Category Archives: ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЙ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА В СЕЙСМИЧЕСКИХ РАЙОНАХ

Глава II

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ МНОГОЭТАЖНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА В СЕЙСМИЧЕСКИХ РАЙОНАХ

11.1. ОБЪЕМНО-ПЛАНИРОВОЧНЫЕ И КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ МНОГОЭТАЖНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА В СЕЙСМИЧЕСКИХ РАЙОНАХ

Многоэтажные производственные здания для сейсмичес­ких районов проектируются с несущим каркасом по рамной схеме.

Каркас здания состоит из поперечных и продольных рам с жесткими узлами. Колонны и ригели поперечных рам кар­каса сборные, ригели продольных рам монолитные. Монтаж­ная схема междуэтажного перекрытия представлена на рис. II. 1. Поперечный и продольный разрезы здания даны на рис. II.2 и 11.3.

Для зданий с расчетной сейсмичностью 7 и 8 баллов применяются:

А) сетка колонн 6 X 6 м под нормативные нагрузки от оборудования на междуэтажные перекрытия 10, 15, 20 и 25 кН/м2;

Б) сетка колонн 9 X 6 м под нормативные нагрузки от оборудования на междуэтажные перекрытия 5, 10, 15 кН/м2.

Для зданий с расчетной сейсмичностью 9 баллов приме­няется только сетка колонн 6×6м под нормативные на­грузки от оборудования на междуэтажные перекрытия до 25 кН/м2.

Конструкции зданий проектируются с междуэтажными перекрытиями двух типов: I—с опиранием плит перекрытий на полки ригелей и II — с опиранием плит перекрытий по­верх ригелей. Тип / является основным конструктивным ре­шением перекрытий, тип II применяется при больших сосре­доточенных нагрузках и провисающем оборудовании.

Перекрытия и покрытия проектируются из сборных же­лезобетонных плит, которые образуют жесткий диск, что дос­тигается приваркой плит к сборным ригелям и заполнением швов между плитами бетоном класса не ниже В15 на мел-; ком гравии или щебне с применением вибрирования при ук — . ладке. Плиты, примыкающие к продольным ригелям из мо-‘

¦0 0

E

¦2286

Moo

Н

1

To. воо


«да

S. ООО

Ж

Ото

Л200

‘W— w" V/——

\/

Tf

>

T O. ODO

±0.000

Ж

У . ® ©Л®

11.8

Нолитного железобетона, привариваются в четырех углах; следующие за ними — или в трех углах (при опирании плит поверху ригеля), или в двух углах (при опирании плит на полки ригеля); средняя плита в каждой ячейке может укла­дываться без приварки (рис. II. 1).

При расчетной сейсмичности здания 9 баллов предусмат­риваются пазы в продольных ребрах сборных плит для уст­ройства бетонных шпонок.

Высота этажей принимается от пола одного этажа до по­ла другого этажа и составляет 3,6; 4,8 и 6,0 м и только для первого этажа — 7,2 м. Толщина пола 100 мм. Конст­рукция кровли плоская. Количество пролетов два, три и бо­лее; высота здания три, четыре и пять этажей при сетке ко — .’?рш! 6 х 6 м и три, четыре этажа при сетке колонн 9 X 6 м.

Привязка колонн крайних рядов и наружных стен к про­дольным разбивочным осям, а также привязка торцевых стен к разбивочным осям «нулевая». Геометрические оси торцевых колонн и колонн у, антисейсмических швов смещаются с поперечных разбивочных осей на 500 мм. Антисейсмичес-. кие швы (а. ш.) совмещаются с температурными. Максималь­ная ширина и длина зданий без антисейсмических швов допускается не более 60 м.

Поперечная устойчивость здания обеспечивается попереч­ными железобетонными рамами, а продольная—продольными рамами. Узлы рам жесткие. Поперечные рамы каркасов образуются из сборных железобетонных колонн и ригелей, устанавливаемых на консоли колонн; продольные рамы — из сборных железобетонных колонн и монолитных ригелей, заменяющих плиты по продольным осям колонн.

Стены проектируются панельные навесные с ленточным остеклением по всему периметру здания.

11.2. РАСЧЕТ ПОПЕРЕЧНОЙ РАМЫ КАРКАСА МНОГОЭТАЖНОГО ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ЗДАНИЯ ПРИ ОСНОВНОМ И ОСОБОМ СОЧЕТАНИЯХ НАГРУЗОК

Исходные данные: 1) здание четырехэтажное, трех — пролетное, шириной 18 м, длиной 86 м; сетка колонн 6 X X 6 м; высота этажа 4,8 м; фасад и план здания даны на рис. 11.4 и 11.5, разрез — на рис. 11.2; 2) сейсмичность рай­она строительства 8Х баллов (г. Маргилан, УзССР) [14, с. 32]; 3) категория грунта по сейсмическим свойствам — — II (суглинки), сейсмичность площадки строи-

!

Ш

О ® © о ® а

II. о

А ‘«

11.4

Тельства 8 баллов [14, табл.1]: 4) расчетная сейсмичность здания 8 баллов [14, табл. 5]; 5) район по весу снегового покрова — первый (50 = 0,5 кН/м2); 6) район по скоростному напору ветра — четвертый (ш0 = 0,48 кН/м2); тип местно­сти В; 7) размеры поперечных сечений элементов каркаса здания приняты: для крайних и средних колонн —40 х 40 см, для ригелей поперечной рамы — по рис. 11.6, для риге­лей продольной рамы — по крайним рядам колонн 40 X 75,5 см (рис. 11.7), по средним рядам колонн П-образного сечения —40 X 151 см (рис. 11.8); все конструкции каркаса вы­полняются из тяжелого бетона класса В25 (Еь = 27000 МГЫ;

Т/7/7

II.6

8) здание разделено посереди­не антисейсмическим швом на два отсека; расчет производит­ся для одного отсека; 9) нор­мативная временная длитель­ная нагрузка 10 кН/м2; норма­тивная кратковременная на­грузка от веса людей, регонт — ных материалов 2,5 кН/м2; 10) собственный вес железобе­тонных конструкций между­этажных перекрытий и покры­тий^ 5 кН/м2, собственный вес пола и перегородок на между­этажных перекрытиях 2,5кН/’мг, собственный вес конструк­ций кровли (ковер, утеплитель, стяжка, выравнивающий слой и пр.) 2 кН/м2; 11) стены па­нельные наЕесные с ленточным

1510

II-8

85

\\

=2

И

%

756

11.7

Остеклением по всему периметру здания; собственный вес 1 мг конструкций стенового ограждения 3 кН/м2, ленточного остекления — 0,4 кН/м2; 12) эквивалентная (по изгибающему моменту) нагрузка на покрытие от подвесного транспорта грузоподъемност ью 5 т — 5 кН/м2.

Расчет поперечной рамы каркаса

Рассчитывается рядовая рама по оси 2 (рис. П.5). Расчет­ные схемы поперечной рамы каркаса при основном и особом сочетаниях нагрузок представлены соответственно на рис. II.9 и 11.10.

На рисунках приняты следующие обозначения нагрузок: — постоянная нагрузка на покрытие, кН/м; — то же,.

4„Pi, Pz Лг, P,,7>*

К /J

M M 1 II 1 ‘

IIНI

\ 1 1

1 II 1

INI

M

W3 1 N2S

Г N2

I! ; Ў! i 111

11 II

I 11

1 1

11

W2 ^ Д’2,

<С2

Il! I M 1 1 1

И и

Lili

1 ‘

» I

Nt

К

I

4J

"A’,

1 1 1 M Ч 1 1

И 11

1111

Mil’

‘Mil

6.0

«

S* ?

I

I —

«J 0

VA >//.

M.

«o

B—

II.9

S,

*

R",

1 1 ‘

‘ 1 1

N M N ; M

1 1

Il II II

S3 >/V2|

«o

VNz

1 M M 1 1 1 1

1 1 1 1 1 ! 1 1 1

1 1 1

‘ Il II II

S2 ^/v2|

«o

,С2 ,

1 1 1 M 1 1 II

IIIIIIIN

1 1′

‘ININ

S, B/v2l

Sf

W/V2

II н 1 ! i 1 Ўi

N N 1 II II

IN

M 1 M II

Y’/

6.0

— ——— • ¦

6.0

? ^ ‘————————————— ———————- ¦

«o

Sr"

%

11.10

На перекрытие, кН/м; рг— временная длительная на;рузка на перекрытие, кН/м; р2— кратковременная снеговая нагруз­ка на покрытие, кН/м; рг —кратковременная нагрузка от подвесного транспорта в покрытии, кН/м; рг — кратковре­менная нагрузка на перекрытие ог веса людей, деталей, ре­монтных материалов в зонах обслуживания оборудования, кН/м; /\/„ Л’2 — нагрузка от навесных панельных стен, кН; М?!, IV.,, — узловые ветровые нагрузки, кН; ?>\, 52, 54 — узловые сейсмические нагрузки, кН.

Расчет рам для определения усилий Л/, С}, N в стержнях может производиться различными методами, рассматриваемыми в курсе «Строительная механика». В настоящем пособии рас­чет рамы выполнен способом последовательного уравновеши­вания [4].

Определение нагрузок, действующих на раму

Подсчет вертикальных нагрузок, действующих на покры­тие и перекрытие, приведен в табп. 11.1.

19,2

‘Л 4

\/

Значения коэффициентов надежности по нагрузке приня­ты согласно [13, п. 2.2, 3.4, 3.71. Значения коэффициентов

20,0

Ж,

М3

10,0

9.6

\/

IV,

!

И

П. И

Т >

I ^

ТО

Сочетание нагрузок,

КН/м*

T — га

« $ т >:,

О.

Основное j

Особое

Re м

CL t — L.

A: «

О X

Сз я

Ь ё

Та S

F — К

Га а

Вид иягрузки

= i

Е К а.

<5 га X и

Х с

Л к

Tr {-

F)

? 1

СО X i-

XT S CL *

Кчэффиц! сочетать

S

Ь га

А а

А" т о >,

03 сх о. ?Г

Коэффиц1 сочетания

Га я

? s

Р* « v >.

О. и

3

*

Ь I

6

? 1

Ь

Пок

Рытие

Посюяпная (собственный вес) g,:

Вес конструкций кроили (ковер, утеплитель, стя­жка и пр.)

Вес железобетонного по­крытия

2,0 4,5

1.2 1.1

2,40 4,95

1 1

2,40 4,95

Г

0,9 0,9

2,16 4,45

Итого:

6,5

7,35

7,35

6,61

Кратковременная: снеговая, р2 от подвесного транспор­та р„

0,5 5,0

1.4 1.1

0,7 5,5

0,9 0,9

0,63 ‘4,95

0,5 0,5

0,35 2,75

И гого:

5,5

6,2

5,58

3,10

Всего на покрытие

12,0

13,55

12,93

9,71

Междуэтажное пе

Рек ]

Ыт и е

Постоянная вес пола и перегородок вес железобетонного пе­рекрытия

2,5 4,5

1.1 1.1

2,75

4,95

1 1

2,75 4,95

0,9 0,9

2,47 4,45

Итого:

7

7,7

7,7

6,92

Временная: длительная (вес стацио­нарного оборудования) рх кратковременная р4

10,0

2,5

1,05 1,20

10,5

3,0

0,95 0,90

10,0 2,7

0,8

0,5

8.4

1.5

Итого:

12,5

13,5

12,7

9,9

<

З

«

*

1 «

1 ‘

1 «

 

Всего на перекрытие q2

19,5

21,2

20,1

16,82

 

От собственного веса 1м’2 стеновою ограждения От собственного ьеса 1м2 остекления

1

3,6. 0,4

1.1

М

3,96 . 0,44

1 1

3,% 0,44

0,4

0.4

3,56 0,40

 

Сочетания нагрузок приняты: а) для основного сочетания со­гласно [13, п. 1.12]; б) для особого сочетания согласно [14, п. 2.1].

Расчётная схема рамы на действие ветровой нагрузки да­на на рис. 11.11.

Определение относительных погонных жесткостей- стержней рамы

Разбивка сечения ригеля для опредетения его геометри­ческих характеристик дана на рис. 11.12.

Площадь сечения ригеля

А = Ь,/г + ЬеН з + 2 Ь2к2 + Ьл1г2 + Ь21ц = = 30-80 + 2-40 +2-16,5-10+ 1-10+ 16,5-30 = 3315 см2.

Статический момент площади сечения ригеля относитель­но нижней грани

5 = Ь ?г А + Ь Л (/г -1 ) + 2ЬМ2 + ) + + г>Л + — 30-80—+

+ 2 • 40| 80— 401 + 2 -16,5 • 10 ^ 30+ — у ^ +

+ М0(30 + — 10)+ 16.5-30- —30 = 122083 см3.

3 / 3

Расстояние центра тяжести сечения ригеля от нижней грани

5 122083 * „„ У = — = ————— = 36,83 см.

А 3315

Момент инерции сечения ригеля относительно его главной центральной оси

Bs = 2

X [у-1"- )’2 — T + 30’80 (43’17~ 2 +

+ 2.40 (43,.7-|40)V+^Д +

+ 2• 16,5-10 [ 36,83 — ( 30 + Н)]2+ 2 + + 1-10 [зб,83-(з0 + -|-10)]а2+ 16’5зб308 2 +

+ 16,5-30^36,83’— 30 у 2= 1661391 см4.

Момент инерции стоек рамы

= = 213333 см4.

12

Проектный класс бетона стоек и ригелей рамы одина­ков (В25), поэтому при определении погонных жесткостей стержней рамы начальные модули упругости бетона не учи­тываются, так как они одни и те же для всех элементов. Погонная жесткость:

, /р 166139) „_„„ о

А) для ригеля /?=_!_ =——————— = 2769 см,

/р 600

_ — тг 1к 213333 Л А Л Ч

Б) для колонны I* =— =—————— :— = 444 см3.

‘ п 1к 480

Принимая погонную жесткость коло. нн г* = 1, получим

2769

Относительную жесткость ригелей = = 6,24.

Определение усилий в элементах рамы при основном сочетании нагрузок

Полные расчетные вертикальные нагрузки на погонную длину 1 м ригеля:

А) покрытия <?1 = (?1 + + р3)6 = (7,35+0,63+4,95) 6 = «=77,58 кН/м;

Б) перекрытия д2 = (?2 -+ л + рЛ) 6 = (7,7 +10+2,7) 6 = »=122,4 кН/м.

Горизонтальная ветровая нагрузка. Расчетные сосредо­точенные в узлах рамы горизонтальные силы от ветровой нагрузки определяют по формуле

М^хюА^, (11.1)

Где 1Ю — расчетная величина статической составляющей вет­ровой нагрузки; А1 — площадь, с которой суммируется уз­ловая ветровая нагрузка; г|з2 = 0,9 — коэффициент сочетания [13, п. 1.12].

Величину гю подсчитывают по формуле

(П.2)

Где ш0 — скоростной напор, принимаемый в соответствии с [13. п.6.4); в нашем случае ш0 = 0,48 кН/м2; к— коэффи­циент, учитывающий изменение скоростного напора по высо­те, принимаемый в соответствии с [13, табл. 6]; при высоте 10 м к = 0,65; при высоте 20 и к — 0,85; при высоте от 10 до 20 м над поверхностью земли к определяется по ин­терполяции



.