 |
Назначение размеров элементов рамы и определение нагрузок, действующих на раму
|
|
|
|
Назначение предварительных размеров элементов рамы
Поперечное сечение ригеля тавровое с полкой внизу (Рис. 2.1.).
Предварительная высота ригеля: hрпредв=(1/10…1/8)*l=(1/10…1/8)*6.4=(0.64…0.8) м, примем с учетом требования унификации hрпредв=0.7 м.
Предварительная ширина ригеля: bрпредв=(0.3…0.5)*hрпредв=(0.3…0.5)*0.7=(0.21…0.35), примем с учетом требования унификации bрпредв=0.3 м.
Рис. 2.1. Предварительное поперечное сечение ригеля.
Предварительно сечение колонны примем размером 400*400 мм.
Сбор нагрузок на перекрытие и покрытие
Нагрузка на ригель рамы принимается равномерно распределенной, т.к. количество сосредоточенных сил в пролете больше трех.
Вычисление нагрузок от покрытия и перекрытия с учетом коэффициента надежности по назначению здания γn=0.95 приведено в таблице 1.
Таблица 1.
Вычисление нагрузок от покрытия и перекрытия
| №п/п | Наименование нагрузки | Нормативная нагрузка, кН/м2 | Коэффициент надежности по нагрузке, γf | Расчетная нагрузка, кН/м2 |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| ПОКРЫТИЕ | ||||
| I | ПОСТОЯННАЯ (gпок) | |||
| 1 | Два слоя линокрома ТУ 5774-002-13157915-98 10 кг/м2 10*9,81*0,95/1000 | 0.093 | 1.3 | 0.121 |
| 2 | Цементо-песчанная стяжка ρ=1800 кг/м3, δ=20 мм 1800*0,02*9,81*0,95/1000 | 0.336 | 1.3 | 0.436 |
| 3 | Пенополистирол ГОСТ 15588-86 ρ=50 кг/м3, δ=100 мм 50*0,1*9,81*0,95/1000 | 0.047 | 1.3 | 0.061 |
| 4 | Рубероид 1 слой ГОСТ 10923-93 5 кг/м2 5*9,81*0,95/1000 | 0.047 | 1.3 | 0.061 |
| 5 | Цементо-песчанная стяжка ρ=1800 кг/м3, δ=20 мм 1800*0,02*9,81*0,95/1000 | 0.336 | 1.3 | 0.436 |
| 6 | Железобетонная панель покрытия высотой 400 мм. | 2.75 | 1.1 | 3.025 |
| ИТОГО: ågпок=g1+g2+g3+g4+g5+g6 | 3.607 | 4.140 | ||
| II | ВРЕМЕННАЯ (Vпок) | |||
| Снеговая (Vпок) | 2.28·0,7=1.596 | 1/0,7=1,428 | 2.4·0,95=2.28 | |
| ПОЛНАЯ: gпок=ågпок+Vпок | 5.203 | 6.420 | ||
| ПЕРЕКРЫТИЕ | ||||
| I | ПОСТОЯННАЯ (gпер) | |||
| 1 | Керамические плитки ρ=1800 кг/м3, δ=13 мм 1800*0.013*9,81*0.95/1000 | 0.218 | 1.1 | 0.240 |
| 2 | Слой цементного раствора ρ=1800 кг/м3, δ=20 мм 1800*0.02*9,81*0.95/1000 | 0.336 | 1.3 | 0.436 |
| 3 | Выравнивающий слой из бетона ρ=2200 кг/м3, δ=20 мм 2200*0.02*9,81*0.95/1000 | 0.410 | 1.3 | 0.533 |
| 4 | Железобетонная панель перекрытия высотой 400 мм. | 2.75 | 1.1 | 3.025 |
| ИТОГО: ågпер=g1+g2+g3+g4 | 3.714 | 4.234 | ||
| II | ВРЕМЕННАЯ (Vпер) | |||
| 1 | Полезная (V1) а) кратковременная б) длительная | 14 7 7 | 1.2 1.05 | 8.4 7.35 |
| 2 | Перегородки (V2) | 0.5 | 1.1 | 0.55 |
| ИТОГО: åVпер=V1+V2 | 14.5 | 16.3 | ||
| ПОЛНАЯ: gпер=ågпер+åVпер | 18.214 | 20.534 |
|
|
|
Вычисляем расчетные нагрузки на 1 погонный метр ригеля:
1) ригель покрытия:
а) постоянная:
- от кровли и плит:
P1пок=Σgпок*B=4.140*5.8=24.010 кН/м,
-от массы ригеля:
P2пок=Sсеч*ρ*9.81*γf *γn/1000=0.286*2500*9.81*1.1*0.95/1000=7.330 кН/м.
ИТОГО:
Pgпок=P1пок+P2пок=24.010+7.330=31.340 кН/м.
б) временная (снеговая):
P3пок=Vпок*B=2.28*5.8=13.224 кН/м,
P3,длпок=0,5*P3пок=0,5*13.224=6.612 кН/м,
P3,крпок=(1-0,5)*P3пок=(1-0,5)*13.224=6.612 кН/м,
Полная погонная расчетная нагрузка на ригель покрытия:
Pпок=Pgпок+P3пок=31.340+13.224=44.564 кН/м.
2) ригель перекрытия:
а) постоянная:
- от пола и панелей: P1пер=Σgпер*B=4.234*5.8=24.558 кН/м,
- от массы ригеля: P2пер=P2пок=7.330 кН/м,
ИТОГО: Pgпер=P1пок+P2пок=24.558+7.330=31.8876 кН/м.
б) временная:
- от перегородок: P3пер=V2*B=0.55*5.8=3.19 кН/м,
- полезная: P4пер=V1*B=(8.4+7.35)*5.8=91.35 кН/м,
PV,длпер=P3пер+0.5*P4пер=3.19+0.5*91.35=48.865 кН/м,
PV,крпер=(1-0,5)*P4пер=(1-0,5)*91.35=45.675 кН/м.
ИТОГО: PVпер=P3пер+P4пер=3.19+91.35=94.5400 кН/м.
Полная погонная расчетная нагрузка на ригель перекрытия:
Pпер=Pgпер+PVпер=31.8876+94.5400=126.428 кН/м.
Уточнение размеров элементов рамы
1. Определение размеров сечения ригеля.
Для уточнения предварительно принятых размеров сечения ригеля вычисляется требуемая высота на основании упрощенного расчета. Опорный момент приближенно принимаем равным: М=(0,6…0,7)*М0, где М0=Рпер*L2/8–изгибающий момент в ригеле, вычисленный как для однопролетной балки.
|
|
|
М0=126.428*6.42/8=647.309 кН*м.
М=0,7*647.309=453.117 кН*м.
Примем бетон ригеля марки B25, с расчетным сопротивлением сжатию: Rb=14.5 МПа, тогда рабочая высота ригеля:
h0= 
=(453.117/(0.2888*14.5*0.3*1000))0,5=0.6006 м=60.06 см,
где А0опт=ξопт*(1-0,5*ξопт)=0.35*(1-0,5*0.35)=0.2888 м2.
Высота ригеля: hр=h0+as=60.06+7=67.06 см.
Принимаем ригель высотой hр=70 см и шириной bр=30 см из бетона класса B25 (Рис. 2.2.)
Рис. 2.2. Поперечное сечение ригеля.
2. Определение размеров сечения колонн.
Нагрузка на среднюю и крайнюю колонны нижнего этажа:
Nср=Pпок*L+Pпер*L*(nэт-1)=44.564*6.4+126.428*6.4*(6-1)=4330.891 кН;
Nкр=Nср/2=4330.891/2=2165.445 кН.
Примем бетон средней колонны марки B30, с расчетным сопротивлением сжатию Rb=17 МПа, крайней – B30 (Rb=17 МПа) тогда требуемая площадь сечения средней и крайней колонн нижнего этажа:
Асртр=(1,1…1,5)*Nср/(γb2*Rb)=1.1*4330.891/0.9*17=3113.712 см2;
Акртр=(1,1…1,5)*Nкр/(γb2*Rb)=1.1*2165.445*10/0.9*17=1556.856 см2.
Задаемся шириной колонны bcol=40 см, тогда требуемая высота сечения колонн нижнего этажа:
hср сolтр=Асртр/bcol=3113.712/40=77.84 см;
hкр сolтр=Акртр/bcol=1556.856/40=38.92 см.
Учитывая, что кроме бетона нагрузку воспринимает арматура, примем следующие сечения колонн:
- средних – bср col*hср сol=400*600 мм из бетона класса B30.
- крайних – bкр col*hкр сol=400*400 мм из бетона класса B30.
Расчетные пролеты ригелей (расстояния между осями колонн):
- в крайних пролетах l01=L-hкр сol/2=6400-400/2=6200 мм;
- в средних пролетах l02=L=6400 мм.
|
|
|
