

Взам

. инв

. №

Под

пись

и д

ата

Инв

. № п

одл.

Изополя требуемой площади армирования на 1м.п. по оси Х и Y в нижней

грани

Рис.17 Изополя требуемой площади арматуры на 1м.п. по оси Х в нижней грани (см2)

Рис.18 Изополя требуемой площади арматуры на 1м.п. по оси Y в нижней грани (см2)

Рассчитал




Под

пись

и д

ата

Инв

. № д

убл.

Взам

. инв

. №

Под

пись

и д

ата

Инв

. № п

одл.

Расчет плиты по раскрытию нормальных трещин

Рассматриваем сечение по оси 10-В Расчетное сечение прямоугольное: 200х1000 мм Бетон класса В25 (푅 , = 1,6 МПа = 16.0 кгс

см, 푅 , = 18,5 МПа =

185 кгссм

) Рабочая арматура класса А400С с площадью сечения: Верхняя: As1 = 13,98 см2 (Ø10 шаг 200 + Ø16 шаг 200) Нижняя: As2 = 2,52 см2 (Ø8 шаг 200) Момент в расчетном сечении от постоянных и длительных нагрузок Ml =

5,26 тс*м

Рис. 19 Моменты в расчетном сечении

Рассчитал




Под

пись

и д

ата

Инв

. № д

убл.

Взам

. инв

. №

Под

пись

и д

ата

Инв

. № п

одл.

От кратковременных нагрузок: Msh = 0,52 тс*м

Рис. 20 Моменты в расчетном сечении

Определим момент образования трещин Мcrc согласно пп.4.5-4.8 Поскольку 휇 = = ,

∗= 0.00699 > 0.005 - определяем значение W и ея

с учетом арматуры при коэффициенте приведения α

훼 =퐸퐸

=2 ∗ 10

2.4 ∗ 10= 8.333

푦 =ℎ2

=200

2= 100 мм

Для прямоугольного сечения с несимметричной арматурой момент инерции Ired равен:

퐼 =푏ℎ12

+ 퐴 훼(0.5ℎ − 푎) + 퐴 훼(0.5ℎ − 푎)

퐼 =100 ∗ 20

12+ 13,98 ∗ 8.333 ∗ (0.5 ∗ 20 − 3) + 2,52 ∗ 8.333

∗ (0.5 ∗ 20 − 3)

퐼 = 73403,9 см Тогда 푊 = = , = 7340,39 см Площадь приведенного сечения равна:

퐴 = 푏ℎ + 퐴 훼 + 퐴 훼 = 20 ∗ 100 + 13,98 ∗ 8.333 + 2,52 ∗ 8.333= 2137.49 см

Рассчитал




Под

пись

и д

ата

Инв

. № д

убл.

Взам

. инв

. №

Под

пись

и д

ата

Инв

. № п

одл.

Тогда 푒я = = ,

,= 3.43 см

Учитываем неупругие деформации растянутого бетона путем умножения W на коэф. 훾 = 1,3 (см.табл. 4.1), т.е. 푊 = 7340,39 ∗ 1,3 = 9542.507 см

Определяем момент 푀 = 푅 , 푊 = 16,0 ∗ 9542,507 = 152680.112 кгс ∗ см = 1,53 тсм

푀 < 푀 = 푀 + 푀 = 5,26 + 0,52 = 5,78 тсм т.е. трещины при полной нагрузке образуются и расчет по раскрытию тре-

щин необходим. Проверим условие (4.29) с заменой напряжений 휎 соответствующими мо-

ментами 푀 − 0.8푀푀 − 0.8푀

=5,26 − 0.8 ∗ 0,525,78 − 0.8 ∗ 0,52

= 0,903 > 0.68

Следовательно проверяем только продолжительное раскрытие трещин. Определим напряжение в арматуре 휎 по формуле (4.13), принимая 푀 = 푀 Рабочая высота сечения ℎ = ℎ − 푎 = 200 − 30 = 170 мм Коэффициент приведения 훼 =

,= = 1,62

Тогда при 휇 훼 = = , ∗ ,∗

= 0.013 и 훾 = 0,0 из графика на чертежу 4.3 находим 휁 = 0.92

Плечо внутренней пары равно: 푧 = 휁ℎ = 0.92 ∗ 17 = 15.64 см

휎 =푀

푧 퐴=

5,26 ∗ 1015.64 ∗ 13,98

= 2405.70 кг/см

Для прямоугольного сечения высота растянутой зоны бетона с учетом неуп-ругих деформаций равна:

푦 = 0.5ℎ푘 = 0.5 ∗ 20 ∗ 0.9 = 9 см > 2푎 = 2 ∗ 3 = 6 см кроме того 푦 = 9 см < 0,5ℎ = 0,5 ∗ 20 = 10см поэтому оставляем y=9 см и тогда 퐴 = 푏푦 = 100 ∗ 9 = 900 см Расстояние между трещинами определяем по формуле (4.22) 푙 = 0.5 = 0,5 ∗

,= 32,19 см, что меньше 40ds = 400 мм и меньше

400мм, поэтому принимаем 푙 = 32,19 см Значение 휓 определяем по формуле (4.26), принимая 푀 = 푀 = 5,26 тсм

휓 = 1 − 0,8푀

푀= 1 − 0,8 ∗

0,525,26

= 0.92

Определяем по формуле (4.10) ширину продолжительного раскрытия тре-щин, принимая 휑 = 1,4; 휑 = 0,5; 휑 = 1,0

푎 = 휑 휑 휑 휓휎퐸

푙 = 1,4 ∗ 0,5 ∗ 1,0 ∗ 0,92 ∗2405,702000000

∗ 32,19 = 0,025см

что меньше предельно допустимой ширины раскрытия трещин, равной 푎 , = 0.3мм

Рассчитал




Под

пись

и д

ата

Инв

. № д

убл.

Взам

. инв

. №

Под

пись

и д

ата

Инв

. № п

одл.

Вывод: следует отметить, что расчет плиты выполнялся по раскрытию

трещин, поэтому продолжительная ширина раскрытия нормальных трещин не

превышает предельно допустимую acrc,ult = 0,3 мм.

Непродолжительная ширина раскрытия нормальных трещин также не превы-шает предельно допустимую acrc,ult = 0,4 мм.

Рассчитал




Под

пись

и д

ата

Инв

. № д

убл.

Взам

. инв

. №

Под

пись

и д

ата

Инв

. № п

одл.

Рассчитал




Под

пись

и д

ата

Инв

. № д

убл.

Взам

. инв

. №

Под

пись

и д

ата

Инв

. № п

одл.

Рассчитал




Под

пись

и д

ата

Инв

. № д

убл.

Взам

. инв

. №

Под

пись

и д

ата

Инв

. № п

одл.

Рассчитал




Под

пись

и д

ата

Инв

. № д

убл.

Взам

. инв

. №

Под

пись

и д

ата

Инв

. № п

одл.

Рассчитал




Под

пись

и д

ата

Инв

. № д

убл.

Взам

. инв

. №

Под

пись

и д

ата

Инв

. № п

одл.

Рассчитал




Под

пись

и д

ата

Инв

. № д

убл.

Взам

. инв

. №

Под

пись

и д

ата

Инв

. № п

одл.

Рассчитал




Под

пись

и д

ата

Инв

. № д

убл.

Взам

. инв

. №

Под

пись

и д

ата

Инв

. № п

одл.

4.4. Расчет колонны

Для расчета принимаем самую нагруженную колонну крайнего ряда Км2_9

по оси 9-Б. Колонна имеет размеры 200х800

Рис.21 Схема расположения рассчитываемой колонны Км1_6

Рассчитал




Под

пись

и д

ата

Инв

. № д

убл.

Взам

. инв

. №

Под

пись

и д

ата

Инв

. № п

одл.

Рис.22 Суммарные нагрузки на колонну Км2_9

Суммарные нагрузки на колонну определяются программой Мономах авто-

матически с учетом РСН (Расчетное сочетание нагрузок) в соответствии с рас-четной пространственной моделью. Расчет колонны произведен с помощью программы " Колонна" программного комплекса " Мономах". Расчет производился согласно требований норматив-ных документов. Также расчет производился как по прочности, так и по рас-крытию трещин.

Рассчитал




Под

пись

и д

ата

Инв

. № д

убл.

Взам

. инв

. №

Под

пись

и д

ата

Инв

. № п

одл.

Расчет колонны подвального этажа Км2_9

Нормативный документ СП 63.13330.2012 Бетон Класс B25 Арматура Класс продольной A400 Класс поперечной A400 Расчетный диаметр про-дольной, мм

22

Защитный слой продольной, мм

20

Привязка продольной, мм 31 Используемый сортамент продольной

22

Требования Расчет по раскрытию трещин Выделять угловые стержни Вязаный каркас. Модуль уменьшения шага поперечной арматуры 25 мм Сечение

Размеры, мм:

b 800 h 200

Площадь, см2 1600 Отметки Высота этажа, мм 3150 Высота перекрытия, мм 200 Отметки, м:

низа колонны 0,000 верха перекрытия +3,150

Расчетная длина Коэффициенты расчетной длины:

m X 1 m Y 1

Расчетная длина, мм: Lo X 3150 Lo Y 3150

Гибкость: Lo/h X 15.75 Lo/h Y 3.94

Рассчитал




Под

пись

и д

ата

Инв

. № д

убл.

Взам

. инв

. №

Под

пись

и д

ата

Инв

. № п

одл.

Нагрузки Результаты МКЭ расчета N, тс Mx, тс*м My, тс*м Qx, тс Qy, тс T, тс*м Сече-

ние Постоянная 164 0.231 -0.607 -0.332 -0.167 0 2_9.1 163 0.757 0.44 -0.332 -0.167 0 2_9.2 Длительная 30.3 0.26 0.369 0.22 0.157 0 2_9.1 30.3 -0.234 -0.324 0.22 0.157 0 2_9.2 Кр. времен-ная

22.7 0.195 0.277 0.166 0.118 0 2_9.1

22.7 -0.175 -0.244 0.166 0.118 0 2_9.2 Ветровая 1 0.21 0.00567 -0.718 -0.37 0.00499 0 2_9.1 0.21 -0.01 0.447 -0.37 0.00499 0 2_9.2 Ветровая 2 -3.1 -0.163 0.107 0.0321 -0.127 0 2_9.1 -3.1 0.238 0.00595 0.0321 -0.127 0 2_9.2 Коэффициенты Надежности по ответственности 1 Пост. Длит. Кр.вр. Ветр. Сейсм. Надежности 1.1 1.2 1.2 1.4 1 Длительности 1 1 0.35 0 0 Продолжительности 1 1 1 0 0 Снижающий для кр. врем. нагрузки 1 Учитывать в расчете:

автоматически сформированные РСН РСН, сформированные для случаев а, б

Коэффициенты расчетных сочетаний нагрузок (РСН) Пост. Длит. Кр.вр. Ветр. Сейсм. 1-е, основное 1 1 1 1 0 2-е, основное 1 0.95 0.9 0.9 0 3-е, особое 0.9 0.8 0.5 0 1 Учитывать при автоматическом формировании РСН:

знакопеременность ветровой и сейсмической нагрузки

Обозна-чение

Размер Описание Положительный знак усилия опре-деляет :

N тс Осевое усилие Растяжение My тс * м Изгибающий момент относительно

оси Y1 Растяжение нижнего (относитель-но оси Z1) волокна

Qz тс Перерезывающая сила вдоль оси Z1

Направление оси Z1 для сечения, принадлежащего 2-й части

Mz тс * м Изгибающий момент относительно Растяжение верхнего (относитель-

Рассчитал




Под

пись

и д

ата

Инв

. № д

убл.

Взам

. инв

. №

Под

пись

и д

ата

Инв

. № п

одл.

Обозна-чение

Размер Описание Положительный знак усилия опре-деляет :

оси Z1 но оси Y1) волокна Qy тс Перерезывающая сила вдоль оси

Y1 Направление оси Y1 для сечения, принадлежащего 2-й части

Расчетные сочетания нагрузок. Сокращенный список N, тс Mx, тс*м My, тс*м Qx, тс Qy, тс T, тс*м Сече-

ние Первая группа пред. состояний. Случай б (все нагрузки)

Группа 1 243 0.967 -0.0827 0.0236 0.282 0 2_9.1 223 0.625 -0.142 -0.0522 0.0395 0 длит.

часть Sнс, Nс, Sнлс | 1.1ПО+1.14ДЛ+1.08КР-1.26В2

239 0.755 0.957 0.53 0.116 0 2_9.1 223 0.625 -0.142 -0.0522 0.0395 0 длит.

часть Sлс | 1.1ПО+1.14ДЛ+1.08КР-1.26В1

181 0.262 -1.67 -0.883 -0.177 0 2_9.1 180 0.254 -0.668 -0.366 -0.184 0 длит.

часть Tx | 1.1ПО+1.4В1

176 0.0258 -0.518 -0.321 -0.362 0 2_9.1 180 0.254 -0.668 -0.366 -0.184 0 длит.

часть Ty | 1.1ПО+1.4В2

Первая группа пред. состояний. Случай а (продолжит.) Группа 2 239 0.762 0.0523 0.0641 0.122 0 2_9.1 223 0.625 -0.142 -0.0522 0.0395 0 длит.

часть Sнс, Sлс, Nс, Sнлс | 1.1ПО+1.14ДЛ+1.08КР

180 0.254 -0.668 -0.366 -0.184 0 2_9.1 180 0.254 -0.668 -0.366 -0.184 0 длит.

часть Tx, Ty | 1.1ПО

Вторая группа пред. состояний. Случай б (все нагрузки) Группа 3 216 0.801 -0.103 -0.00318 0.202 0 2_9.1 200 0.54 -0.169 -0.0712 0.019 0 длит.

часть Sнс, Nс, Sнлс | ПО+0.95ДЛ+0.9КР-0.9В2

213 0.659 -0.653 -0.307 0.0923 0 2_9.1 200 0.54 -0.169 -0.0712 0.019 0 длит.

часть Sлс | ПО+0.95ДЛ+0.9КР+0.9В1

164 0.237 -1.32 -0.702 -0.162 0 2_9.1 164 0.231 -0.607 -0.332 -0.167 0 длит.

часть Tx | ПО+В1

161 0.0679 -0.5 -0.3 -0.294 0 2_9.1 164 0.231 -0.607 -0.332 -0.167 0 длит.

часть Ty | ПО+В2

Вторая группа пред. состояний. Случай а (продолжит.) Группа 4 213 0.654 -0.00702 0.0257 0.0878 0 2_9.1 200 0.54 -0.169 -0.0712 0.019 0 длит.

часть Sнс, Sлс, Nс, Sнлс | ПО+0.95ДЛ+0.9КР

Рассчитал




Под

пись

и д

ата

Инв

. № д

убл.

Взам

. инв

. №

Под

пись

и д

ата

Инв

. № п

одл.

N, тс Mx, тс*м My, тс*м Qx, тс Qy, тс T, тс*м Сече-

ние 164 0.231 -0.607 -0.332 -0.167 0 2_9.1 164 0.231 -0.607 -0.332 -0.167 0 длит.

часть Tx, Ty | ПО

Номера колонн, определивших РСН: 2_9

Расчетное армирование

Asu 3.80 As1 6.08 As2 1.32

Продольная арматура, см2: полная 30.0057 по прочности 30.0057

% армирования 1.88 Поперечная арматура, см2/м

0

Ширина раскрытия трещин, мм: непродолжительного 0 продолжительного 0

Расстановка продольной арматуры Армирование симметричное. Выпуски в верхнюю колонну

угловые 422 вдоль грани 422 боковые 222

Всего 1022 Площадь арматуры, см2 38.0133 % армирования 2.38 Анкеровка продольной арматуры Диаметр стержня, мм Длина анкеровки,

мм Длина нахлестки, мм

22 880 880 Расстановка поперечной арматуры Зона анкеровки, мм: 36

шаг 200 привязка 1-го 50 зона раскладки 400 привязка последнего 450

Основная зона, мм: 86 шаг 300 привязка 1-го 750 зона раскладки 2100 привязка последнего 2850 расст. до верха 100

Площадь арматуры, см2/м 1.88496

Рассчитал




Под

пись

и д

ата

Инв

. № д

убл.

Взам

. инв

. №

Под

пись

и д

ата

Инв

. № п

одл.

Рис.23 Армирование монолитной колонны

Рассчитал




Под

пись

и д

ата

Инв

. № д

убл.

Взам

. инв

. №

Под

пись

и д

ата

Инв

. № п

одл.

Библиографический список

1. СНиП 52-01-2003. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения/Госстрой России- М.: ФГУП ЦПП, 2004.- 24с.

2. СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия»/Госстрой России. - М.: ГП ЦПП, 2003.-44с.

3. СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений/Госстрой России- М.: ГП ЦПП , 1995.

4. Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83) .- М.: Стройиздат, 1986.

Engineering

Расчет строительных конструкций в программе Лира