4.1.Армирование плиты.

Для плиты принимаем бетон класса B20, для армирования арматуру класса А-I. После расчета программой результаты расчета сведены в схемы (показаны ниже), расчет выполняем методом конечных элементов с помощью программы «Лира».

Разбивка плиты на конечные элементы. Учитывая расположение вертикальных несущих элементов и строительных осей, разбиваем монолитную плиту на конечные элементы.

Применяемые формулы:

Полная расчетная нагрузка (δ = 180 мм – толщина монолитного перекрытия) q + δ ; н/м²,

С учетом коэффициента надежности по назначению γ_n = 0,95:

Для расчета плиты вырезаем полосы вдоль оси х.

ξ_R = ω / (1+ σ_SR / σ_SC · (1 - ω / 1,1))

ω = α - 0,008 R_b,

α = 0,85 (СНиП, п.3.12)

α_m = М / R_bbh_o²

А_S = М / R_Sζh_o

Условие:

F ≤ α R_bt U_m h_o, где F – продавливающая сила

F = (q_п + q_b)(l₁· l₂ – 4(x + h_o)(у + h_o)) кН

α = 1 – тяжелый бетон

Расчетное значение ветровой нагрузки:

ω_n = ω_mn · 3,6 · 0,95, где 3,6 – ширина расчетной полосы;

γ_n = 0,95 – коэффициент надежности по назначению.

Условная критическая сила:

N_cr = 6,4Е_b / l_o ∙ (J / φl (0,11 / (0,1 + δ_℮φ) + 0,1)) + αJ_S); кН.

Здесь J = bh³ / 12 ; см⁴;

φ_l = 1 + β ((М₁l) / М),

где β = 1 – тяжелый бетон

δ = ℮_o / h

α = Е_S / Е_b

J_S = μbh_o (0,5h - a)² ; м⁴,

где μ = 0,04 – первое приближение

Гибкость элемента: λ = l_o / i ,λ= 24,6 > 14, следовательно, необходимо учесть влияние прогиба элемента на его прочность.

Случайный эксцентриситет:

℮_а ≥ (1 / 30) h = (1 / 30) ∙ 16 = 0,53 см

℮_а ≥ (1 / 600) Н = (1 / 600) ∙ 228 = 0,38 см

℮_а ≥ 1 см

Принимаем ℮_а = 1 см.

Коэффициент η = 1 / (1- (N / N_cr))

℮ = ℮_оη + 0,5h – а ; м

А_S = А^' _S = (N℮ - R_bbx (h_o – 0,5х)) / (R_SC (h_o - а'))

А_S = А^' _S < 0

Арматуру устанавливаем конструктивно.

А_S = 0,01· Bh_{o ;} см²

Площадь арматуры на 1 п/м по Оси Х у нижней грани

Площадь арматуры на 1 п/м по Оси Х у верхней грани

Площадь арматуры на 1 п/м по ОсиY у нижней грани

Площадь арматуры на 1 п/м по Оси Y у верхней грани

Поперечная арматура по расчету не требуется. В качестве продольной арматуры на 1 п/м принимаем 10 стержней 10мм А-I с As=7,85 см². Поэтому поперечную арматуру принимаем конструктивно на 1 п/м принимаем 10 стержней 10мм А-I с As=7,85 см².

4.2.Армирование колонны.

Для колонны сечением 400x400 принимаем бетон класса В 20, для армирования – арматуру класса А-III. Ниже приведена эпюра процента необходимого продольного армирования. Поперечное армирование по расчету не требуется, подбирается конструктивно.

Определяем расчетные усилия:

N = р ∙ S_груз ∙ 9 + 1 (g + 1000) S_груз, где р ; Н/м² – расчетная нагрузка при толщине монолитного перекрытия 180 мм;

7 – количество этажей;

1,4 кПа – снеговая нагрузка.

Определяем предварительные размеры сечения колонны из условия

σ = N/А ≤ R_b:

А = N / R_b ; м²

Принимаем колонну сечения 400х400 мм с площадью сечения

S = 0,4х0,4 = 0,16м².

Определяем высоту сжатой зоны:

х = N / (γ _b2 · R_b · b); см

ξ = х / h_o

Определяем граничную высоту сжатой зоны:

ξ_R = ω / (1 + (σ_SR / σ_{SС, U}) (1 – (ω / 1,1)),

где ω = α – 0,008 · R_b

ξ = 1,08 > ξ_R = 0,612,

следовательно N + А_S (σ_S - R_SC) = R_bbx,

А_S = А^' _S = (R_bbx – N) / (σ_S - R_SC)

σ_S = (2 (1 – (х / h_o)) / (1 - ξ_R)) – 1)R_S

А_S = А^' _S ; см²

Процент продольного армирования.

Из процента армирования подберем продольную арматуру:

Принимаем 4 стержня 18 мм A-III, с А_s=10,18 см².