45
Рис. 4. План типового этажа
Прочность и устойчивость здания обеспечивается совместной рабо-
той вертикальных несущих конструкций ( колонн, диафрагм, ядер жестко-
сти лестнично-лифтовых узлов), объединенных между собой системой меж-
дуэтажных монолитных железобетонных перекрытий.
Высота здания 50,94 м. Размеры в осях 26,1*26,1 м.
46
Высота типовых этажей - 3 м. Первый этаж – 3,6м. Техническое
подполье –2,3 м.
Прочность и устойчивость несущих конструкций обеспечивается под-
бором оптимальных размеров поперечных сечений и прочностными харак-
теристиками применяемых материалов.
Армирование несущих элементов каркаса производится арматур-
ными каркасами и отдельными стержнями из арматуры класса А400 для ра-
бочей арматуры и класса А240 для соединительных стержней и хомутов.
Соединение элементов каркаса и стержней выполняется внахлестку,
стержни связываются между собой с помощью вязальной проволоки. Вели-
чина нахлеста принимается в зависимости от диаметра стержней и указана
на листах.
По периметру плит перекрытия для исключения "мостиков холода"
установлены термовкладыши из пенопласта ПСБ-С марки 35.
Армирование осуществляется отдельными стержнями, соединение
стержней внахлестку. Проектное положение нижней арматуры
обеспечивается с помощью пластиковых арматурных фиксаторов
«стульчиков», проектное положение верхней зоны армирования
обеспечивается поддерживающими элементами каркаса марки ОСП2 см.
листы чертежей. В зоне отдельных колонн устанавливаются арматура
усиления в верхней зоне армирование из Ø16 А400, шагом 100мм, см. листы
4-5 чертежей.
2.3.2 Краткая характеристика методики расчета
Расчет производится с помощью программного обеспечения ЛИРА-
САПР 2013, построение аналитической модели здания осуществляется в
47
программном комплексе САПФИР-ЖБК, аналитическая модель перево-
дится в комплекс ЛИРА-САПР для дальнейшего расчета по методу конеч-
ных элементов
Общий вид расчетной схемы
Рис. 5. Схема типового этажа в программе ЛИРА
Cбор нагрузок.
Сбор нагрузок производился на основе следующих документов:
СП 20.13330.2016 - “Нагрузки и воздействия”;
Тех.задание.
При расчете были учтены следующие нагрузки:
Вертикальные нагрузки
Собственный вес несущих конструкций (определяется ПК "ЛИРА");
Собственный вес ограждающих конструкций;
Собственный вес внутренних перегородок;
Собственный вес конструкции пола;
Временная нагрузка на перекрытия и покрытия.
X
Y
Z
Вариант конструирования:14-ти этажный жилой дом
48
Окончание таблицы 7
Таблица 6
Сбор нагрузок на 1м
2
перекрытия типового этажа
(жилые помещения)
№
Наименование нагрузки
Нормативные
нагрузки, кПа
Коэффициент
надежности
по нагрузке,
f
Расчетная
нагрузка,
2
/ мкН
1
2
3
4
5
1
Постоянная нагрузка:
1. Линолеум (тапиф-
лекс)
δ=8 мм, γ=8 кН/м
3
2. Мастика клеющая
δ=2 мм, γ=6 кН/м
3
3. Стяжка из ц/п р-ра
δ=50 мм, γ=18 кН/м
3
4. Перегородки
0,64
0,012
0,9
1,50
1,2
1,3
1,3
1,2
0,76
0,0156
1,17
1,80
Итого постоянная:
3.05
3.74
2
Полезная
в том числе:
кратковременная
длительная
1,50
1,2
0,3
1,3
1,3
1,3
1,95
1,56
0,39
Итого временная:
1,5
-
1,95
3
Полная нагрузка
4.55
5.69
С учетом
1,15
т
6.54
Таблица 7
Нагрузка от веса пола на 1м
2
перекрытия
(лестницы и лифтовые холлы)
№
Наименование нагрузки
Нормативные
нагрузки, кПа
Коэффициент
надежности
по нагрузке,
f
Расчетная
нагрузка,
2
/ мкН
1
2
3
4
5
1
Постоянная нагрузка:
1. Керамическая
плитка с нескольз-
кой поверхностью
δ=10 мм, γ=24 кН/м
3
2. Прослойка из ц/п
раствора М150
δ=10 мм, γ=18 кН/м
3
3. Стяжка из ц/п р-ра
δ=30 мм, γ=18 кН/м
3
0,24
0,18
0,54
1,2
1,3
1,3
0,28
0,23
0,7
Итого постоянная:
0,96
-
1,21
2
Полезная
в том числе:
3,00
1,2
3,60
49
№
Наименование нагрузки
Нормативные
нагрузки, кПа
Коэффициент
надежности
по нагрузке,
f
Расчетная
нагрузка,
2
/ мкН
1
2
3
4
5
кратковременная
длительная
2,00
1,00
1,2
1,2
2,4
1,2
Итого временная:
3,00
-
3,60
3
Полная нагрузка
3,96
4,81
С учетом
1,15
т
5,53
Таблица 8
Нагрузка от веса пола на 1м
2
перекрытия
(санузлы )
№
Наименование нагрузки
Нормативные
нагрузки, кПа
Коэффициент
надежности
по нагрузке,
f
Расчетная
нагрузка,
2
/ мкН
1
2
3
4
5
1
Постоянная нагрузка:
1. Керамическая
плитка
δ=10 мм, γ=24
кН/м
3
2. Прослойка из ц/п
раствора М150
δ=10 мм, γ=18
кН/м
3
3. Выравнивающая
стяжка из ц/п рас-
твора М150
δ=20 мм, γ=18
кН/м
3
4. Гидроизоляция изол
δ=4 мм, γ=6 кН/м
3
5. Выравнивающая
стяжка из ц/п рас-
твора М150
δ=20 мм, γ=18
кН/м
3
6. Перегородки δ=90
мм
0,24
0,18
0,36
0,024
0,36
1,00
1,2
1,3
1,3
1.2
1,3
1,2
0,28
0,23
0,47
0,028
0,47
1,20
Итого постоянная:
2,16
-
2,67
2
Полезная
в том числе:
кратковременная
длительная
1,50
1,2
0,3
1,3
1,3
1,3
1,95
1,56
0,39
Итого временная:
1,5
-
1,95
50
Окончание таблицы 8
3
Полная нагрузка
3,66
4,62
С учетом
1,15
т
5,31
51
Результаты расчета
Расчет по деформациям.
Рис. 6. Перекрытие на отметке +24,600. Мозаика перемещений Z (прогиб)
52
Поскольку по рекомендациям [6] для расчета деформаций железобе-
тонных элементов работающий на изгиб (плит, балок) принимают модуль
упругости 0.2E
b
вводим поправочный коэффициент k=0.2/0.3=1.5
Максимальный прогиб плиты составил f
max
=11,3*1.5=16,95 мм
Максимально допустимый прогиб для плиты жилого здания по треб-
ваниям СП 20.13330.2016 для пролета–
u
L
f 30.5 мм
200
;
Условие
max u
f 16.95 f 30.5 мм
выполняется.
53
Расчет плиты перекрытия на продавливание в зоне колонны 10/Е.
Определим несущую способность на продавливание приколонного участка перекрытия при заданных габаритах
сечения колонны 400х400мм.
Материалы. Бетон тяжелый класса В25, Rb=14,5МПа, Rbt=1,05МПа, Rb,ser=18,5МПа, Rbt,ser=1,55МПа, началь-
ный модуль упругости E
b,0
=30000МПа;
Арматура ненапрягаемая класса А400, Rs=355МПа, длительная прочность при сжатии Rs,long=355МПа, кратко-
временная прочность при сжатии Rs,sh=355МПа, модуль упругости Es=200000МПа.
Геометрические характеристики. Колонны приняты квадратного сечения со стороной а=b=400мм, высота
плиты h
пл
=200мм, усредненная рабочая высота сечения h
0
=160мм.
Усилия взяты из расчета модели здания в программе ЛИРА-САПР.
Осевые усилия в нижней и верхней колонне Nd=238 кН и Nu=112 кН соответственно.
Сосредоточенную нагрузку на перекрытие F определяем как
F=Nd – Nu = 238 - 112 = 126 кН.
Максимальные значения усилий в уровне плиты перекрытия на типовых этажах составили:
M
Y
= 30,5+23,2 =53,7кН;
М
Z
= 15,7+12,5 =28,2кН.
За расчетный сосредоточенный момент в каждом направлении принимаем половину суммы моментов в сечении
по верхней и нижней граням плиты:
54
М
Y
= 53,7/2 = 26,85кН
M
Z
= 28,2/2 = 14,1кН
Расчет элементов на продавливание при действии сосредоточенной силы и изгибающих моментов в двух взаимно
перпендикулярных плоскостях производим из условия:
, , ,
1.
y
x
b ult bx ult by ult
M
M
F
F M M
Предельная сосредоточенная сила, воспринимаемая бетоном, определяется по формуле:
,0
.
b ult bt b bt
F R A R h u
Периметр контура расчетного поперечного сечения:
0
4 ( ) 4 (0,4 0,16) 2,24u а h м
3
,
1,05 10 0,16 2,24 376,3
b ult
F кН
Предельный изгибающий момент определяется по формуле:
( ), ( ) 0bx y ult bt bхy
M R W h
.
Момент сопротивления расчетного поперечного сечения:
3
0
( ) 0 0
0,4 0,16
0,4 0,16 0,4 0,16 0,4181
33
bхy
аh
W а h а h м
3
( ), ( ) 0
1,05 10 0,4181 0,16 70,3
bх у ult bt bх y
M R W h кНм