Торгово-Комерческий Центр

В проекте применена  система  электроснабжения и заземления TN-C-S:

  -питающая сеть  трехфазная четырехпроводная (фазные "L" и совмещенный нулевой  рабочий  и защитный "PEN" проводники).

-разделение "PEN" проводника  на нулевой рабочий "N" и  защитный "PE" проводники в вводном  устройстве ВРУ3 (ШВ).

  -заземление "PEN" проводника на вводе в вводном устройстве ВРУ3 (ШВ).

Электроприемниками силового электрооборудования являются двигатели  сантехнического оборудования, компьютерные системы, сплитсистемы, холодильное оборудование и щитки освещения.

В качестве вводного устройства принято вводное устройство типа ВРУ3 с панелью АВР, распределительный шкаф типа ПР8503. Учет электроэнергии осуществляется трехфазным счетчиком, установленным в ВРУ.  Электроприемники здания Торгово-Коммерческого Центра в нормальном режиме обеспечиваются электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания.

Защитно-коммутационная аппаратура и устройства защитного  отключения предусмотрены в осветительно-силовых щитах ЩО1-ЩО5, ЩОА1, ЩОА2, ЩС. Щиты выбраны навесного исполнения и устанавливаются на стенах на высоте 1,7 м от пола, но не менее 1 м от трубопроводов.

Защитно-коммутационная аппаратура и электропроводка выбраны  по рабочим (номинальным) токам нагрузки и проверены по токам одно и трехфазного короткого замыкания и потере напряжения.

Распределительные сети питания щитов выполнить трехпроводными и пятипроводными (фазные "L", нулевой рабочий "N" и нулевой защитный "PE" проводники) кабелями ВВГ в поливинилхлоридных трубах.

Проходы кабелей через  стены выполнить в отрезках стальных труб, отверстия труб уплотнить несгораемым материалом.

Групповые сети питания  трехфазных потребителей выполнить  пятипроводными (фазные "L", нулевой  рабочий "N" и нулевой защитный "PE" проводники) кабелями ВВГ.

 

Телефонизация

Подключение телефонного  кабеля осуществляется от кабельного ящика, закрепленного в телефонной сети существующей городской станции. Телефонный кабель прокладывается в траншее на глубине 0,7 м от дневной поверхности земли с покрытием кирпичом для защиты от возможных механических повреждений. В местах пересечения линии автодороги кабель проложить в асбестоцементных трубах.

 

2 РАСЧЁТНО-КОНСТРУКТИВНАЯ  ЧАСТЬ

РАСЧЁТ КОЛОНН ПЕРВОГО ЭТАЖА

 

2.1 Исходные  данные 

 

Рассчитываемая колонна  торгового зала торгового-коммерческого центра выполняется из бетона класса В25, и армируется арматурным пространственным каркасом с продольной арматурой класса А-III, и хомутами класса А-I. Колонна первого этажа имеет высоту  l = 4 м, имеет размеры поперечного сечения 0,4 х 0,4 м.

 

             2.2 Сбор нагрузок

 

Суммарная нагрузка на колонну складывается из нагрузок на покрытие и перекрытия, а также от собственного веса колонны и вышестоящихколонн. Нагрузка на перекрытия и покрытие собирается на 1 м² площади.

 

Таблица 1 - Сбор нагрузок на перекрытия и покрытие

 

Вид нагрузки	Нормати-вная нагрузка, Н/м2	Коэффициент надежности по нагрузке γf	Расчетная нагрузка, Н/м2
1	2	3	4
1 От покрытия
Постоянная:
-от 2-хслойного водоизоляционного  ковра ИЗОПЛАСТ К и ИЗОПЛАСТ  П	70	1,2	84
-от цементно-песчаной стяжки, t=40мм, ρ=2000кг/м3	800	1,3	1040
-от утеплителя – «URSA» XPS N-III-L, t=100мм, ρ=35кг/м3	35	1,2	42
-от цементно-песчаной стяжки, t=40мм, ρ=2000кг/м3	800	1,3	84
-от керамзитового гравия, t=200мм, ρ=600кг/м3	1200	1,3	1560
-от монолитной железобетонной плиты покрытия, t=200мм, ρ=2500кг/м3	5000	1,2	6000
Итого:	qn = 7905	-	q =8810
Временная (снег):	pn = 1000	1,43	1430
-в том числе кратковременная	560	1,43	800
-длительная (30%)	280	1,43	400
Итого:	1840	-	2630
Всего от покрытия:	qn+pn=9745	-	q+p=11440
2 От перекрытия 2-го этажа
Постоянная:
-от покрытия пола – плитка  керамическая, t=30мм, ρ=2900кг/м3	870	1,1	957
-от стяжки из цем.-песч.раствора, t=50мм, ρ=1800кг/м3	900	1,3	1170
-от монолитной железобетонной  плиты перекрытия, t=200мм, ρ=2500кг/м3	5000	1,2	6000
Итого:	qn = 6770	-	q = 8127
Временная:
-длительная	1500	1,2	1800
-кратковременная	500	1,2	600
Итого:	2000	-	2400
Всего от перекрытия 2-го этажа:	qn+pn=8770	-	q+p=10527
3 От перекрытия 1-го этажа
Постоянная:
-от покрытия пола – плитка керамическая, t=30мм, ρ=2900кг/м3	870	1,1	957
-от стяжки из цем.-песч.раствора, t=50мм, ρ=1800кг/м3	900	1,3	1170
-от монолитной железобетонной  плиты перекрытия, t=200мм, ρ=2500кг/м3	5000	1,2	6000
Итого:	qn = 6770	-	q = 8127
Временная:
-длительная	1500	1,2	1800
-кратковременная	500	1,2	600
Итого:	2000	-	2400
Всего от перекрытия 1-го этажа:	qn+pn=8770	-	q+p=10527
Итого на колонну:	27285	-	32494

 

 

Нагрузка от собственного веса железобетонной колонны G_к, кН, по формуле (4)

G_к = 0,4·0,4·7,1·25·1,3·0,95 = 35,07.

Расчётная длина колонны  l₀ = 4 м, так как колонна не имеет частичной заделки.

Грузовая площадь, на которую собираем нагрузки от перекрытия и покрытия  А_с = 6,0·6,0 = 36,0 м² (смотри лист 01.КЖ).

Нагрузка от перекрытия и покрытия равна:

N_пер = 21054 · 36=757,9кН,

N_покр = 11440 · 36=411,8кН.

Здание относится к  нормальному уровню ответственности /3, прил.7/, пересчитаем нагрузки от перекрытия и покрытия с учетом коэффициента надежности по назначению γ_n=0,95.

 

Таблица 2 - Сводная таблица  нагрузок на колонну, кН

Нормативная временная нагрузка от покрытия и перекрытий				Вес колонны	Расчётная суммарная нагрузка от покрытия и перекрытия
Временная		Постоянная	Полная		Временная		Постоянная	Полная
Длительная	Кратковр.				Длительная	Кратковр.
112,2	87,5	733,5	933,2	35,07	185,7	68,4	857,2	1111.3

 

 

 

 

2.3 Расчёт по  предельным состояниям первой  группы

 

2.3.1 Подбор  площади сечения арматуры

 

Принимаем толщину защитного  слоя бетона в сжатой и растянутой зонах сечения колонны  а = а' = 4,0см  согласно заданию на проектирование.

Тогда расчётная высота сечения колонны

h₀ = h'₀ = h-a,     (5)

где    – высота сечения элемента, см;

 – толщина защитного слоя  бетона (растянутой арматуры), см.

Таким образом, подставляя в формулу исходные данные, получаем

h₀ = 40-4 = 36 см.

Расстояние между продольными  стержнями арматуры 

z_s = h-a-a' ,     (6)

где  – высота сечения элемента, см;

 – толщина защитного слоя  бетона (сжатой арматуры), см;

 – толщина защитного слоя  бетона (растянутой арматуры), см.

Таким образом, подставляя в формулу исходные данные, получаем

z_s =  40-4-4 = 32 см.

Величина случайного эксцентриситета определяется по формуле 

е_а = е_0l = h/30,      (7)

где – высота сечения элемента,см.

Тогда получаем

е_а = 40/30 = 1,3 см.

Коэффициент приведения площади сечения  арматуры к бетону, α 

a = E_s/E_b        (8)

где  Е_s – модуль упругости стальной арматуры, принимаемый для арматуры класса А-III равным  Е_s = 200000 МПа /11, с.843/;

Е_b – модуль упругости бетона, принимаемый для бетона класса В25 равным  Е_b = 30000 МПа /12, табл.5.4/

a = 200000/30000 = 6,67

Определяем момент инерции сечения  колонны I, см⁴

I = (b·h³)/12,      (9)

где  – высота сечения элемента, см;

 – ширина сечения элемента, см;

I = (40·40³)/12 = 213333

Определяем расстояние от точки  приложения равнодействующей силы до растянутой арматуры e₁, см

e₁= e₀+0,5·h-a,      (10)

где  е₀ – эксцентриситет приложения продольной силы относительно центра тяжести приведённого сечения, е₀ = 5 см /11, с.282/;

e₁ = 5+0,5·40-4 = 21

Определяем расстояние от точки  приложения равнодействующей силы до cжатой арматуры е₁₁, см

e₁₁= e_0l+0,5·h-a,      (11)

e₁₁ = 1,3+0,5·40-4 = 17,3.

Суммарная продольная сила, действующая на колонну N, кН

N=N_l+N_sh,        (12)

где  N_l – продольная сила от полной и длительно действующей нагрузки, кН (из таблицы 2);

N_sh – продольная сила от кратковременной нагрузки, кН (из таблицы 2)

N = 35,07 + 185,7 + 68,4 + 857,2 = 1146,37 кН

Определяем изгибающий момент сечения от действия продольной силы от полной нагрузки М, кН·м

 M=N.e_l,        (13)

М = 1146,37·0,21 = 240,74 кН·м

Определяем изгибающий момент сечения от действия продольной силы от длительной нагрузки М₁, кН·м

M_l=N_l.e_l1         (14)

M_l = 857,2·0,173= 148,3

Вычисляем коэффициент, учитывающий  влияние длительного действия нагрузки на прогиб элемента в предельном состоянии φ₁

       (15)

где  β – коэффициент, зависящий от вида бетона, и принимаемый для тяжёлого бетона  β = 1 /11, с.183/;

φ_l = 1+1·(148,3/240,74) = 1,62 < 1+β = 1+1 = 2.

Вычисляем коэффициент, который должен быть не менее δ = е₀/h =

= 5/40 = 0,125

d _min = 0,5-0,01.l₀/h-0,01·R_b      (16)

где  R_b – расчётное сопротивление бетона осевому сжатию по первому предельному состоянию, принимаемое для бетона класса В15 /12, табл.5.2/  

R_b = 1·14,5 = 14,5 МПа;

d _min = 0,5-0,01·(4/40)-0,01·14,5 = 0,270

d _min = 0, 270 > δ = 0,125 поэтому принимаем δ= 0,270.

Определяем радиус инерции  приведенного сечения i, см

i = h/3,46,       (17) 

i = 40/3,46 = 11,56

Вычисляем минимальную  площадь сечения арматуры А_{s min}, см²

А_{s min} = µ_min·b·h₀,      (18) 

где  μ_min = 0,1% - процент минимального армирования, принимаемый в зависимости от отношения  l₀/i = 351/11,56 = 30,4 по /11, с.346/     

А_{s min} = 0,001·40·36 = 1,44

Принимаем предварительно по 2Ø10А-III в каждой зоне /11, с.845/, то есть А_s=A'_s=1,57 см².

Определяем момент инерции сечения  арматуры относительно центра тяжести сечения I_s, см⁴

I_s = A_s·(0,5·h-a)²+A'_s·(0,5·h-a')²     (19) 

где  А_s, А'_s – площадь сечения арматуры соответственно в растянутой и сжатой зонах сечения, см²

I_s = 2·[1,57·(0,5·40-4)²] =803,8.

Вычисляем критическую силу N_cr, кН

, (20)

N_cr=6,4·30000/400²·(213333/1,62·((0,11/0,1+0,270)+0.1)+6,67·803,8) ·100 = 701230Н = 7012,3кН >N = 1146,37 кН.

Вычисляем коэффициент  h по формуле

,       (21) 

η = 1/(1-1146,37 /7012,3) = 1,21.

Расстояние от продольной силы до точки приложения равнодействующей в растянутой арматуре е, см

е = е₀·h+0,5·h-a ,      (22) 

е = 5·1,21+0,5·40-4 = 22,05.

Расстояние от продольной силы до точки приложения равнодействующей в сжатой арматуре е’, см

е' = е_а·h-0,5·h+a,      (23) 

е' = 1,3·1,21-0,5·40+4 = -22,42.

Вычисляем коэффициент, характеризующий  сжатую зону бетона ω 

,      (24)

где - коэффициент, принимаемый для тяжёлого бетона  α₁ = 0,85 /11, с.186/;

ω = 0,85-0,008·14,5 = 0,734.

Определяем относительную  высоту сжатой зоны бетона ξ_R

 

,     (25)

 

где  σ_sr, σ_sc,u – предельные напряжение в арматуре, соответственно растянутой и сжатой зон.  Так как класс арматуры – A-III, то предельное напряжение арматуры в растянутой зоне равно расчетному сопротивлению арматуры  /12, табл.5.8/, то есть . Предельное напряжение арматуры сжатию зависит от коэффициента условий работы бетона . Так как коэффициент условий работы бетона (0,9 < 1), то принимаем .