Капитальный и текущий ремонты зданий (стр. 13 из 21)
Интенсивность поперечной арматуры Asw = 0.00 cм2/м
Дополнительная арматура от учета кручения
| As1(см2) | As2(см2) | As3(см2) | As4(см2) | As(см2) | mu (%) |
| 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 |
Площадь арматуры с учетом кручения
| As1(см2) | As2(см2) | As3(см2) | As4(см2) | As(см2) | mu (%) |
| 0.00 | 2.55 | 2.55 | 0.00 | 5.10 | 0.04 |
Поперечная арматура с учетом кручения 0.0 см2/м
Поперечная арматура у грани сечения 0.0 см2/м
Примечание. Расчет на кручение проводится без учета продольной силы
Сечение N 3
Расчетные сочетания усилий
| Nr | N (кН) | Mt (кН*м) | Ms (кН*м) | Mr (кН*м) |
| 1п | 0.00 | 0.00 | 585.72 | 0.00 |
| 1д | 0.00 | 0.00 | 585.72 | 0.00 |
| 2п | 0.00 | - 0.03 | 721.24 | 0.00 |
| 2д | 0.00 | - 0.03 | 721.24 | 0.00 |
| 3п* | 0.00 | 0.03 | 572.96 | 0.00 |
| 3д* | 0.00 | 0.00 | 527.15 | 0.00 |
| 4п* | 0.00 | - 0.03 | 481.34 | 0.00 |
| 4д* | 0.00 | 0.00 | 527.15 | 0.00 |
| 5п* | 0.00 | - 0.06 | 589.75 | 0.00 |
| 5д* | 0.00 | - 0.02 | 635.56 | 0.00 |
| 6п* | 0.00 | 0.01 | 681.37 | 0.00 |
| 6д* | 0.00 | - 0.02 | 635.56 | 0.00 |
п - полные
д - длительные
* - с учетом сейсмических воздействий
Теоретическая площадь арматуры
| Nr | As1(см2) | As2(см2) | As3(см2) | As4(см2) | As(см2) | mu (%) |
| 1п | 4.30 | 0.00 | 0.00 | 4.30 | 8.60 | 0.07 |
| 1д | 4.31 | 0.00 | 0.00 | 4.31 | 8.63 | 0.07 |
| 2п | 5.31 | 0.00 | 0.00 | 5.31 | 10.63 | 0.09 |
| 2д | 5.34 | 0.00 | 0.00 | 5.34 | 10.67 | 0.09 |
| 3п | 4.20 | 0.00 | 0.00 | 4.20 | 8.41 | 0.07 |
| 3д | 3.88 | 0.00 | 0.00 | 3.88 | 7.76 | 0.07 |
| 4п | 3.52 | 0.00 | 0.00 | 3.52 | 7.05 | 0.06 |
| 4д | 3.88 | 0.00 | 0.00 | 3.88 | 7.76 | 0.07 |
| 5п | 4.33 | 0.00 | 0.00 | 4.33 | 8.66 | 0.07 |
| 5д | 4.69 | 0.00 | 0.00 | 4.69 | 9.38 | 0.08 |
| 6п | 5.02 | 0.00 | 0.00 | 5.02 | 10.03 | 0.09 |
| 6д | 4.69 | 0.00 | 0.00 | 4.69 | 9.38 | 0.08 |
| 5.34 | 0.00 | 0.00 | 5.34 | 10.67 | 0.09 |
Теоретическая поперечная арматура
Интенсивность поперечной арматуры Asw = 58.84 cм2/м
Дополнительная арматура от учета кручения
| As1(см2) | As2(см2) | As3(см2) | As4(см2) | As(см2) | mu (%) |
| 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 |
Площадь арматуры с учетом кручения
| As1(см2) | As2(см2) | As3(см2) | As4(см2) | As(см2) | mu (%) |
| 5.34 | 0.00 | 0.00 | 5.34 | 10.67 | 0.09 |
Поперечная арматура с учетом кручения 58.8 см2/м
Поперечная арматура у грани сечения 0.0 см2/м
Примечание. Расчет на кручение проводится без учета продольной силы
4.2 Расчет металлического ригеля каркаса
Сбор нагрузок на ригель Рм7 приведен в таблице 10.
Таблица 4.2 - Сбор нагрузок на ригель
| Нагрузка | Нормативная нагрузка, Н/м2 | Коэффициент надежностипо нагрузке | Расчетная нагрузка, Н/м2 |
| Чердачное перекрытие | |||
| Стяжка из цементно-песчаного раствора | 540 | 1,3 | 702 |
| Пароизоляция - слой пергамина | 50 | 1,3 | 65 |
| Утеплитель - минераловатные плиты, t=100мм | 147 | 1,2 | 176,4 |
| Ж/б монолитное перекрытие | 3920 | 1,1 | 4312 |
| Итого | 4657 | 5255,4 | |
| Временная нагрузка | |||
| Полезная на чердак | 700 | 1,2 | 840 |
| Итого | 5357 | 6149,4 |
Расчетная нагрузка на ригель Рм7 от чердачного перекрытия составляет
q1 = 6149,4 Н/м2∙6м = 36,89∙103 Н/м
Расчетная нагрузка от собственного веса ригеля
q2 = 48,0∙9,8∙1,05 = 0,493∙103 Н/м
Полая нагрузка на ригель
qп = q1+q2 = 36,89∙103+0,493∙103 =37,38∙103 Н/м
С учетом коэффициента надежности по назначению здания γn= 0,95, нагрузка на ригель составит
q= 37,38∙103∙0,95 = 35,51∙103 (Н/м).
Ригель рассчитываем как однопролетную балку с наибольшим изгибающим моментом
М = q∙ℓ02/8,
где q - расчетная нагрузка на ригель, q= 37,38∙103 Н/м;
ℓ0 - расчетный пролет ригеля, ℓ0 = 4,74 м;
М = 37,38∙103∙4,742/8 = 94,9∙103 (Н∙м).
Требуемый момент сопротивления сечения балки определяется по формуле
Wx = M/R,
где М - изгибающий момент в середине пролета ригеля Рм7
М = 94,9∙103 Н∙м;
R - расчетное сопротивление стали, R= 206 МПа.
Wx= 94,9∙103 Н∙м /206∙106 = 4,61∙10-4 м3 = 461 см3.
По сортаменту прокатных профилей ближайшее значение
Wx= 242∙2 = 484 см3
соответствует двум швеллерам № 24.
Проверка жесткости ригеля сводится к определению относительности прогиба, который не должен превышать нормативный. Предельный прогиб для главных балок, покрытий и чердачных перекрытий (f/l) пред. = 1/250.
Относительный прогиб определяется по формуле
f/l= (5/384) ∙ (qn∙l3/E∙Jx),
где qn - нормативная нагрузка на ригель, qn= 5827,4 Н/м;
l0 - расчетный пролет ригеля, l0 = 4,74м;
E - модуль упругости стали, Е = 2,1∙105 МПа;
Jx - момент инерции сечения ригеля,
Jx= 2∙2900 = 5800 cм4 = 5,8∙10-5м4;
(5/384) ∙ (5827,4∙4,743/2,1∙105∙106∙5,8∙10-5) =1/263,1/263 < 1/250,
Окончательно принимаем сечение ригеля Рм7 из двух швелеров № 24.
4.3 Расчет металлической колонны каркаса
Сбор нагрузок на колонну приведен в таблице 10.
Принимаем грузовую площадь колонны Агр =21,0 м2. Вертикальная нагрузка на колонну от кровли и чердачного перекрытия равна
N= q∙Агр.,
где q - нагрузка на 1 м2 кровли и чердачного перекрытия, q= 7413,4 Н/м2,Агр. - грузовая площадь, Агр. = 21,0 м2.
N= 7413,4∙21,0= 155681 Н
Нагрузка от стойки Ст2 и ригелей Рм3, Рм5, Рм7, Рм8 равна
N= 460∙1,05+ (273,6/2+278,4/2+227,52/2+86,4/2) ∙9,8∙1,05= 4938,2 Н
Нагрузка от собственного веса колонны К1
N= 1275∙1,05= 1338,8 Н
Таблица 4.3 - Сбор нагрузок на колонну
| Нагрузка | Нормативная нагрузка, Н/м2 | Коэффициент надежностипо нагрузке | Расчетная нагрузка, Н/м2 |
| Постоянная нагркзка | |||
| Кровля | |||
| Металлопрофиль | 100 | 1,05 | 105 |
| Обрешетка 100х32 мм, g= 600 кг/м3 | 56 | 1,3 | 72,8 |
| Гидроизоляция - 1слой рубероида | 50 | 1,3 | 65 |
| Сплошной дощатый настил | 112 | 1,3 | 145,6 |
| Опорная доска | 28 | 1,3 | 36,4 |
| Стальной прогон | 204 | 1,05 | 214,2 |
| Итого | 550 | 639 | |
| Чердачное перекрытие | |||
| Стяжка из цементно-песчаного раствора | 540 | 1,3 | 702 |
| Пароизоляция - слой пергамина | 50 | 1,3 | 65 |
| Утеплитель - минераловатные плиты, t=100мм | 147 | 1,2 | 176,4 |
| Ж/б монолитное перекрытие | 3920 | 1,1 | 4312 |
| Итого | 4657 | 5255,4 | |
| Временная нагрузка | |||
| Снеговая нагрузка, с учетом наклона кровлиα = 140, cos α = 0,97 | 0,97х500 | 1,4 | 679 |
| Полезная на чердак | 700 | 1,2 | 840 |
| Итого | 1185 | 1519 | |
| Итого | 6392 | 7413,4 |
Ввиду малости усилий расчет проводим по предельной гибкости для сжато-изогнутой колонны λпред. = 120. Сечение принимаем из двух швеллеров №24.
Полная нагрузка на колонну составит
N=155681.4+4938.2+1338.8 = 161.96∙103 Н
С учетом коэффициента надежности по назначению здания γn= 0,95, нагрузка на колонну составит 161,96∙103∙0,95 = 153,86∙103 (Н/м2).
Проверка сечения. Определяем геометрические характеристики принятого сечения, рисунок 4.1.
Рисунок 4.1 - Поперечное сечение стойки
Определим моменты сечения относительно оси о'x' и о'у'. Момент инерции относительно оси x'
J'x= 2∙Jx,
где Jx - момент инерции относительно оси о'x' швеллера № 24,Jx= 2900 см4.
J'x= 2∙2900 = 5800 см4.
Момент инерции сечения относительно оси о'у'
J'у = 2∙А∙ (в - Z0),
где А - площадь сечения швеллера № 24, А = 30,6 см2;
в - ширина полки швеллера № 24, в = 9 см;
Z0 - расстояние от оси оу до наружной грани, Z0 =2,42 см.
J'у = 2∙30,6∙ (9 - 2,42) = 402,7 см4.
Минимальный радиус инерции составного сечения
ί'у = √ (J'у/2А),
А = 30,6 см2.
ί'у = √ (402,7/2∙30,6) = 2,27 см.
Гибкость стержня определяем по формуле
λу. = ℓ/ί∙у',
где ℓ - длина стойки, ℓ = 2,55 м;
ί∙у' = 2,27 см., λу. = 2,55/2,27∙10-2 = 112,3 < 120.
Проверку общей устойчивости стойки проведем по формуле