Примеры расчета при подъеме плит покрытия колонн стеновых панелей

Обновлено: 16.05.2024

Примеры расчета при подъеме плит покрытия колонн стеновых панелей

ПОСОБИЕ

ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ТЯЖЕЛЫХ И ЛЕГКИХ БЕТОНОВ БЕЗ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ АРМАТУРЫ

(к СНиП 2.03.01-84)

ЧАСТЬ 4

АРМАТУРА, СЕТКИ И КАРКАСЫ
Отдельные арматурные стержни
5.9. Сортамент арматурных стержней для железобетонных конструкций приведен в прил. 4.
5.10. При проектировании железобетонных конструкций, особенно с большим насыщением арматурой, необходимо учитывать следующие характеристики арматурных стержней:
размеры поперечных сечений стержней периодического профиля с учетом допускаемых отклонений от них;
радиусы загиба стержней и соответствующие габариты гнутых элементов;
допускаемые отклонения от проектных размеров при размещении стержней сварных сеток, каркасов, закладных деталей и т. п.
5.11. При проектировании гнутых стержней диаметры и углы загиба должны отвечать требованиям табл. 37. Длина гнутых стержней определяется по оси стержня.
Таблица 37

Класс арматуры	Минимальный диаметр загиба в свету при диаметре стержня d, мм		Максимальный угол
18 и менее	20 и более	загиба, град
А-I, Ас-II, марки 10ГТ	2,5d	2,5d	Не ограничен
А-II	4d	6d	180
A-III	6d	8d	90*
Вр-I	4d	ѕ	Не ограничен

* Допускается загибать стержни на 180° при снижении расчетного сопротивления растяжению на 10 %.
Размеры крюков для анкеровки гладких стержней арматуры должны приниматься в соответствии с черт. 92.

Черт. 92. Размеры крюков на концах стержней гладкой рабочей арматуры
Сварные соединения арматуры
5.12(5.32). Арматура из горячекатаной стали гладкого и периодического профилей, термически упрочненной стали класса Ат-IIIС и обыкновенной арматурной проволоки должна, как правило, изготовляться с применением для соединения стержней между собой контактной сварки — точечной и стыковой. Допускается применение полуавтоматической дуговой сварки, а также ручной согласно п. 5.18.
5.13 (5.33). Типы сварных соединений и способы сварки арматуры должны назначаться с учетом условий эксплуатации и свариваемости стали, технико-экономических показателей и технологических возможностей предприятия-изготовителя в соответствии с указаниями государственных стандартов и нормативных документов на сварную арматуру (табл. 38).
Соединения, не предусмотренные действующими нормативными документами, допускается выполнять по рабочим чертежам, утвержденным в установленном порядке.
Стыковые соединения стержней могут предусматриваться без применения сварки с помощью обжатых обойм по согласованию с предприятием-изготовителем.
5.14(5.34). В заводских условиях при изготовлении сварных арматурных сеток, каркасов и соединений по длине отдельных стержней следует применять преимущественно контактную сварку — точечную и стыковую (см. поз. 1, 2 и 5 табл. 38).
5.15(5.35).При монтаже арматурных изделий и сборных железобетонных конструкций для соединения встык стержней диаметром 20 мм и более следует предусматривать ванную сварку в инвентарных (съемных) медных или графитовых формах (см. поз. 7-9 табл. 38), а также ванную, ванно-шовную и сварку многослойными швами на остающихся стальных скобах-накладках 1 (см. поз. 10-13 табл. 38). При этом в первую очередь должны применяться механизированные способы сварки (см. поз. 7, 8, 10, 12 табл. 38), обеспечивающие возможность контроля качества соединений. Допускается при специальном обосновании сварка вертикальных стержней многослойными швами без дополнительных технологических элементов (см. поз. 14 табл. 38).
1 Скоба-накладка ѕ дополнительная конструктивно-технологическая деталь, воспринимающая часть осевой нагрузки, площадь сечения которой составляет не менее 50 % площади сечения стыкуемых стержни.
5.16. Проектирование сварных стыковых соединений арматуры с применением инвентарных форм и других формующих элементов производится с учетом следующих требований:
а) расстояния между стыкуемыми стержнями, а также от стыкуемых стержней до ближайшей грани железобетонного элемента должны назначаться с учетом возможности установки формующих элементов и удаления инвентарных форм. Размеры и способы установки инвентарных форм стальных скоб-накладок следует принимать согласно нормативным документам по сварке. Общая длина выпусков должна соответствовать расстоянию между гранями стыкуемых железобетонных элементов и быть не менее 350 мм. Расстояние от торцов стыкуемых выпусков до граней элементов (с учетом защиты бетона от перегрева) принимается не менее 100 мм (черт. 93, а);
б) расположение стыкуемых стержней должно обеспечивать возможность ввода электрода под углом не более 30° к вертикали (черт. 93, б, в);
в) зазоры между стыкуемыми стержнями при дуговой ванной сварке должны выполняться в соответствии с требованиями государственных стандартов и нормативных документов по сварке. При зазорах, превышающих максимально допустимые, соединение стержней допускается производить с применением промежуточного элемента — вставки из арматурного стержня того же диаметра и класса, что и стыкуемые стержни.

Черт. 93. Дуговая ванная сварка выпусков арматуры.
а — стыковое соединение стержней; б — горизонтальный стык; в ѕ вертикальный стык
5.17. Для соединения между собой стержневой арматуры диаметром 10 ѕ 18 мм при монтаже, а также для соединения стержневой арматуры с сортовым прокатом (закладными деталями) или с анкерными и закрепляющими устройствами должна применяться ручная дуговая сварка протяженными швами (см. поз. 15 и 16 табл. 38 и поз. 1 табл. 53). При пониженных требованиях к прочности соединения (не более 50 % прочности стыкуемого стержня) допускается сварка стержней диаметром 8 мм. Сварка стержней протяженными швами при диаметрах 20 мм и более допускается при специальном обосновании.
5.18. При отсутствии оборудования для контактной сварки допускается применять дуговую сварку в следующих случаях:
а) для соединения по длине заготовок арматуры диаметром 10 мм и более (см. поз. 15 и 16 табл. 38);
б) при выполнении крестообразных соединений арматурных сеток с ненормированной прочностью (см. п. 5.19 и поз. 3 табл. 38).
Таблица 38

Тип II

Тип III

Таблица 40

Параметры узких сварных сеток, изготовляемых	Данные для сеток
на многоэлект	легких	тяжелых типа		Дополнительные указания
родных машинах	I	II
Диаметры стержней, мм:	В одной сетке допускаются продольные стержни разных диаметров.
продольных D	От 3 до 8	От 10 до 25	От 12 до 40	Рекомендуется не более двух, отличающихся не более чем в 2 раза
поперечных d	От 3 до 8	От 4 до 12	Oт 6 до 14	В сетке должны применяться поперечные стержни одного диаметра
Шаги стержней, мм:
продольных v	От 50 до 390	От 75 до 725	Oт 100 до 1400	Для тяжелых сеток типа I допускается один шаг у края сетки не менее 50 мм
поперечных s	От 100 до 500	От 100 до 400	До 600 (кратно 50)	Для тяжелых сеток типа II: при d Ј 8 мм s і 100; „ d =1 0 „ s і 150; „ d і 12, s і 200; s ‑ s' і 50
Наибольшее число различных шагов между поперечными стержнями	3	2	2	—
Минимальная длина концов стержней (расстояние от торца стержня до оси крайнего пересекаемого стержня), мм:
поперечных k	15	20	25, но не менее D	ѕ
продольных с	25	25	25	Для легких сеток-лент расстояние от торца продольного до оси поперечного стержня рекомендуется принимать равным половине шага поперечных стержней
Максимальная длина сетки L, м	7,2	12	18	ѕ
Ширина сетки, мм:
А	От 80 до 420	От 90 до 775	От 140 до 1450	ѕ
В (в осях между крайними продольными стержнями)	От 50 до 390	Oт 50 до 725	Oт 100 до 1400
Число продольных стержней	От 2 до 4	От 2 до 6	От 2 до 8	ѕ

Примечание. Параметры, указанные для тяжелых сеток типа I, могут быть приняты также для сеток из стержней диаметром от 3 до 8 мм включ.
Tип I

Tип II

Черт. 95. Армирование изделий переменных размеров
а — стенок балки сеткой с группами поперечных стержней одной длины; б ѕ то же, раздельными прямоугольными сетками; в ѕ то же, прямоугольной сеткой с разрезкой ее по наклонной линии и добавлением окаймляющих стержней; г ѕ сварными сетками для плит переменной ширины, получаемыми разрезкой прямоугольной сетки
Закладные детали и строповочные устройства (петли, трубки и т. п.) допускается крепить к пространственному каркасу при условии обеспечения требуемой точности расположения. Если при этом отклонения от проектного положения закладных деталей могут снизить несущую способность стыков железобетонных изделий, следует предусматривать крепление этих деталей к форме.
5.27. При образовании пространственных каркасов с применением гнутых плоских сеток рекомендуется предусматривать гнутые сетки с очертанием по типу приведенных на черт. 96, а и получаемые на серийном гибочном оборудовании. При этом должны соблюдаться следующие требования:
длина сеток должна быть не более 6 м (при согласовании с заводом-изготовителем допускается до 9 м);

Черт. 96. Примеры очертания гнутых сварных сеток
а ѕ рекомендуемые (сетки изготовляются на серийном оборудовании); б ѕ допускаемые (требующие специального оборудования или приспособления); в — при пакетировании гнутых элементов пространственных каркасов для хранения и транспортирования (расположение прямых продольных стержней показано условно)
длина отгибаемого участка (см. черт. 97, е) ѕ не менее 60 мм и не менее 8d,
диаметр отгибаемых стержней ѕ не более 12 мм (по согласованию с заводом-изготовителем ѕ до 32 мм).
При массовом изготовлении по согласованию с заводом-изготовителем допускаются гнутые сетки и других очертаний, например по типу приведенных на черт. 96, б, изготовление которых требует специального оборудования или приспособлений.
Пространственные каркасы, подлежащие транспортированию или хранению, рекомендуется проектировать из элементов, поддающихся плотному пакетированию (черт. 96, в).
Диаметры стержней гнутых сварных сеток, радиусы и углы загиба, расположение продольных стержней следует назначать с учетом классов применяемой стали в соответствии с черт. 97.

Черт. 97. Параметры гнутых сварных сеток
а, б — место загиба сетки удалено от продольных стержней (параметры загиба принимаются по табл. 37); в — место загиба сетки совпадает с продольным стержнем, расположейным с внутренней стороны сетки (диаметр D принимается по табл. 37 с увеличением на 2d), г ѕ место загиба сетки совпадает с продольным стержнем, расположенным снаружи; д ѕ место загиба сетки совпадает с продольным стержнем большего диаметра, расположенным внутри сетки; е ѕ концевые участки гнутого стержня сетки; d — диаметр сгибаемого стержня; d₁ - диаметр продольного стержня; D — диаметр условного круга загиба стержня

и)

к)

Черт. 99. Примеры конструкций пространственных каркасов линейных элементов, изготовляемых с применением контактной точечной сварки
а ѕ из двух сеток и соединительных стержней, привариваемых к продольной арматуре сеток; б ѕ из гнутых сеток и соединительных стержней; в ѕ с навивкой спиральной поперечной арматуры на продольную арматуру; г ѕ из ранее согнутых и сваренных хомутов, нанизанных на продольные стержни; д ѕ из сетки, согнутой до получения замкнутого контура; е — из четырех плоских сеток; ж — из двух сеток и монтажных стержней, перпендикулярных плоскости изгиба и привариваемых к поперечной арматуре сеток (в балках, не работающих на кручение, и в колоннах при общем насыщении продольной арматурой не более 3 %); и ѕ пространственный каркас из нескольких гнутых и плоских сеток и соединительных стержней, привариваемых с помощью сварочных клещей; к ѕ пространственные каркасы при насыщении продольной арматурой до 1 % в виде двух диагонально расположенных плоских сеток; 1 ѕ плоская сетка; 2 ѕ соединительный стержень; 3 ѕ гнутая сетка; 4 ѕ точечная сварка
5.30. Пространственные каркасы линейных элементов могут быть изготовлены без применения контактной точечной сварки следующими способами:
а) соединением сеток с помощью скоб и дуговой сваркой их с хомутами (черт. 100, а). В колоннах, в балках, работающих на кручение, а также в сжатой зоне балок с учитываемой в расчете сжатой арматурой длина односторонних сварных швов l должна быть не менее 6d (где d ѕ диаметр хомута), а монтажных соединений — 3d;
б) соединением плоских сеток с помощью шпилек с вязкой всех пересечений (черт. 100, б), при этом должна быть обеспечена монтажная жесткость каркаса приваркой стержней, планок и т. п.;
в) соединением плоских сеток между собой с помощью дуговой сварки продольных стержней (черт. 100, в) возле всех мест приварки хомутов. Длина швов l должна быть не менее 5d (где d — диаметр хомутов). Такие соединения допускаются при насыщении сечения сжатой арматурой не более 3 %;
г) из продольных стержней и гнутых хомутов с вязкой пересечений (черт. 100, г) и присоединением элементов жесткости (вязаные каркасы);
д) из одной или нескольких гнутых или плоских сеток и соединительных стержней диаметрами не более 6 мм огибанием продольных стержней сеток концами соединительных стержней с образованием замкнутой петли с помощью гибочных ключей (черт. 100, д). Способ рекомендуется при наличии специальных кондукторов, обеспечивающих надежную фиксацию каркасов. При наличии сжатых продольных стержней требования к расстояниям между соединительными стержнями такие же, как к расстояниям между сварными хомутами (см. п. 5.59).
а)

6)

Принципы рассчета монолитных (ж/б) колонн.

я использую не "экспертизу колонны", а "сопротивление ж/б сечений".
на вкладке усилия справа сверху есть кнопочка, с помощью которой можно автоматически загрузить РСУ, вытащенные из скада. так проще =)

п.с. а на тему моментов. случай малых эксцентриситетов, случай больших эксцентриситетов - берите учебник по ЖБК, или руководство по проектированию, ну или НормКад на крайняк и проектируйте =)

__________________
.: WikiЖБК + YouTube :. Я этими учебниками сейчас обложен. Улицкие с Линовичами скоро сниться будут . СНиП перечитываю, по Пособию считаю. Но вопрос все равно возник.
Просто арбат видимо считает на все подряд. А на что в действительности нужно считать?
Видимо опыт это самое важное. И я как раз в начальной стадии его накопления Я этими учебниками сейчас обложен. Улицкие с Линовичами скоро сниться будут . СНиП перечитываю, по Пособию считаю. Но вопрос все равно возник.
Просто арбат видимо считает на все подряд. А на что в действительности нужно считать?
Видимо опыт это самое важное. И я как раз в начальной стадии его накопления Деформации Вам надо получать из расчёта всего каркаса здания, по данным одной отдельной колонны это бессмысленно. А остальное вот что "арбат" вам показывает, это и есть необходимый набор показателей, определяющих прочность колонны. Исходные данные для расчёта в принципе известны: размеры колонны, данные по бетону и арматуре и нагрузки на неё, а там уж что получится, лишнего арбат считать не будет.

экспертиза пром безопасности

Санкт-Петербург град Воронеж Деформации Вам надо получать из расчёта всего каркаса здания, по данным одной отдельной колонны это бессмысленно. А остальное вот что "арбат" вам показывает, это и есть необходимый набор показателей, определяющих прочность колонны. Исходные данные для расчёта в принципе известны: размеры колонны, данные по бетону и арматуре и нагрузки на неё, а там уж что получится, лишнего арбат считать не будет.

2 troja
Я думаю здесь перепутаны деформации и перемещения.

2 Александр Андреевич
Арбат в отчете выдает ссылки на пункты СП по которым дет проверка, я думаю достаточно их просмостреть и все станет понятно. Расчет на предельные относительные деформации в данном случае относится к 1-ой ! группе пред. сост.

__________________
С уважением,
yarrus77 Последний раз редактировалось yarrus77, 21.05.2009 в 11:55 .

Арбат в отчете выдает ссылки на пункты СП по которым дет проверка, я думаю достаточно их просмостреть и все станет понятно. Расчет на предельные относительные деформации в данном случае относится к 1-ой ! группе пред. сост.

Я конечно смотрел ссылки и в конец запутался потому, что при расчете внецентренно сжатой колонны Арбат ведет проверку как для изгибаемых элементов. пп.3.15-3.20. Не одна из книг и пособий не дает таких рекомендаций.
Почему расчет на предельные относительные деформации в данном случае относится к 1-ой ! группе пред. сост.? Мне кажется вы ошибаетесь.

Деформации Вам надо получать из расчёта всего каркаса здания, по данным одной отдельной колонны это бессмысленно. А остальное вот что "арбат" вам показывает, это и есть необходимый набор показателей, определяющих прочность колонны. Исходные данные для расчёта в принципе известны: размеры колонны, данные по бетону и арматуре и нагрузки на неё, а там уж что получится, лишнего арбат считать не будет.

Согласен, конечно учет совместной работы конструкций эффективнее, но хочется проверить вручную. И при этом понимать как. Ведь считали же раньше. Причем например расчет колонны среднего ряда при шарнирном опирании конструкций покрытия почти не зависит от остального здания. В принципе ветер, который и передастся можно учесть(хотя-бы просто из общей расчетной схемы вытащив).

А вообще кто-нибудь считает вручную? В каком вы виде расчеты выполняете? Ведь какой-нибудь не снятый "флажек" в расчетной программе может и к аварии привести. хотя и в калькуляторе можно не там запятую поставит. или запас в 2 раза? а что на это скажет заказчик, ведь ему из кармана своего вытащить этот запас?

град Воронеж Я конечно смотрел ссылки и в конец запутался потому, что при расчете внецентренно сжатой колонны Арбат ведет проверку как для изгибаемых элементов. пп.3.15-3.20. Не одна из книг и пособий не дает таких рекомендаций.
Почему расчет на предельные относительные деформации в данном случае относится к 1-ой ! группе пред. сост.? Мне кажется вы ошибаетесь. На счет 1-й группы посмотрите СП. ЯТД здесь деформации завязаны на диаграммы, и дублируют расчеты по усилиям.
На счет внецентренносжатых (изгибаемых) колонн вы ошибаетесь здесь терминология - именно "как для изгибаемых элементов" это случай 1-х=<ксиR*h0 - сжатая арматура не учитывается, характер разрушения как у изгибаемых элементов (все в слове КАК ) __________________
С уважением,
yarrus77 Последний раз редактировалось yarrus77, 21.05.2009 в 14:28 .

1.10. Бетонные и железобетонные конструкции должны удовлетворять требованиям расчета по несущей способности (предельные состояния первой группы) и по пригодности к нормальной эксплуатации (предельные состояния второй группы).
а) Расчет по предельным состояниям первой группы должен обеспечивать конструкции от:
хрупкого, вязкого или иного характера разрушения (расчет по прочности с учетом в необходимых случаях прогиба конструкции перед разрушением);
потери устойчивости формы конструкции (расчет на устойчивость тонкостенных конструкций и т. д.) или ее положения (расчет на опрокидывание и скольжение подпорных стен; расчет на всплывание заглубленных или подземных резервуаров, насосных станций и т. п.);
усталостного разрушения (расчет на выносливость конструкций, находящихся под воздействием многократно повторяющейся нагрузки - подвижной или пульсирующей: подкрановых балок, шпал, рамных фундаментов и перекрытий под некоторые неуравновешенные машины и т. п.);
разрушения под совместным воздействием силовых факторов и неблагоприятных влияний внешней среды (периодического или постоянного воздействия агрессивной среды, действия попеременного замораживания и оттаивания, воздействия пожара и т. п.).
б) Расчет по предельным состояниям второй группы должен обеспечивать конструкции от:
образования трещин, а также их чрезмерного или продолжительного раскрытия (если по условиям эксплуатации образование или продолжительное раскрытие трещин недопустимо);
чрезмерных перемещений (прогибов, углов перекоса и поворота, колебаний).

Это из оглавления Снипа

Последний раз редактировалось Александр Андреевич, 21.05.2009 в 15:18 .

Расчет плиты перекрытия и колонны при различном моделировании несущих вертикальных конструкций

Более вытянутые в плане колонны следует относить к стенам. Рассмотрим на примере, в чем будут отличаться расчетные схемы при моделировании вытянутых колонн стержневыми элементами, элементами оболочек и объемными элементами.

Монолитная железобетонная плита размерами 13,5х12,3 метра и толщиной 200 мм;
Монолитная железобетонная колонна сечением 300х1500 мм;
Шаг колонн – 6 метров;

В таблице 1 приведены нагрузки, действующие на плиту перекрытия.

Таблица 1 - Сбор нагрузок на плиту перекрытия

Наименование нагрузки	Тип нагрузки	К-т длит.	Ед. изм.	Нормативное знач. нагрузки	К-т надежности.	Расчетное знач. нагрузки	№ нагружения в КЭ модели
1	2	3	4	5	6	7	8
Собственный вес	постоянная	1	кН/м3	25	1.1	27.5	1
Нагрузка на перекрытие	постоянная	1	кН/м2	0.909	1.1	1	2

Конструктивные особенности расчетных схем:

При моделировании колонн стержневыми элементами конструктивной особенностью является задание следа от колонны с помощью единого абсолютно жесткого тела (АЖТ) с указанием центрального узла (Рисунок 1).
При моделировании колонн элементами оболочек необходимо также сформировать след от колонны и каждое плоское сечение задать в свое АЖТ (Рисунок 2)
Моделирование колонн объемными элементами получается путем выдавливания из плоскости плиты элементов размером 0,3х0,3х0,3 метра с жестким защемлением на опоре (Рисунок 3).

Рисунок 1 - Расчетная схема при моделировании колонн стержневыми элементами

Рисунок 2 - Расчетная схема при моделировании колонн элементами оболочек

Рисунок 3 - Расчетная схема при моделировании колонн объемными элементами

1. Расчет прогибов плиты перекрытия

Для плиты перекрытия выполнен расчет по определению прогибов. Расчет выполнен в линейной постановке при пониженных значениях жесткостей элементов конструктивной системы (СП 52-103-2007, п. 6.2.6). Расчет выполнен от нормативных нагрузок.

Таблица 2 – Коэффициенты сочетаний нагрузок при определении прогибов плиты перекрытия

НГ - 1	НГ - 2
К - 1	0.909	0.909

Величины прогибов и схемы деформированной плиты перекрытия различных конструктивных схем представлены на рисунках 4 - 6.

Рисунок 4 - Вертикальные перемещения плиты перекрытия при моделировании колонн стержневыми элементами

Рисунок 5 - Вертикальные перемещения плиты перекрытия при моделировании колонн элементами оболочек

Рисунок 6 - Вертикальные перемещения плиты перекрытия при моделировании колонн объемными элементами

Таблица 3 - Результаты расчетов прогибов плиты перекрытия

Способ моделирования	Прогиб, мм	Разница*, %
Стержневыми элементами	12.9	9.2
Элементами оболочек	13.4	5.6
Объемными элементами	14.2	-

* - Разница посчитана при сравнении со схемой, где колонны замоделированы объемными элементами.

2. Требуемое армирование ЖБК

Ниже представлен результат расчета требуемого количесва арматуры в плите перекрытия и колонне при проектных воздействиях. Расчеты выполнены по СП 52-101-2003.

2.1 Армирование плиты перекрытия

Рисунок 7 - Распределение требуемого насыщения нижней арматурой плиты перекрытия при моделировании колонн стержневыми элементами по направлению X – по РСУ

Рисунок 8 - Распределение требуемого насыщения нижней арматурой плиты перекрытия при моделировании колонн элементами оболочек по направлению X – по РСУ

Рисунок 9 - Распределение требуемого насыщения нижней арматурой плиты перекрытия при моделировании колонн объемными элементами по направлению X – по РСУ

Рисунок 10 - Распределение требуемого насыщения верхней арматурой плиты перекрытия при моделировании колонн стержневыми элементами по направлению X – по РСУ

Рисунок 11 - Распределение требуемого насыщения верхней арматурой плиты перекрытия при моделировании колонн элементами оболочек по направлению X – по РСУ

Рисунок 12 - Распределение требуемого насыщения верхней арматурой плиты перекрытия при моделировании колонн объемными элементами по направлению X – по РСУ

Рисунок 13 - Распределение требуемого насыщения нижней арматурой плиты перекрытия при моделировании колонн стержневыми элементами по направлению Y – по РСУ

Рисунок 14 - Распределение требуемого насыщения нижней арматурой плиты перекрытия при моделировании колонн элементами оболочек по направлению Y – по РСУ

Рисунок 15 - Распределение требуемого насыщения нижней арматурой плиты перекрытия при моделировании колонн объемными элементами по направлению Y – по РСУ

Рисунок 16 - Распределение требуемого насыщения верхней арматурой плиты перекрытия при моделировании колонн стержневыми элементами по направлению Y – по РСУ

Рисунок 17 - Распределение требуемого насыщения верхней арматурой плиты перекрытия при моделировании колонн элементами оболочек по направлению Y – по РСУ

Рисунок 18 - Распределение требуемого насыщения верхней арматурой плиты перекрытия при моделировании колонн объемными элементами по направлению Y – по РСУ

Таблица 4 - Результаты расчета армирования плиты перекрытия

* - Разница посчитана для схем, где колонны смоделированы стерженевыми элементами и элементами оболочек.

2.2 Армирование колонн

Сравним результаты продольного армирования крайней колонны среднего пролета (№1879) двух расчетных схем.

1. При моделировании колонн стержневыми элементами

Рисунок 19 - Требуемые диаметры продольной угловой арматуры

Рисунок 20 - Требуемая площадь продольной наружной арматуры

По конструктивным требованиям армирование в колонне необходимо выполнять симметрично. В данном случае выбрана схема несимметричного армирования, чтобы оценить напряжено – деформированное состояние конструкции и определить требуемую площадь продольного армирования.

Суммарная площадь требуемого продольного армирования составляет 23,84 см2

2. При моделировании колонн элементами оболочек

Рисунок 21 - Требуемые диаметры продольной наружной арматурой

Рисунок 22 - Требуемые диаметры продольной внутренней арматурой

Проведем секущую плоскость по самому нагруженному сечению выбранной колонны:

Рисунок 23 - Требуемая площадь продольной наружной арматуры

Рисунок 24 - Требуемая площадь продольной внутренней арматуры

Суммарная площадь требуемого продольного армирования составляет:
13,783*0,3+19,727*0,3+16,002*0,3+19,729*0,3+13,783*0,3 = 24,91 см2

Таблица 5 - Результаты расчетов продольного армирования колонны

Способ моделирования	Требуемая площадь, см3
Стрежневыми элементами	23.84
Элементами оболочек	24.91
Разница, %	4.3

На практическом примере мы увидели отличия в результатах расчета трех схем – при моделировании колонн стержневыми элементами, элементами оболочек и объемными элементами. А в чем будут отличия, если колонну с соотношением сторон b/а<4 замоделировать не стержневым элементом, как рекомендует СП 52-103-2007, а элементами оболочек.

Монолитная железобетонная плита размерами 12,9х12,3 метра и толщиной 200 мм;
Монолитная железобетонная колонна сечением 300х900 мм;
Шаг колонн – 6 метров;
Нагрузки, действующие на плиту перекрытия взяты из предыдущей задачи.

Рисунок 25 - Расчетная схема при моделировании колонн стержневыми элементами

Рисунок 26 - Расчетная схема при моделировании колонн элементами оболочек

Рисунок 27 - Расчетная схема при моделировании колонн объемными элементами

1. Расчет прогибов плиты перекрытия

Рисунок 28 - Вертикальные перемещения плиты перекрытия при моделировании колонн стержневыми элементами

Рисунок 29 - Вертикальные перемещения плиты перекрытия при моделировании колонн элементами оболочек

Рисунок 30 - Вертикальные перемещения плиты перекрытия при моделировании колонн объемными элементами

Таблица 6 - Результаты расчетов прогибов плиты перекрытия

Способ моделирования колонн	Прогиб, мм	Разница, %
Стержневыми элементами	16.1	8
Элементами оболочек	16.8	4.0
Объемными элементами	7.5	-

Разница посчитана при сравнении со схемой, где колонны замоделированы объемными элементами.

2. Требуемон армирование ЖБК

2.1 Армирование плиты перекрытия

Рисунок 31 - Распределение требуемого насыщения нижней арматурой плиты перекрытия при моделировании колонн стержневыми элементами по направлению X – по РСУ

Рисунок 32 - Распределение требуемого насыщения нижней арматурой плиты перекрытия при моделировании колонн элементами оболочек по направлению X – по РСУ

Рисунок 33 - Распределение требуемого насыщения нижней арматурой плиты перекрытия при моделировании колонн объемными элементами по направлению X – по РСУ

Рисунок 34 - Распределение требуемого насыщения верхней арматурой плиты перекрытия при моделировании колонн стержневыми элементами по направлению X – по РСУ

Рисунок 35 - Распределение требуемого насыщения верхней арматурой плиты перекрытия при моделировании колонн элементами оболочек по направлению X – по РСУ

Рисунок 36 - Распределение требуемого насыщения верхней арматурой плиты перекрытия при моделировании колонн объемными элементами по направлению X – по РСУ

Рисунок 37 - Распределение требуемого насыщения нижней арматурой плиты перекрытия при моделировании колонн стержневыми элементами по направлению Y – по РСУ

Рисунок 38 - Распределение требуемого насыщения нижней арматурой плиты перекрытия при моделировании колонн элементами оболочек по направлению Y – по РСУ

Рисунок 39 - Распределение требуемого насыщения нижней арматурой плиты перекрытия при моделировании колонн объемными элементами по направлению Y – по РСУ

Рисунок 40 - Распределение требуемого насыщения верхней арматурой плиты перекрытия при моделировании колонн стержневыми элементами по направлению Y – по РСУ

Рисунок 41 - Распределение требуемого насыщения верхней арматурой плиты перекрытия при моделировании колонн элементами оболочек по направлению Y – по РСУ

Рисунок 42 - Распределение требуемого насыщения верхней арматурой плиты перекрытия при моделировании колонн объемными элементами по направлению Y – по РСУ

Таблица 7 - Результаты расчета плиты перекрытия

Способ моделирования	Армирования, см2
	Горизонтальное		Вертикальное
	Верхнее	Нижнее	Верхнее	Нижнее
Стержневыми элементами	18.1	7.5	20.9	6.3
Элементами оболочки	19.7	7.57	16.1	6.62
Объемными элементами	20.9	7.84	17.5	6.77
Разница, %	8.1	0.9	23.0	4.8

Разница посчитана для схем, где колонны смоделированы стержневыми элементами и элементами оболочек.

2.2 Армирование колонн

Сравним результаты продольного армирования крайней колонны среднего пролета (№1754) двух расчетных схем.

1. При моделировании колонн стержневыми элементами

Рисунок 43 - Требуемые диаметры продольной угловой арматуры

Рисунок 44 - Требуемая площадь продольной наружной арматуры

Суммарная площадь требуемого продольного армирования составляет 23,22 см2.

2. При моделировании колонн элементами оболочек

Рисунок 45 - Требуемые диаметры продольной наружной арматурой

Рисунок 46 - Требуемые диаметры продольной внутренней арматурой

Проведем секущую плоскость по самому нагруженному сечению выбранной колонны:

Рисунок 47 - Требуемая площадь продольной наружной арматуры

Рисунок 48 - Требуемая площадь продольной внутренней арматуры

Суммарная площадь требуемого продольного армирования составляет: 18,793*0,3+29,114*0,3+18,782*0,3 = 20,01 см2

Таблица 8 - Результаты расчетов продольного армирования колонны

Способ моделирования	Требуемая площадь, см2
Стержневыми элементами	23.22
Элементами оболочки	20.01
Разница, %	13.8

Вывод: Сравнив результаты расчета армирования железобетонных конструкций, а также сравнив результаты прогибов плиты перекрытия можно сделать вывод, что колоны с соотношением сторон b/а<4 лучше моделировать стержневыми элементами. При сравнении продольного армирования вертикальных несущих элементов получили существенное отличие с разницей в 13,8%. При сравнении продольного армирования колонн с соотношением сторон b/а>4 получили практически одинаковые результаты с разницей всего в 4,3%. Но при увеличении продольной силы в вертикальном элементе будет возрастать влияние продольного изгиба, пренебрежение которым может снизить несущую способность до 30%, следовательно, в схеме, где колонны смоделированы стержневыми элементами, мы сможем с большей точностью определить армирование для обеспечения прочности вертикального несущего элемента.

Сравнив результаты расчета армирования плит перекрытия, мы не получили значительных отличий в результатах армирования плиты перекрытия. Разница в значениях находится в пределах 0,9 – 8,1%. При моделировании колонн стержневыми элементами перерасход на 21,7 - 23% на опоре верхнего вертикального армирования пойдет в запас. Характер армирования схож в обеих задачах. Исходя из этого можно сделать вывод, что на армирование плиты перекрытия не влияет способ моделирования колонн.

Примеры расчета при подъеме плит покрытия колонн стеновых панелей

ПОСОБИЕ
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ТЯЖЕЛОГО БЕТОНА БЕЗ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ АРМАТУРЫ
(к СП 52-101-2003)

Содержит указания СП 52-101-2003 по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры; положения, детализирующие эти указания, примеры расчета, а также рекомендации, необходимые для проектирования.

Для инженеров-проектировщиков, а также студентов строительных вузов.

ПРЕДИСЛОВИЕ

В Пособии приведены все указания по проектированию СП 52-101-2003, положения, детализирующие эти указания, примеры расчета элементов, а также рекомендации по проектированию.

Материалы по проектированию редко встречаемых конструкций с ненапрягаемой высокопрочной арматурой (классов А600 и выше) в настоящее Пособие не включены, а приведены в "Пособии по проектированию предварительно напряженных железобетонных конструкций из тяжелого бетона".

В Пособии не приведены особенности проектирования конструкций отдельных видов зданий и сооружений, связанные с определением усилий в этих конструкциях. Эти вопросы освещены в соответствующих Сводах Правил и пособиях.

Единицы физических величин, приведенные в Пособии: силы выражены в ньютонах (Н) или килоньютонах (кН); линейные размеры - в мм (для сечений) или в м (для элементов или их участков); напряжения, сопротивления, модули упругости - мегапаскалях (МПа); распределенные нагрузки и усилия - в кН/м или Н/мм. Поскольку 1 МПа =1 Н/мм, при использовании в примерах расчета формул, включающих величины в МПа (напряжения, сопротивления и т.п.), остальные величины приводятся только в Н и мм (мм).

В таблицах нормативные и расчетные сопротивления и модули упругости материалов приведены в МПа и в кгс/см.

Пособие разработано "ЦНИИПромзданий" (инженер И.К.Никитин, доктора технических наук Э.Н.Кодыш и Н.Н.Трёкин) при участии "НИИЖБ" (доктора технических наук А.С.Залесов, Е.А.Чистяков, А.И.Звездов, Т.А.Мухамедиев).

1. ОБЩИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Рекомендации настоящего Пособия распространяются на проектирование бетонных и железобетонных конструкций зданий и сооружений, выполняемых из тяжелого бетона классов по прочности на сжатие от В10 до В60 без предварительного напряжения арматуры и эксплуатируемых при систематическом воздействии температур не выше 50 °С и не ниже минус 40 °С в среде с неагрессивной степенью воздействия при статическом действии нагрузки.

Рекомендации Пособия не распространяются на проектирование бетонных и железобетонных конструкций гидротехнических сооружений, мостов, тоннелей, труб под насыпями, покрытий автомобильных дорог и аэродромов и некоторых других специальных сооружений.

Примечание. Термин "тяжелый бетон" применен в соответствии с ГОСТ 25192.

1.2. При проектировании бетонных и железобетонных конструкций, кроме выполнения расчетных и конструктивных требований настоящего Пособия, должны выполняться технологические требования по изготовлению и возведению конструкций, а также должны быть обеспечены условия для надлежащей эксплуатации зданий и сооружений с учетом требований по экологии согласно соответствующим нормативным документам.

1.3. В сборных конструкциях особое внимание должно быть уделено на прочность и долговечность соединений.

1.4. Бетонные элементы применяют:

а) преимущественно в конструкциях, работающих на сжатие при расположении продольной силы в пределах поперечного сечения элемента;

б) в отдельных случаях в конструкциях, работающих на сжатие при расположении продольной силы за пределами поперечного сечения элемента, а также в изгибаемых конструкциях, когда их разрушение не представляет непосредственной опасности для жизни людей и сохранности оборудования (например, элементы, лежащие на сплошном основании).

Конструкции рассматривают как бетонные, если их прочность в стадии эксплуатации обеспечена одним бетоном.

1.5. Расчетная зимняя температура наружного воздуха принимается как средняя температура воздуха наиболее холодной пятидневки в зависимости от района строительства согласно СНиП 23-01-99. Расчетные технологические температуры устанавливаются заданием на проектирование.

ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.6. Расчеты бетонных и железобетонных конструкций следует производить по предельным состояниям, включающим:

- предельные состояния первой группы (по полной непригодности к эксплуатации вследствие потери несущей способности);

- предельные состояния второй группы (по непригодности к нормальной эксплуатации вследствие образования или чрезмерного раскрытия трещин, появления недопустимых деформаций и др.).

Расчеты по предельным состояниям первой группы, содержащиеся в настоящем Пособии, включают расчеты по прочности с учетом в необходимых случаях деформированного состояния конструкции перед разрушением.

Расчеты по предельным состояниям второй группы, содержащиеся в настоящем Пособии, включают расчеты по раскрытию трещин и по деформациям.

Расчет бетонных конструкций по предельным состояниям второй группы не производится.

Расчет по предельным состояниям конструкции в целом, а также отдельных ее элементов следует, как правило, производить для всех стадий - изготовления, транспортирования, возведения и эксплуатации, при этом расчетные схемы должны отвечать принятым конструктивным решениям.

1.7. Определение усилий и деформаций от различных воздействий в конструкциях и в образуемых ими системах зданий и сооружений следует производить с учетом возможного образования трещин и неупругих деформаций в бетоне и арматуре (физическая нелинейность), а также с учетом в необходимых случаях деформированного состояния конструкций перед разрушением (геометрическая нелинейность).

Для статически неопределимых конструкций, методика расчета которых с учетом физической нелинейности не разработана, допускается определять усилия в предположении линейной упругости материала.

1.8. Нормативные значения нагрузок и воздействий, коэффициенты сочетаний, коэффициенты надежности по нагрузке, коэффициенты надежности по назначению, а также подразделение нагрузок на постоянные и временные (длительные и кратковременные) принимают согласно СНиП 2.01.07-85*.

1.9. При расчете элементов сборных конструкций на воздействие усилий, возникающих при их подъеме, транспортировании и монтаже, нагрузку от веса элемента следует принимать с коэффициентом динамичности, равным: 1,60 - при транспортировании, 1,40 - при подъеме и монтаже. В этом случае следует учитывать также коэффициенты надежности по нагрузке.

Допускается принимать более низкие, обоснованные в установленном порядке, значения коэффициентов динамичности, но не ниже 1,25.

2. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

БЕТОН

ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА БЕТОНА И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ

2.1. Для бетонных и железобетонных конструкций следует предусматривать бетоны следующих классов и марок:

а) классов по прочности на сжатие:

B10; B15; B20; B25; B30; B35; B40; B45; B50; B55; B60;

б) классов по прочности на осевое растяжение:

0,8; 1,2; 1,6; 2,0; 2,4; 2,8; 3,2;

в) марок по морозостойкости:

F50; F75; F100; F150; F200; F300; F400; F500;

г) марок по водонепроницаемости:

W2; W4; W6; W8; W10; W12.

2.2. Возраст бетона, отвечающий его классу по прочности на сжатие и на осевое растяжение (проектный возраст), назначают при проектировании, исходя из возможных реальных сроков загружения конструкции проектными нагрузками. При отсутствии этих данных класс бетона устанавливают в возрасте 28 суток.

Значение отпускной прочности бетона в элементах сборных конструкций следует назначать в соответствии с ГОСТ 13015.0* и стандартами на конструкции конкретных видов.

* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ 13050-2003. - Примечание изготовителя базы данных.

2.3. Класс бетона по прочности на сжатие назначается во всех случаях.

Класс бетона по прочности на осевое растяжение назначается в случаях, когда эта характеристика имеет главенствующее значение, и ее контролируют на производстве (например, для бетонных изгибаемых элементов).

Марку по морозостойкости назначают для конструкций, подверженных в процессе эксплуатации попеременному замораживанию и оттаиванию (надземные конструкции, подвергающиеся атмосферным воздействиям, находящиеся во влажном грунте или под водой и др.).

Марку по водонепроницаемости назначают для конструкций, к которым предъявляют требования ограничения водопроницаемости (резервуары, подпорные стены и др.).

2.4. Для железобетонных конструкций рекомендуется принимать класс бетона на сжатие не ниже В15; при этом для сильно нагруженных сжатых стержневых элементов рекомендуется принимать класс бетона не ниже B25.

Для бетонных сжатых элементов не рекомендуется применять бетон класса выше B30.

2.5. Для надземных конструкций, повергаемых атмосферным воздействиям окружающей среды при расчетной зимней температуре наружного воздуха от минус 5 °С до минус 40 °С, принимают марку бетона по морозостойкости не ниже F75; при этом, если такие конструкции защищены от непосредственного воздействия атмосферных осадков, марку по морозостойкости можно применять не ниже F50.

При расчетной зимней температуре выше минус 5 °С в указанных выше конструкциях марку бетона по морозостойкости не нормируют.

Примечание. Расчетная зимняя температура наружного воздуха принимается согласно п.1.5.

НОРМАТИВНЫЕ И РАСЧЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ БЕТОНА

2.6. Нормативные значения сопротивления бетона осевому сжатию (призменная прочность) и осевому растяжению (при назначении класса по прочности на сжатие) принимают в зависимости от класса бетона B согласно табл.2.1.

Нормативные сопротивления бетона и и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй группы и , МПа (кгс/см) при классе бетона по прочности на сжатие

Читайте также: