Железобетонные и каменные конструкции

ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ И КАМЕННЫЕ КОНСТРУКЦИИ

Методическое пособие по выполнению курсового проекта

 

 

Пермь 2016

 

УДК 69.07

 

Рецензенты: профессор кафедры СПиМ,к.т.н., доцент В.Н. Зекин;профессор кафедры СПиМ, к.г.-м.н., доцентВ.А. Березнев.

 

П.Ю. Иванов,Н.Б. Попов, И.В. Соргутов.Железобетонные и каменные конструкции: метод.пособие по выполнению курсового проекта/ П.Ю. Иванов, Н.Б. Попов,И.В. Соргутов, М-во с.-х. РФ, ФГБОУ ВО Пермская ГСХА – Пермь: Издательство ФГБОУ ВО «Пермская ГСХА», 2016.-53с.;100 экз.

Методическое пособие разработано в соответствии с рабочей программой дисциплины «Железобетонные и каменные конструкции» для направления подготовки08.03.01 «Строительство» профилей подготовки «Промышленное и гражданское строительство» и «Проектирование зданий и сооружений».

В пособие излагаются методы расчета железобетонных, каменных и армокаменных конструкций с учетом нормативных требований СП 63.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения».

Пособие разработано по методикам расчетажелезобетонных, каменных и армокаменных конструкции зданий и сооружений для самостоятельной работы студентов очной и заочной форм обучения.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение………………………………………………..……………………..
1. Исходные данные для проектирования…………………………………..
2. Состав и объем курсового проекта………………………………………
3. Литература, рекомендуемая для курсового проектирования……………
4. Примерная последовательность и трудоемкость выполнения курсового проекта………………………………………………..……………………….
5. Компоновка конструктивной схемы сборногобалочного перекрытия.
6. Определение снеговых и ветровых нагрузок………………..……………
7. Определение временных нагрузок на перекрытие……………………..
8.Определение постоянных нагрузок на конструкции…………………..
9.Определение физико-механических характеристик материалов……..
10. Расчет конструкций по первой группе предельных состояний………
11. Расчет конструкций по второй группе предельных состояний………
12. Примеры расчета конструкций…………………………………………
Приложение А. Бланки индивидуального задания на проектирование………………………………………………………………

 

ВВЕДЕНИЕ

Курсовое проектирование – наиболее важное звено учебного процесса. Оно способствует углублению теоретических и практических знаний студентов, учит их работать с учебной, справочной и нормативной литературой.

Задачи проектирования железобетонные и каменных конструкции имеют много качественно различных решений, как в плане трудоёмкости, так и в отношении стоимости их производства и изготовления. Именно поэтому задачи выбора системы железобетонных, каменных и армокаменных конструкции всегда решаются в нескольких вариантах. Что учитывается в задании на курсовое проектирование. Студентам предлагается рассчитать и показать на листе два варианта наиболее часто применяемых при проектировании конструктивных схем:

1) монолитно-каркасной;

2) сборно-каркасной.

В результате проектирования необходимо сравнить два представленных выше варианта по технико-экономическим показателям и доказать возможность применения той или инойсхемы с учётом сравниваемых параметров.

 

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Исходные данные на курсовое проектированиеопределяется по номерам зачетных книжек студента и принимаются по данным табл. 1.1.

Задание на курсовой проект, подписанное руководителем проекта, является единственным документом, удостоверяющим причастность студента к представленному им проекту. Задание подшивается к пояснительной записке после содержания курсового проекта.

Таблица 1.1. Задание на курсовое проектирование

№ п/п

Обозначение

Ед. изм.

Номер зачетной книжки по порядку

Шаг колонн, L

м

Количество шагов, nL

Пролет здания, B

м

Количество пролетов, nB

Количество этажей, nэтаж

Снеговые районы

I

II

III

IV

V

I

II

III

IV

V

Ветровые районы

Iа

I

II

III

IV

V

VI

VII

Iа

I

Примечание:

Индивидуальное задание сводится в таблицу согласно приложения А.

 

ЛИТЕРАТУРА, РЕКОМЕНДУЕМАЯ ДЛЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ.

1) СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия»,М.: ФГУП ЦПП, 2012;

2) СНиП 23-01-99* «Строительная климатология»,М.: ФГУП ЦПП, 2000;

3) СП 63.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции; Основные положения», М.: ФГУП ЦПП, 2011.

4) СП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения», М.: ФГУП ЦПП, 2004;

5) СП 52-101-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры», М.: ФГУП ЦПП, 2005;

6) СП 52-102-2004. Предварительно напряженные железобетонные конструкции. М.: ФГУП ЦПП, 2005;

7) Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 52-101-2003). М.: ФГУП ЦПП, 2005.

8) Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетонных конструкций из тяжелого бетона (к СП 520101-2003). М.: ФГУП ЦПП, 2005.

 

ПРИМЕРНАЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ И ТРУДОЕМКОСТЬ

БАЛОЧНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ

В состав сборного балочного междуэтажного перекрытия входят плиты и ригели, опирающиеся на колонны.

При компоновке сборного балочного перекрытия необходимо:

− назначить размеры сетки колонн;

− выбрать направление ригелей, форму и размеры их поперечного сечения;

− выбрать тип плит.

Сетка колонн назначается в зависимости от размеров плит и ригелей. Рас-

стояние между колоннами должно быть кратно 100 мм.

Направление ригелей может быть продольным или поперечным, что обусловливается технико-экономическими показателями. Выбор типа поперечного сечения ригелей зависит от способа опирания на них плит.

Тип плит перекрытия выбирается исходя из требований архитектурно-планировочныхрешений.

Пример компоновки перекрытия указан на рисунках 5.1 и 5.2.

 

Рис. 5.1. План балочного перекрытия

 

Рис.5.2. Разрез здания

 

Снеговые нагрузки

Нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия следует определять по формуле

 

S ₀ = 0,7 c _e c _tm S _g (6.1.1)

 

где с _е– коэффициент, учитывающий снос снега с покрытий зданий под действием ветра (при курсовом проектировании принимать c _e = 1,0);

c _t– термический коэффициент (при курсовом проектировании принимать c _t = 1,0);

m - коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие(при курсовом проектировании принимать m= 1,0);

S_g – вес снегового покрова на 1 м² горизонтальной поверхности земли (принимается согласно таблице 6.1.1).

 

Таблица 6.1.1. Вес снегового покрова на 1 м² горизонтальной поверхности земли

Снеговые районы	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII
Sg, кПа	0,8	1,2	1,8	2,4	3,2	4,0	4,8	5,6

 

Коэффициент надежности по снеговой нагрузке g _f следует принимать равным 1,4.

Ветровые нагрузки

Нормативное значение ветровой нагрузки w следует определять как сумму средней w_m и пульсационной w_p (при курсовом проектировании не учитывается) составляющих

 

w = w_m + w_p (6.2.1)

 

Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки w_m в зависимости от эквивалентной высоты z_e над поверхностью земли следует определять по формуле

w_m = w ₀ k(z_e)c (6.2.2)

 

где w ₀– нормативное значение ветрового давления (принимается согласно табл. 6.2.1);

k(z_e) – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления для высоты z_e (принимается согласно табл. 6.2.2);

с – аэродинамический коэффициент (при курсовом проектировании принимать c = 1,0).

 

Таблица 6.2.1. Нормативное значение ветрового давления

Ветровые районы	Iа	I	II	III	IV	V	VI	VII
w 0, кПа	0,17	0,23	0,30	0,38	0,48	0,60	0,73	0,85

Таблица 6.2.2. Коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления для высоты z_e

Высота ze, м	Коэффициент k для типов местности
А	В	С
£ 5	0,75	0,5	0,4
	1,0	0,65	0,4
	1,25	0,85	0,55
	1,5	1,1	0,8
	1,7	1,3	1,0
	1,85	1,45	1,15
	2,0	1,6	1,25
	2,25	1,9	1,55
	2,45	2,1	1,8
	2,65	2,3	2,0
	2,75	2,5	2,2
	2,75	2,75	2,35
³ 480	2,75	2,75	2,75

 

гдеА - открытые побережья морей, озер и водохранилищ, сельские местности, в том числе с постройками высотой менее 10 м, пустыни, степи, лесостепи, тундра;

В - городские территории, лесные массивы и другие местности, равномерно покрытые препятствиями высотой более 10 м;

С - городские районы с плотной застройкой зданиями высотой более 25 м.

 

Изгибаемые элементы

Расчет по прочности железобетонных элементов на действие изгибающих моментов следует производить для сечений, нормальных к их продольной оси.

Расчет по прочности нормальных сечений следует производить в зависимости от соотношения между значением относительной высоты сжатой зоны бетона (формула 10.1) и значением граничной относительной высоты сжатой зоны (формула 10.2)

(10.1)

(10.2)

 

Прямоугольные сечения

Расчет прямоугольных сечений производится следующим образом в зависимости от высоты сжатой зоны

(10.3)

а) при - из условия

(10.4)

б)при - из условия

(10.5)

где

Рис.10.1.Схема усилий и эпюра напряжений в поперечном прямоугольном сечении изгибаемого железобетонного элемента

Подбор продольной арматуры производят следующим образом.

Вычисляют значение

(10.6)

Если a_т<a_r сжатая арматура по расчету не требуется.

При отсутствии сжатой арматуры площадь сечения растянутой арматуры определяется по формуле

(10.7)

Если a_т>a_r, требуется увеличить сечение или повысить класс бетона, или установить сжатую арматуру согласно.

Площади сечения растянутой A_s и сжатой A'_s арматуры, соответствующие минимуму их суммы, если по расчету требуется сжатая арматура определяют по формулам:

(10.8)

(10.9)

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА КОНСТРУКЦИЙ

Сбор нагрузок

Таблица 1. Сбор нагрузок на перекрытие

№ п/п	Наименование	Нормативное значение, кН/м^2	Коэффициент надежности, γf	Расчетное значение, кН/м^2
Перекрытие
Постоянные
	Линолиум	0,05	1,3	0,065
	ЦП стяжка	0,54	1,3	0,7
	Ж.б. плита	2,5	1,1	2,75
	Итого:	3,09		3,15
Временные
	На перекрытие жилых зданий	1,5	1,3	1,95
	-длительные	0,525	1,3	0,68
	-кратковременные	1,5	1,3	1,95

 

Для 1 группы предельных состояний

Для 2 группы предельных состояний

Расчетная длина плиты:

Находим максимальные усилия для 1 группы предельных состояний

Находим максимальные усилия для 2 группы предельных состояний

Расчет по деформациям

Плита не имеет трещины в растянутой зоне, в связи с чем определим кривизну.

Коэффициент ползучести бетона при классе бетона В35 и нормальной влажности равен φ_b,cr=2,5.

Модуль деформации сжатого бетона при продолжительном действии нагрузки

Определяем прогиб ребра из условия:

Жесткость обеспечена.

 

Расчет ригеля перекрытия

Сбор нагрузок

Рис.12.2. Расчетное сечение ригеля

Собственный вес ригеля

Для 1 группы предельных состояний

Для 2 группы предельных состояний

Расчетная длина:

Находим максимальные усилия для 1 группы предельных состояний

Находим максимальные усилия для 2 группы предельных состояний

Расчет по деформациям

Ригель не имеет трещины в растянутой зоне, в связи с чем определим кривизну.

Коэффициент ползучести бетона при классе бетона В25 и нормальной влажности равен φ_b,cr=2,5.

Модуль деформации сжатого бетона при продолжительном действии нагрузки

Определяем прогиб ребра из условия

Жесткость обеспечена.

 

 

Расчет колонны

Сбор нагрузок

Таблица 2. Сбор нагрузок на покрытие

№ п/п	Наименование	Нормативное значение, кН/м^2	Коэффициент надежности, γf	Расчетное значение, кН/м^2
Покрытие
	Гидроизоляция	0,1	1,3	0,13
	ЦП стяжка	0,54	1,3	0,7
	Утеплитель	0,06	1,2	0,072
	Пароизоляция	0,01	1,2	0,012
	ЦП стяжка	0,54	1,3	0,7
	Ж.б. плита	2,5	1,1	2,75
	Итого:			4,36
	Снеговая	2,24	1,4	3,14

Рис.12.3. Расчетное сечениеколонны

Собственный вес колонны:

От всех нагрузок:

От постоянных и длительных:

ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ И КАМЕННЫЕ КОНСТРУКЦИИ

Методическое пособие по выполнению курсового проекта

 

 

Пермь 2016

 

УДК 69.07

 

Рецензенты: профессор кафедры СПиМ,к.т.н., доцент В.Н. Зекин;профессор кафедры СПиМ, к.г.-м.н., доцентВ.А. Березнев.

 

П.Ю. Иванов,Н.Б. Попов, И.В. Соргутов.Железобетонные и каменные конструкции: метод.пособие по выполнению курсового проекта/ П.Ю. Иванов, Н.Б. Попов,И.В. Соргутов, М-во с.-х. РФ, ФГБОУ ВО Пермская ГСХА – Пермь: Издательство ФГБОУ ВО «Пермская ГСХА», 2016.-53с.;100 экз.

Методическое пособие разработано в соответствии с рабочей программой дисциплины «Железобетонные и каменные конструкции» для направления подготовки08.03.01 «Строительство» профилей подготовки «Промышленное и гражданское строительство» и «Проектирование зданий и сооружений».

В пособие излагаются методы расчета железобетонных, каменных и армокаменных конструкций с учетом нормативных требований СП 63.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения».

Пособие разработано по методикам расчетажелезобетонных, каменных и армокаменных конструкции зданий и сооружений для самостоятельной работы студентов очной и заочной форм обучения.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение………………………………………………..……………………..
1. Исходные данные для проектирования…………………………………..
2. Состав и объем курсового проекта………………………………………
3. Литература, рекомендуемая для курсового проектирования……………
4. Примерная последовательность и трудоемкость выполнения курсового проекта………………………………………………..……………………….
5. Компоновка конструктивной схемы сборногобалочного перекрытия.
6. Определение снеговых и ветровых нагрузок………………..……………
7. Определение временных нагрузок на перекрытие……………………..
8.Определение постоянных нагрузок на конструкции…………………..
9.Определение физико-механических характеристик материалов……..
10. Расчет конструкций по первой группе предельных состояний………
11. Расчет конструкций по второй группе предельных состояний………
12. Примеры расчета конструкций…………………………………………
Приложение А. Бланки индивидуального задания на проектирование………………………………………………………………

 

ВВЕДЕНИЕ

Курсовое проектирование – наиболее важное звено учебного процесса. Оно способствует углублению теоретических и практических знаний студентов, учит их работать с учебной, справочной и нормативной литературой.

Задачи проектирования железобетонные и каменных конструкции имеют много качественно различных решений, как в плане трудоёмкости, так и в отношении стоимости их производства и изготовления. Именно поэтому задачи выбора системы железобетонных, каменных и армокаменных конструкции всегда решаются в нескольких вариантах. Что учитывается в задании на курсовое проектирование. Студентам предлагается рассчитать и показать на листе два варианта наиболее часто применяемых при проектировании конструктивных схем:

1) монолитно-каркасной;

2) сборно-каркасной.

В результате проектирования необходимо сравнить два представленных выше варианта по технико-экономическим показателям и доказать возможность применения той или инойсхемы с учётом сравниваемых параметров.

 

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Исходные данные на курсовое проектированиеопределяется по номерам зачетных книжек студента и принимаются по данным табл. 1.1.

Задание на курсовой проект, подписанное руководителем проекта, является единственным документом, удостоверяющим причастность студента к представленному им проекту. Задание подшивается к пояснительной записке после содержания курсового проекта.

Таблица 1.1. Задание на курсовое проектирование

№ п/п

Обозначение

Ед. изм.

Номер зачетной книжки по порядку

Шаг колонн, L

м

Количество шагов, nL

Пролет здания, B

м

Количество пролетов, nB

Количество этажей, nэтаж

Снеговые районы

I

II

III

IV

V

I

II

III

IV

V

Ветровые районы

Iа

I

II

III

IV

V

VI

VII

Iа

I

Примечание:

Индивидуальное задание сводится в таблицу согласно приложения А.