Вказівки до конструювання колон

Розглянемо на прикладі армування колони окремими стержнями. В’язані каркаси утворюються з окремих стержнів, зв’язаних по висоті колони поперечними стержнями – хомутами (рис. 31). У місцях перегину хомутів встановлюють поздовжні робочі стержні, відстань між якими не повинна перевищувати 400 мм.

Рис. 31. Варіанти компоновки перерізу колони

Якщо розміри перерізу колони не перевищують 400 мм, а кількість стержнів у перерізі не більше чотирьох, то вони охоплюються одним хомутом
(рис. 31, а).

Якщо розмір сторони колони складає понад 400 мм і кількість стержнів в перерізі більше чотирьох, то вони охоплюються двома хомутами – одним, розташованим паралельно сторонам перерізу, другим – під кутом 45° від середини перерізу (рис. 31, б).

Відстань між хомутами (крок) по висоті колони приймається не більше 15 діаметрів меншого із поздовжніх робочих стержнів та не більше розміру меншої сторони перерізу колони з кратністю 50 мм, з округленням у менший бік. Діаметр поперечної арматури – хомутів призначається не менше 0,25 меншого діаметра поздовжніх стержнів.

Стик поздовжніх стержнів влаштовується вище рівня підлоги та рівня перекриття з величиною перепуску стержнів не менше 20 діаметрів. На одному рівні стикується не більше чотирьох стержнів.

Приклади армування колони в’язаними каркасами показано на рис. 32.

Рис. 32. Варіанти армування колон в’язаними каркасами:
а) армування з допомогою чотирьох стержнів;
б) армування з допомогою восьми стержнів

9. Розрахунок та конструювання фундаменту

Фундаменти– це підземні конструкції, які призначені для сприймання навантаження від вищерозташованих частин будівлі і передачі його на ґрунт основи.

За монолітного каркасу будівлі фундаменти влаштовують монолітними, але можна використовувати і збірні. Фундамент складається із підколонника та плитної частини, їх конфігурація в плані та по висоті визначається умовами прикладання навантаження та формою поперечного перерізу колони. За осьової передачі навантаження підколонник і плитна частина в плані мають квадратну форму.

У монолітних фундаментах підколонник по висоті має прямокутний профіль, а плитна частина – ступінчастий. Висота плитної частини визначається кількістю уступів та їх розмірами. Розміри елементів фундаменту в плані та по висоті призначаються кратними 300 мм.

Вихідні дані:

а) бетон класу В15 МПа, МПа;

б) арматура класу А400С, МПа;

в) умовний розрахунковий опір ґрунту МПа;

г) глибина закладання фундаменту см.

9.1. Навантаження на фундамент

Навантаження на фундамент передається від колони. При цьому під підошвою фундаменту виникає реактивний опір ґрунту основи. Для випадку передачі навантаження по осі колони епюра реактивного опору ґрунту під підошвою прямокутна.

Плитна частина фундаменту є згинальним елементом, який має рівномірне навантаження по всій площині. У результаті в перерізах плити виникають згинальні моменти і поперечні сили.

9.2. Визначення розмірів підошви фундаменту

Площа підошви фундаменту визначається за формулою

,

де кН – поздовжнє зусилля, визначене з урахуванням коефіцієнта надійності за навантаженням та з урахуванням коефіцієнта за призначенням будівлі ;

кН/м³ – середня вага одиниці об’єму фундаменту та ґрунту над ним;

см – глибина закладання фундаменту.

Таким чином,

см².

Розміри підошви фундаменту в плані приймаються кратними 30 см:

см.

Прийняті розміри: см, см².

9.3. Визначення висоти фундаменту

Робоча висота перерізу плитної частини фундаменту визначається із умови продавлювання за формулою

,

де кН – поздовжнє зусилля, яке діє на фундамент з коефіцієнтом надійності за навантаженням .

Напруження в ґрунті під підошвою фундаменту від дії поздовжнього розрахункового зусилля визначається за формулою

МПа.

Таким чином,

см.

Повна висота фундаменту за умови наявності бетонної підготовки визначається за формулою

см.

Оптимальну висоту фундаменту за умовами конструювання приймаємо см.

Робоча висота фундаменту визначається за формулою

см.

Визначаємо робочу висоту перерізу нижнього ступеня

,

де кН;

– коефіцієнт, який приймається з урахуванням мінімально можливої міцності похилого перерізу нижнього ступеня фундаменту.

Таким чином,

см.

Повна висота перерізу нижнього ступеня при см, отже

см.

Приймаємо см, тоді см.

Приймаємо фундамент двоступеневим з висотою ступеня см.

Верхній ступінь в плані квадратної форми, з розмірами:

см,

де см.

9.4. Визначення згинальних моментів

У перерізі І-І:

кН·см.

У перерізі ІІ-ІІ:

кН · см.

9.5. Визначення площі перерізу арматури

У перерізі І-І:

см ².

У перерізі ІІ-ІІ:

см ².

Кількість робочих стержнів у кожному напрямку визначаємо за більшим значенням , у прикладі см ², та виходячи з максимально допустимої відстані між стержнями см.

Таким чином,

стержнів.

Приймаємо 16Ø16А400С, см ² із кроком крайньої пари стержнів 15 см, середніх – 20 см.

Вказівки до конструювання фундаментів

Кількість ступенів фундаменту призначають у залежності від його загальної висоти і приймають (рис. 33):

– за мм – одноступінчастим;

– за мм – двоступінчастим;

– за мм триступінчастим.

Мінімальна висота ступеня – 300 мм.

Підошву фундаменту армують в’язаними або зварними сітками, з арматури класів А300С або А400С. Діаметр робочих стержнів сітки повинен бути не менше 10 мм у напрямі сторони з довжиною менше 3 м і не менше 12 мм у напрямі сторони з довжиною 3 м і більше.

Рис. 33. До розрахунку та конструювання фундаменту

Крок арматурних стержнів приймається не менше 100 мм і не більше
200 мм в обох напрямках.

У фундаментах з розмірами в плані 3 м і більше довжина арматурних стержнів зменшується на 20 % і встановлюється із взаємним зміщенням у межах підошви.

Діаметр поздовжніх стержнів підколонника приймається не менше 12 мм і не менше діаметра поздовжньої арматури колони.

Розміри перерізу підколонника збільшені на 50 мм у кожному напрямку з метою забезпечення опирання щитів опалубки.

Підколонник з’єднується з колоною стикуванням арматурних випусків з арматурою колони. Кількість арматурних випусків відповідає кількості арматурних стержнів колони. Підколонник армується аналогічно армуванню колони.

У разі армування колони чотирма стержнями стикування стержнів здійснюється в одному рівні. При армуванні вісьмома стержнями – у двох рівнях. Стикування здійснюється над обрізом підколонника. Величина перепуску стержнів складає 20 діаметрів робочої арматури колони. У межах ділянки перепуску крок поперечних стержнів приймається не більше 10 діаметрів і не більше 100 мм.

Захисний шар бетона плитної частини фундаменту за наявності підготовки складає 35 мм, за її відсутності – 75 мм.

ПИТАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ

1. Які плити ребристого перекриття називаються балочними?

2. Які величини прольотів рекомендуються призначати для плити і балок?

3. Які класи бетонів використовуються для монолітного перекриття?

4. З якої арматурної сталі виготовляють стандартні зварні сітки?

5. Які діаметри арматурних стержнів приймають для армування балок, колон, фундаментів?

6. Призначення та величини захисного шару бетона плити, балок, колон, фундаменту.

7. Як визначається робоча висота перерізів згинальних залізобетонних елементів?

8. Яка ширина зварних сіток приймається в прольотах і на опорах плити при армуванні сітками з поперечною робочою арматурою?

9. В яких зонах по довжині балки виникають похилі тріщини?

10. Чим забезпечується міцність похилих перерізів балок у разі дії поперечної сили?

11. Який крок поперечної арматури в балках висотою до 45 см та більше?

12. На якій ділянці другорядної балки хомути встановлюють за розрахунками?

13. Вкажіть величину поперечної сили, на яку здійснюється розрахунок похилих стержнів.

14. Яка робоча висота головної балки в прольотах і біля опор?

15. Покажіть компоновку перерізу головної балки.

16. Яка кількість стержнів може бути обірвана по довжині балки?

17. Для чого в місцях опирання другорядної балки на головну встановлюються додаткові хомути?

18. Яка мета побудови епюри матеріалів?

19. Як визначаються місця теоретичного обриву поздовжніх стержнів?

20. У чому полягає необхідність подовження стержня на величину ?

21. Визначте розрахункову площу для навантаження на колону.

22. Який мінімальний діаметр робочої арматури колони?

23. Яка максимальна відстань між робочими стержнями в перерізах колон?

24. Яке призначення робочої та поперечної арматури в колонах?

25. Як визначається крок поперечної арматури в'язаних каркасів в колонах?

26. За якою групою граничних станів здійснюється розрахунок площі підошви фундаменту?

27. За якою групою граничних станів розраховують площу арматури підошви фундаменту?

28. Чому недоцільно в фундаментах використовувати бетони високих класів?

29. Який крок арматурних стержнів в сітках фундаменту?

30. Яка величина захисного шару бетону у підошві фундаменту?

31. В яких перерізах фундаменту визначається площа арматури?

32. Покажіть принцип конструювання сіток фундаменту з розмірами в плані до 3 м і більше.

БІБЛІОГРАФІЧНИЙ СПИСОК

1. Байков В. Н., Сигалов Э. Е. Железобетонные конструкции. Общий курс / – М.: Стройиздат, 1991. – 766 с.

2. Железобетонные конструкции. Курсовое и дипломное проектирование / Под ред. А. Я. Барашикова. – К.: Выща шк., 1987. – 415 с.

3. Проектирование железобетонных конструкций: Справоч. пособ. под ред. А. Б. Го-лышева. – К.: Будивэльнык, 1990. – 542 с.

4. СНиП 2.03.01-84*. Бетонные и железобетонные конструкции. – М.: Государственный комитет СССР по делам строительства, 1989. – 77 с.

5. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. – М.: Госстрой СССР, 1988. – 34 с.

6. Стасюк М. І. Залізобетонні конструкції. Ч. І. Основи розрахунку залізобетонних конструкцій за граничними станами / – К.: ІЗМН, 1997. – 270 с.

33. Улицкий И. И. и др. Железобетонные конструкции. – К.: Гостехиздат, 1972. – 871 с.

Додаток

Таблиця 1

Розрахункові опори бетону для граничного стану першої групи та

Вид опору	Бетон	Клас бетону за міцністю на стиск
В10	В12,5	В15	В20	В25	В30	В35	В40	В45	В50	В55
Стиск,	Важкий	6,0	7,5	8,5	11,5	14,5	17,0	19,5	22,0	25,0	27,5	30,0
Легкий	6,0	7,5	8,5	11,5	14,5	17,0	19,5	22,0	-	-	-
Розтяг,	Важкий	0,57	0,66	0,75	0,90	1,05	1,20	1,30	1,40	1,45	1,55	1,60

Таблиця 2

Коефіцієнти для розрахунків згинальних елементів прямокутного перерізу, армованих одиночною арматурою

0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,10 0,11 0,12 0,13 0,14 0,15 0,16 0,17 0,18 0,19 0,20 0,21 0,22 0,23 0,24	0,995 0,990 0,985 0,980 0,975 0,970 0,965 0,960 0,955 0,950 0,945 0,940 0,935 0,930 0,925 0,920 0,915 0,910 0,905 0,900 0,895 0,890 0,885 0,880	0,010 0,020 0,030 0,039 0,048 0,058 0,067 0,077 0,085 0,095 0,104 0,113 0,121 0,130 0,139 0,147 0,155 0,164 0,172 0,180 0,188 0,196 0,203 0,211	0,25 0,26 0,27 0,28 0,29 0,30 0,31 0,32 0,33 0,34 0,35 0,36 0,37 0,38 0,39 0,40 0,41 0,42 0,43 0,44 0,45 0,46 0,47 0,48	0,875 0,870 0,865 0,860 0,855 0,850 0,845 0,840 0,835 0,830 0,825 0,820 0,815 0,810 0,805 0,800 0,795 0,790 0,785 0,780 0,775 0,770 0,765 0,760	0,219 0,226 0,236 0,241 0,248 0,255 0,262 0,269 0,275 0,282 0,289 0,295 0,301 0,309 0,314 0,320 0,326 0,332 0,337 0,343 0,349 0,354 0,359 0,365	0,49 0,50 0,51 0,52 0,53 0,54 0,55 0,56 0,57 0,58 0,59 0,60 0,61 0,62 0,63 0,64 0,65 0,66 0,67 0,68 0,69 0,70	0,755 0,750 0,45 0,740 0,735 0,730 0,725 0,720 0,715 0,710 0,705 0,700 0,695 0,690 0,685 0,680 0,675 0,670 0,665 0,660 0,655 0,650	0,370 0,375 0,380 0,385 0,90 0,394 0,400 0,403 0,408 0,412 0,416 0,420 0,424 0,428 0,432 0,435 0,439 0,442 0,446 0,449 0,452 0,455

Таблиця 3

Розрахункові площі поперечних перерізів та маса арматури
(сортамент гарячекатаної стержневої арматури за ДСТУ 3760-98)

Номінальний діаметр	Розрахункова площа поперечного перерізу, см^2, при кількості стержнів	Теоретична маса, кг
	0,283 0,385 0,503 0,636 0,785 1,131 1,539 2,011 2,545 3,142 3,801 4,909 6,158 8,043 10,18 12,56	0,57 0,77 1,01 1,27 1,57 2,26 3,08 4,02 5,09 6,28 7,60 9,82 12,32 16,09 20,36 25,12	0,85 1,15 1,51 1,91 2,36 3,39 4,61 6,03 7,63 9,41 11,4 14,73 18,47 24,13 30,54 37,68	1,13 1,54 2,01 2,54 3,14 4,52 6,15 8,04 10,17 12,56 15,2 19,64 24,63 32,17 40,72 50,24	1,42 1,92 2,52 3,18 3,93 5,65 7,69 10,05 12,72 15,7 24,54 30,79 40,21 50,9 62,8	1,7 2,31 3,02 3,82 4,71 6,78 9,23 12,06 15,26 18,84 22,81 29,45 36,95 48,26 61,08 75,36	1,98 2,69 3,52 4,45 5,5 7,91 10,77 14,07 17,8 26,61 34,36 43,1 56,3 71,26 87,92	2,28 3,08 4,02 5,09 6,28 9,04 12,3 16,08 20,36 25,13 30,41 39,27 49,26 64,34 81,44 100,48	2,55 3,48 4,53 5,72 7,07 10,17 13,87 18,09 22,9 28,27 34,21 44,18 55,42 72,38 91,62 113,04	0,222 0,302 0,395 0,499 0,617 0,888 1,208 1,578 1,998 2,466 2,984 3,85 4,83 6,31 7,99 9,87

Таблиця 4

Сортамент зварних сіток з поперечною робочою арматурою

Тип сітки	Площа арматури на метр погонної довжини	Теоретична вага, кг
поздовжня	поперечна
	0,28	0,63	0,71
	0,28	0,84	0,81
	0,28	1,26	1,21
	0,28	0,98	0,99
	0,28	1,31	1,24
	0,28	1,96	1,75
	0,28	1,41	1,32
	0,5	1,89	1,88
	0,5	2,83	2,61
	0,5	2,51	2,59
	0,5	3,36	3,03
	0,5	5,03	4,34

Таблиця 5

Коефіцієнти та

	£6
Коефіцієнт
	0,93	0,92	0,91	0,9	0,89	0,88	0,86	0,84
0,5	0,92	0,91	0,9	0,89	0,86	0,82	0,78	0,72
	0,92	0,91	0,89	0,86	0,82	0,76	0,69	0,61
Коефіцієнт
А. При площі перерізу проміжних стержнів , розміщених вздовж граней, паралельних до площини, яка розглядається, менше
	0,93	0,92	0,91	0,9	0,89	0,88	0,86	0,84
0,5	0,92	0,92	0,91	0,89	0,88	0,86	0,83	0,79
	0,92	0,91	0,9	0,89	0,87	0,84	0,79	0,74
Б. При площі перерізу проміжних стержнів , розміщених вздовж граней, паралельних до площини, яка розглядається, не менше
	0,92	0,92	0,91	0,89	0,87	0,85	0,82	0,79
0,5	0,92	0,92	0,9	0,88	0,85	0,81		0,71
	0,92	0,91	0,89	0,86	0,82	0,77	0,70	0,63

Таблиця 6

Значення коефіцієнтів

	Номери точок
0,5	-0,0715	-0,01	+0,022	+0,024	-0,004	-0,0625	-0,003	+0,028	+0,028	-0,003	-0,0625
1,0	-0,0715	-0,02	+0,016	+0,009	-0,014	-0,0625	-0,013	+0,013	+0,013	-0,013	-0,0625
1,5	-0,0715	-0,026	-0,003		-0,02	-0,0625	-0,019	+0,004	+0,004	-0,019	-0,0625
2,0	-0,0715	-0,03	-0,009	-0,006	-0,024	-0,0625	-0,023	-0,003	-0,003	-0,023	-0,0625
2,5	-0,0715	-0,033	-0,012	-0,009	-0,027	-0,0625	-0,025	-0,006	-0,006	-0,025	-0,0625
3,0	-0,0715	-0,035	-0,016	-0,014	-0,029	-0,0625	-0,028	-0,010	-0,010	-0,028	-0,0625
3,5	-0,0715	-0,037	-0,019	-0,017	-0,031	-0,0625	-0,029	-0,013	-0,013	-0,029	-0,0625
4,0	-0,0715	-0,038	-0,021	-0,018	-0,032	-0,0625	-0,030	-0,015	-0,015	-0,030	-0,0625
4,5	-0,0715	-0,039	-0,022	-0,02	-0,033	-0,0625	-0,032	-0,016	-0,016	-0,032	-0,0625
5,0	-0,0715	-0,04	-0,024	-0,021	-0,034	-0,0625	-0,033	-0,018	-0,018	-0,033	-0,0625

Примітка: Ординати розрахункових моментів визначаються за формулою . Значення коефіцієнта залежить від схеми навантаження v, а також від співвідношення погонних жорсткостей колон, з’єднаних у вузлах рами знизу і зверху , та погонних жорсткостей ригелів . ; ; , де і – повна довжина нижньої та верхньої колони (висота поверху багатоповерхової рами).

Рис. 1. Епюри розрахункових моментів для другорядних балок

Зміст

ВСТУП.. 3

1. Загальні відомості 3

2. Вказівки до компоновки міжповерхового Перекриття. 5

3. Конструктивна схема перекриття. 7

4. Попереднє визначення товщини плити і розмірів поперечного перерізу балок. 7

5.1. Вибір розрахункової схеми. 10

5.2. Визначення розрахункових прольотів плити. 10

5.3. Визначення навантаження на плиту. 11

5.4. Визначення згинальних моментів. 11

5.5. Визначення товщини плити. 12

5.6. Визначення площі поздовжньої робочої арматури. 13

6. Розрахунок та конструювання другорядної балки. 16

6.1. Вибір розрахункової схеми. 16

6.2. Визначення розрахункових прольотів. 17

6.3. Визначення навантаження на балку. 17

6.4. Визначення згинальних моментів. 18

6.5. Визначення поперечних сил. 21

6.6. Визначення розмірів поперечного перерізу другорядної балки. 21

6.7. Визначення розрахункової форми поперечного перерізу другорядної балки. 22

6.8. Визначення площі поздовжньої робочої арматури. 22

6.9. Розрахунок міцності другорядної балки за похилими перерізами. 23

6.10. Побудова епюри матеріалів другорядної балки. 27

6.11. Визначення довжини анкерування обірваних робочих стержнів. 27

7. Розрахунок та конструювання головної балки. 32

7.1. Вибір розрахункової схеми. 32

7.2. Визначення розрахункових прольотів. 32

7.3. Визначення навантаження на балку. 33

7.4. Визначення згинальних моментів. 34

7.5. Визначення поперечних сил. 34

7.6. Визначення розмірів поперечного перерізу головної балки. 35

7.7. Визначення розрахункової форми поперечного перерізу балки. 37

7.8. Визначення площі поздовжньої робочої арматури. 37

7.9. Розрахунок міцності похилих перерізів. 38

7.10. Розрахунок на відрив. 40

7.11. Побудова епюри матеріалів. 41

7.12. Визначення довжини анкеровки робочих стержнів, що обриваються. 41

8. Розрахунок та конструювання колони. 44

8.1. Вибір розрахункової схеми. 45

8.2. Визначення зусиль в колоні першого поверху. 45

8.3. Визначення розмірів поперечного перерізу колони. 47

9. Розрахунок та конструювання фундаменту. 50

9.1. Навантаження на фундамент. 50

9.2. Визначення розмірів підошви фундаменту. 50

9.3. Визначення висоти фундаменту. 51

9.4. Визначення згинальних моментів. 52

9.5. Визначення площі перерізу арматури. 52

ПИТАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ... 54

БІБЛІОГРАФІЧНИЙ СПИСОК.. 55

Додаток. 56

Навчальне видання

Кирпа Іван Іванович

Лінецький Олександр Віталійович

Монолітне залізобетонне перекриття

Методичні вказівки до виконання розрахунку та конструювання
монолітного ребристого перекриття з балочними плитами

Редактор Т. В. Мацкевич

Комп’ютерний набір О. В. Лінецький

Комп’ютерна верстка Т. В. Шевченко

Підписано до друку 19.10.2006. Формат 60х84 1/16. Папір для множних
апаратів. Ризограф. Ум. друк. арк. 2,21. Обл.-вид. арк. 2,5.
Тираж 200 прим. Зам. № 38. Вид. № 21.

Видавництво Дніпропетровського національного університету
залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна

ДК № 1315 від 31.03.2003

Адреса видавництва та дільниці оперативної поліграфії:
49010, Дніпропетровськ, вул. Лазаряна, 2
www.diitrvv.dp.ua
[e-mail]

[*] – на опорі В розрахунковий проліт визначаємо як середнє арифметичне .

Дата добавления: 2015-06-26