Проектирование здания со сборным каркасом 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Проектирование здания со сборным каркасом



ВВЕДЕНИЕ

Курсовой проект направлен на освоение студентами навыков выполнения практических расчетов и конструирования железобетонных элементов зданий в соответствии с рабочими программами соответствующих дисциплин.

В методических указаниях рассмотрен пример выполнения курсового проекта по дисциплине «Железобетонные конструкции». Проект предусматривает разработку несущих железобетонных конструкций трехэтажного производственного здания.

В соответствии с заданием разрабатывается два варианта каркаса – сборный и монолитный. В сборном варианте предусматривается расчет и конструирование плиты перекрытия, ригеля, колонны и фундамента, в монолитном варианте – плиты перекрытия для безбалочного и ребристого решений, контурных балок ребристого перекрытия, а также армокаменного

столба.

В сборном варианте разрабатывается полнокаркасное здание, в монолитном варианте – перекрытие опирается на каменные столбы по внутренним осям и на каменные наружные стены.

Расчет пустотной плиты, ригеля, средней колонны и отдельного фундамента выполняется по несущей способности. Для пустотной сборной плиты предусматривается расчет по предельным состояниям второй группы: раскрытию трещин и по прогибам.

Данные для проектирования: район строительства, полезная нагрузка на перекрытие, размеры здания в плане и по высоте, классы бетона и арматуры элементов каркаса в курсовом проекте принимаются по заданию на проектирование.

 

 

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

 

Цель курсового проекта – приобретение навыков расчета и конструирования железобетонных конструкций с применением современных нормативных документов по проектированию несущих строительных конструкций, включая нормы проектирования железобетонных конструкций.

Проект по ходу выполнения делится на разделы, по завершении каждого раздела, принятые решения необходимо согласовать с консультантом.

Проект начинается с компоновки междуэтажного перекрытия. Задача компоновки – выбор сетки колонн и размеров основных несущих элементов – колонн, ригелей, плит перекрытия. Данные для компоновки приведены в примере расчета.

После компоновки студент приступает к расчету соответствующего элемента каркаса. Задача расчета железобетонного элемента, главным образом, сводится к определению диаметра и количества (шага) арматуры. Размеры сечения элемента, как правило, устанавливаются на стадии компоновки в соответствии с действующими рекомендациями (по обеспечению необходимой жесткости, технологичности и др.). Для сборной плиты перекрытия дополнительно производится расчет по предельным состояниям второй группы: раскрытию трещин и по прогибам, а также выполняется расчет на транспортные и монтажные нагрузки.

В проекте предусмотрен расчет и конструирование многопустотной плиты междуэтажного перекрытия без предварительного напряжения арматуры. Расчет начинается со сбора нагрузок на плиту. Полезная нагрузка на перекрытие принимается по заданию на проектирование, коэффициенты надежности по нагрузкам принимаются по СП20.13330-2012 «Нагрузки и воздействия» /4/. Коэффициент надежности по ответственности для промышленного здания следует принимать в соответствии с ГОСТ_____ равным γm = 1 (здание нормального уровня ответственности). Конструирование арматуры плиты следует выполнять в соответствии с требованиями СП52-101-2009 /2/, а также с рекомендациями по конструированию железобетонных конструкций /7, 8, 10, 11, 12/.

Сборный ригель в курсовом проекте предусмотрен таврового профиля с полкой внизу. Сопряжение ригеля с колонной шарнирное на скрытой жесткой консоли. Определяется погонная нагрузка на ригель, для этого нагрузка на 1 кв. м. перекрытия умножается на шаг ригелей, кроме того, следует учесть нагрузку от собственного веса ригеля. Выполняется расчет ригеля по сечениям нормальным и наклонным к продольной оси. Для снижения расхода стали требуется выполнить обрыв части продольной арматуры ригеля. В соответствии с требованиями по конструированию, при этом до опор должна доводиться не менее 50% сечения арматуры. Для правильного назначения места обрыва необходимо построить эпюру материала.

Проектом предусмотрен расчет и конструирование сборной колонны. Проектируется наиболее нагруженная колонна 1-го этажа средних пролетов. Необходимо выполнить сбор нагрузок на колонну. При этом постоянную нагрузку от покрытия допускается взять условно 5 кПа, снеговую нагрузку в зависимости от района строительства следует определить по СП20.13330.2011 /1/. Расчетная схема колонны принимается шарнирная с неподвижными опорами, с коэффициентом μ = 1. Геометрическая длина колонны принимается от уровня пола 1-го этажа до уровня пола 2-го этажа, равной высоте этажа. В колонне средних пролетов принимается, что изгибающие моменты малы. Но для расчета как центрально нагруженной, необходимо проверить выполнение требований п.6.2.17 СП52-101-2003 /2/. Студенты профиля «Проектирование зданий и сооружений» дополнительно выполняют расчет стыка колонн.

Проектом предусмотрено проектирование отдельного центрально нагруженного фундамента мелкого заложения стаканного типа. В первую очередь устанавливается глубина заложения фундамента, которая должна быть не менее глубины слоя сезонного промерзания (оттаивания для вечномерзлых грунтов). Глубина сезонного промерзания принимается по картам к СНиП 2.01.01 – 82 /5/. Выполняется конструирование ступеней фундамента, подбор арматуры подошвы.

Далее идет разработка монолитного варианта перекрытия. Начинается с компоновки перекрытия. При выполнении требований по конструированию, допускается сетку колонн принять как для сборного варианта.

Производится подбор арматуры безбалочного бескапительного или капительного перекрытия. Необходимо выполнить расчет и констуирование зоны продавливания перекрытия в участке опирания на каменный столб (рекомендуется данный расчет выполнить после расчета армокаменного столба).

Выполняется расчет и конструирование арматуры плиты и контурных балок ребристого монолитного перекрытия.

Для разработки графической части монолитно перекрытия производится сравнение вариантов безбалочного и ребристого перекрытий по расходу и стоимости бетона и арматуры.

Далее выполнятся расчет каменного (кирпичного) столба 1-го этажа средних пролетов. При необходимости производится подбор сетчатой арматуры.

 


 

Компоновка перекрытия

 

Требуется определить размеры сетки колонн, габаритные размеры несущих конструкций трехэтажного трехпролетного каркасного здания связевого типа и вычертить схему расположения элементов каркаса: план перекрытия первого этажа, поперечный разрез, узлы и спецификацию.

 

Исходные данные: размеры в плане по осям 18,7 х 26 м, высота этажей в осях 4,2 м, панели перекрытий пустотные, район строительства г. Сыктывкар (V снеговой район [1]).

 

Рекомендации для компоновки перекрытия:

· Плиты сборные: длина lf = 4÷6м, ширина вf =1,2÷2,5 м.

· Ригели сборные: длина lr =6÷8 м.

Ориентировочное количество пролетов плит при средней длине lf =5м.

n = , принимаем n =5

Количество ригелей при средней длине ригеля lr=

nr = принимаем nr =3

lr = .

Принимаем длину среднего ригеля lr= 6300 мм, крайних lr’= 6200мм.,

в = 6200·2+6300=18700мм.

Сбор нагрузок на плиту

Нагрузка Нормативное значение, Н/м2 g f Расчетное значение Н/м2
Постоянная
Сборная ж/б плита: r = 2500кг/м³, hf = 220мм   1,1  
Ц/п стяжка: r = 2200кг/м³, t = 20мм   1,3  
Керамическая плитка: r = 1800кг/м³, t =13мм   1,1  
Всего: g n =3674 g = 4129
Временная
Полезная υ n =5900 1,2 υ=7080
В т.ч. длительная (30%) υ nl =1770 1,2  

 

Погонная нагрузка на плиту при ширине вf ·= 1,6 м, с учетом коэффициента надежности по ответственности для производственного здания γn =1:

- расчетная: q =(g +υ) · вf · γ n =(4,129+7,08)· 1,6·1=17,93 кН/м.

- нормативная, полная: qn =(qnn) · вf · γ n =(3,674+5,9)·1,6·1=15,32 кН/м.

- нормативная, длительная:

qnl =(qnnl) · вf · γ n =(3,674+1,77)·1,6·1=8,71 кН/м.

 

Высота сечения ригеля

hr =(1/8÷1/15) · lr =1/12· lr =1/12·6300=525мм.

Принимаем hr =550мм. (кратно 50мм)

Ширина ригеля

вr =(0,3÷0,5)· hr =0,4·550=220 мм.

Расчетную длину плиты принимаем от половины полки ригеля. Расчетная длина плиты при свесе полки ригеля с=125 мм:

lo = lf - вr - c = 5,2 - 0,22 - 0,125 = 4,855 м.

Расчетные усилия

 

Изгибающий момент:

- от расчетных нагрузок

М=(q · 0)/8=(17,93 ·4,855 ²)/8=52,8 кН·м.

- от нормативных полных нагрузок

М n =(qn · 0 )/8=(15,32 ·4, 855²)/8=45,1 кН·м.

- от нормативных длительных нагрузок:

М nl =(qnl · 0 )/8=(8,71 ·4,855²)/8=25,7 кН·м.

 

Поперечные усилия:

- от расчетных нагрузок

Q= (q · l0)/2=(17,93·4,855)/2=43,5 кН.

- от нормативных полных нагрузок

Q n = (qn · l0 )/2=(15,32·4,855)/2=37,2 кН.

- от нормативных длительных нагрузок

Q nl = (qnl · l0 )/2=(8,71·4,855)/2=21,1 кН.

Расчет плиты по прочности

Расчет монтажных петель.

 

Вес плиты при подъеме может быть передан на 3 петли, тогда усилие, приходящееся на 1 петлю

 

Nм = = = =12,93кН.

Для монтажных петель используется арматура класса А240, Rs = 215 МПа, требуемая площадь сечения петли

По сортаменту подбираем арматуру Ø10 А240 А = 78,5 мм²

Сбор нагрузок

Нагрузка на 1м² междуэтажного перекрытия:

 

g = 4,129 кН/м ².

υ = 7,08 кН/м ².

Нагрузка на 1м² покрытия:

Постоянные:

q пок = 5 кН/м ².

Временная снеговая:

полная снеговая υ sn = 3,2 кН/м ². (г. Сыктывкар относится к V району по снеговой нагрузке)

Расчетная погонная нагрузка от собственного веса ригеля при плотности железобетона ρ=2500 кг/м³:

 

q r =[ h ·(в +2· с) - 2· с · h П] · ρ·γ f =[0,55· (0,22+2·0,125) - 2·0,125·0,23] ·25·1,1=

= 5,528 кН/м.

Грузовая площадь колонны:

Агp =

Постоянная нагрузка от перекрытия одного этажа с учетом коэффициента: gп = 1

Ng= g ·Агp·g п = 4,129·32,5·1 =134,19 кН.

Нагрузка от веса ригеля:

N r = qr · (lr - hсgп = 5,528 ·(6,3-0,4)·1=32,62 кН.

Нагрузка от веса колонны одного этажа при сечении колонны hсхвс=0,4х0,4м

Nс = hс · вс ·Нэ· ρ · gf · gп ·= 0,4·0,4·4,2·25·1,1·1=18,48кН.,

где Нэ- высота этажа.

Постоянная нагрузка на колонну от одного этажа:

N 1= N g+ Nr + Nс =134,19+32,62+18,48=185,29 кН.

Постоянная нагрузка от верхнего этажа:

Nпок= g п · gf · gп ·Агp +N r +N с = 5·1,1·1·32,5+32,62+18,48=229,85 кН.

Полезная нагрузка с одного этажа:

Nυ= υ·Агp· gп = 7,08·32,5· 1= 230,1 кН.

Снеговая нагрузка на покрытие:

N sn= υ sn · Агp · gп = 3,2·32,5·1= 104 кН.

Полная нагрузка на колонну первого этажа трехэтажного здания:

N = N1·2+Nпок+Nυ·2+N sn =185,29 ·2+229,85 +230,1·2+104= 1164,63 кН.

Проверка возможности расчета колонны как центрально сжатой.
Расчетная длина колонны при µ =1; а= 0,15, где а - расстояние от верхнего уступа фундамента до отметки пола первого этажа.

В колонне возникает случайный эксцентриситет еа= 1 см и = h/30, гибкость колонны при расчетной длине L 0 = µ ·Нэ+ а= 1·4,2+0,15=4,35м. составляет

l 0 /h = 4,35/0,4 = 10,9 < 20.

Допускается рассчитать колонну как центрально сжатую.

Площадь сечения колонны:

Ас = hс х вс =0,4·0,4=0,16м².

Гибкость колонны квадратного сечения:

.

Коэффициент продольного изгиба при длительном действии нагрузок принимаем по таблице φ = 0,888.

l0/h        
φ 0,92 0,9 0,83 0,7

 

Расчет арматуры колонны

 

Требуемая площадь сечения арматуры

мм2

Подбираем, с учетом конструктивных требований для сборной колонны

4 Ø 16 А400 Аs =804 мм²

18.Фактический процент армирования:

%<3%.

Расчет стыка колонн

Компоновка

 

Компоновка заключается в установлении плана расположения колонн и балок. Рекомендуемые пролеты плит монолитного ребристого перекрытия находятся в пределах от 4 до7м. Длину плит в средних пролетах (l) принимают одинаковой, а в крайних пролетах (l’) допускается принимать короче, чем в средних пролетах, но не более чем на 20 %, т.е. l’=(0.8-1). В курсовом проекте длина плит (балок) в средних пролетах принимается кратной 0,1 м, в крайних пролетах- 0,05м.

Расчетные пролеты плиты

 

- по направлению короткой стороны:

l о1 = l1 - в = 4700-200=4500мм;

-по направлению длинной стороны:

l о2 = l2 - в = 5200-200=5000мм, где в= 200мм.

Соотношение сторон:

< 2 => плита работает в двух направлениях.

Определение усилий в балке

 

1.Размеры сечения: h = 350 мм.; в= 150мм. (см. компоновку)

с = 250 – глубина заделки балки в стену;

l ׳1 =4650мм, l 1 =4700мм, l ׳2= l 2= 5200мм.

Задаемся размерами сечения кирпичного столба (2,5 кирпича)

вс · hс = 510х510 мм.

В курсовом проекте рассматриваем балку вдоль короткой стоpоны

Расчетные длины балки:

- Крайний пролет: l ׳01= l ׳1– 0,5 hс+ 0,5· с = 4650- 0,5·510+0,5·250=4520мм.

- Средний пролет: l 01= l 1вс =4700-510=4190 мм.

- Отношение стоpон: l ׳01/ l 01= 4520/4190=1,079<1,2

Пролеты отличаются не более чем на 20%, поэтому рассчитываем как равнопролетную.

Определение нагpузок и усилий:

 

-Расчетная равномерно распределенная нагрузка от собственного веса выступающего ребра балки и части перекрытия расположенного над балкой с шириной

в= 150мм.

hf =130мм.

Qgв = (h - hf) · в · ρ · γf · γn + g · в · γn

qgв = (0,35-0,13) ·0,15·25·1,1·1+3,854·0,15·1=1,48 кН/м;

принято ρ =25кН/м³- плотность железобетона.

-Временная нагpузка, расположенная над балкой:

qvв = υ·в = 7,08·0,15=1,062кН/м.

-Полная равномерно распределенная нагрузка над балкой:

qв = qgв + qvв = 1,48+1,062=2,542 кН/м.

-Расчетная суммарная нагрузка, действующая на балку по треугольной схеме загружения:

q =(g + υγn = (3,854+7,08)·1= 10,934 кН/м².

Изгибающий момент в свободно опертой балке по треугольной схеме

=(q ·() ³)/12=(10,934·4,52³)/12=84,14 кН·м.

М o1=(q ·() ³)/12=(10,934·4,19³)/12=67,02 кН·м

Определение изгибающих моментов:

- в первом пролете и на первой промежуточной опоре:

М ׳1=0,7· М o1+(qв · 1)/11=0,7·84,14+(2,542·4,52²)/11=63,62 кН·м;

- в среднем пролете и на средних опорах:

М 1= 0,5· М o1+(qв · 1)/16=0,5·67,02+(2,542·4,19²)/16=36,3 кН·м.

- отрицательный момент в среднем пролете балки:

М 1 ¯ =0,4· М 1=14,52кН·м.

 

Подбор арматуры балки

 

Уточняем рабочую высоту балки с учетом действующего изгибающего момента из условия оптимального армирования при ξ= 0,35, тогда

α m = ξ·(1-0,5·ξ)=0,35·(1-0,5·0,35)= 0,289.

Требуемая рабочая высота балки

h o=

h = h o+ а пpи а =30мм.

h =376,56+30=406,56мм. Принимаем h =400мм (кратно 50 мм).

Рабочая высота

h o=400-30=370мм.

Ширина балки, кратно 50 мм:

в =(0,4 0,5)· h = 200 мм

 

Сечение балки тавровое

-Проверяем условие:

в ׳ f =min

-Принимаем расчетную ширину полки:

в ׳ f =1597мм.

Определяем, где проходит нижняя граница сжатой зоны

Момент,воспринимаемой полкой:

Мf = Rв · в ׳ f · hf · (h o-0,5· hf)= 0,9·11,5·1597·130·(370-0,5·130)= 655,37·106 Н·мм.

Мf =655,37кН·м > М ׳1 = 63,62 кН·м.

Cжатая зона проходит в пределах полки х < hf

Подбор арматуры балки

 

Для подбора арматуры на действие пролетных моментов (когда сжатая зона находится в полке) принимаем расчетную ширину в ׳ f =1597 мм.

 

При подборе арматуры на действие опорного и отрицательного момента

(когда сжатая зона находится в ребре) принимаем ширину сечения в =200мм.

 

Крайний пролет:

αm = .

-Относительная высота сжатой зоны:

ξ = .

-Граничная относительная высота сжатой зоны:

ξR =

s,el = =0,00135

в,ult =0,0035

Т.к. ξ =0,028< ξR =0,58 => армирование одиночное.

-Находим относительное плечо внутренней пары сил:

ζ = 1- 0,5· ξ = 1-0,5·0,028=0,986

-Требуемое сечение арматуры:

.

По сортаменту подбираем арматуру:

6Æ12 А300 А=679 мм².

 

Первая промежуточная опора

а´ =40мм, в =200мм.

H o= h - а´ =400-40=360мм.

Αm = .

-Относительная высота сжатой зоны:

ξ = .

ξ =0,275< ξR =0,58 =>Армирование одиночное.

-Находим относительное плечо внутренней пары сил:

ζ = 1- 0,5· ξ = 1-0,5·0,275=0,862.

-Требуемая площадь арматуры:

.

По сортаменту подбираем арматуру:

4Æ16А300 Аs=804мм²

средний пролет:

а =35мм, в ׳ f =1597 мм.

H o= h - а =400-35=365 мм.

Αm = .

-Находим относительное плечо внутренней пары сил:

ζ = 0,5· (1+ ) = .

- Требуемая площадь арматуры:

.

По сортаменту подбираем арматуру:

2Æ18 А300 Аs=509мм².

Средняя опора:

а´ =40мм, в =200мм.

H o= h - а´ =400-40=360мм.

Αm = .

-Относительная высота сжатой зоны:

ξ = .

ζ =0,145 < ξR =0,58 =>Армирование одиночное.

-Находим относительное плечо внутренней пары сил:

ζ = 1- 0,5· ξ = 1-0,5·0,145=0,927.

-Требуемая площадь арматуры:

.

По сортаменту подбираем арматуру:

2Æ18 А300 Аs=509мм²

Средний пролет на отрицательный момент:

а´´ =50мм, в =200мм.

H o= h - а´´ =400-50=350мм.

Αm = .

-Находим вспомогательный коэффициент:

ζ = 0,5· (1+ ) = .

- Требуемая площадь арматуры:

.

По сортаменту подбираем арматуру:

2Æ12 А300 Аs=226мм².

2.2. Расчет варианта безбалочного перекрытия

 

Расчет выполняется на два варианта загружения: полосовое и сплошное.

Толщина плиты перекрытия принимается не менее 1/30 наибольшего пролета и не менее 160мм/2/.

Для проектируемой плиты hf ≥ (1/30) lmax = 5200 =173мм.

Принимаем hf=180>160мм.

Сбор нагрузок

Нагрузка Нормативное значение g f Расчетное значение
Постоянная
Плита монолитная ж/б: r = 2500кг/м³, hf = 180мм   1,1  
Ц/п стяжка: r = 2200кг/м³, t = 20мм   1,3  
Керамическая плитка: r = 1800кг/м³, t = 15мм   1,1  
Всего: g = 5819
Временная
Полезная, υ   1,2  
В т.ч. длительная (30%), υ l   1,2  
Всего: υ = 7080

Расчетная полная нагрузка с учетом коэффициента g n =1

q = (g + υ)·gn = (5819+7080)·1 = 12899Н/м²;

Рабочая высота плиты, при =180мм и а=25мм:

= - а =180-25=155мм;

Вылет опорного участка при

.

Конструирование арматуры

 

Для конструирования арматуры выписываем результаты расчетов по двум схемам загружения в таблицу.

  Расчетное сечение Полосовое загружение Сплошное загружение
от временной нагрузки от постоянной нагрузки Полная нагрузка
Пролетная, вдоль короткой стороны   153,1 318,1 340,3
Пролетная вдоль длинной стороны 247,5 168,4 415,9 374,3
Опорная вдоль короткой стороны 206,7 229,7 436,4 510,4
Опорная вдоль длинной стороны 310,05 252,7 562,75 561,5

Итого: 1733,15 1786,5

Конструирование арматуры плиты производим по варианту, дающему наибольшее суммарное расчетное сечение арматуры (в таблице: вариант 2 – сплошное загружение).

Пролетная арматура вдоль короткой стороны

Подбираем 5Ø10А300, As1 = 393 мм2, шаг арматуры s = 200 мм.

Пролетная арматура вдоль длинной стороны

Подбираем 4Ø12А300, As2 = 452 мм2 шаг арматуры s = 250 мм.

Опорная арматура вдоль короткой стороны

Подбираем 7Ø10А300, AsI = 550мм2

Уточняем фактическую площадь сечения при установке арматуры шагом s = 150 мм

AsI = 550(1000/150х7) =523,8 мм2

Опорная арматура вдоль длинной стороны

AsII = 1,65х340,3 = 561,5 мм2

Подбираем 5Ø12А300, AsI = 565 мм2

Уточняем фактическую площадь сечения при установке арматуры шагом s = 200 мм

AsI = 565(1000/200х5) = 565мм2

 

2.2.4. Расчет монолитной безбалочной плиты по методике ЦНИИПСа (авторы А.А.Гвоздев и В.И.Мурашев)

 

Для квадратной панели балочный момент M0=1/8 WL(1-2c/3L)(1-2c/3L).

W – суммарная нагрузка на плиту L – пролет плиты, с – вылет капители

· Вдоль короткой стороны:

M0=1/8 WL(1-2c/3L)(1-2c/3L) = (1/8)ql12 l2 (1 – hc/3l1) =

(1/8)12,899 ۰ 4,72 ۰ 5,2(1 – 0,51/3 ۰ 4,7) = 178,5 кНм

Мb1 = 0.5 ۰ 178,5 = 89,25

Мb2 = 0.2 ۰ 178,5 = 35,7

МfI = 0.15 ۰ 178,5 = 26,78

Мf1 = 0.15 ۰ 178,5 = 26,78

Надколонная полоса. Опорная арматура.

AsbI = 89,25 ۰ 106 / 270 ۰ 0,9 ۰ 155 = 2369 мм2

15Ø14As=2308,5мм2 s=110

Надколонная полоса. Пролетная арматура.

AsbI = 35,7 ۰ 106 / 270 ۰ 0,9 ۰ 155 = 947,8 мм2

12Ø10As=942мм2 s=150

Пролетная полоса. Опорная арматура

AsbI = 26,78 ۰ 106 / 270 ۰ 0,9 ۰ 155 = 711,0 мм2

9Ø10As=706,5 мм2 s=400

Пролетная полоса. Пролетная арматура

AsbI = 26,78 ۰ 106 / 270 ۰ 0,9 ۰ 155 = 711,0 мм2

9Ø10As=706,5мм2 s=400

· Вдоль длинной стороны:

M0=1/8 WL(1-2c/3L)(1-2c/3L) = (1/8)ql12 l2 (1 – hc/3l1) =

(1/8)12,899 ۰ 5,22 ۰ 4,7(1 – 0,51/3 ۰ 5,2) =198,214 кНм

Мb1 = 0.5 ۰ 198,214 = 99,107

Мb2 = 0.2 ۰ 198,214 = 39,64

МfI = 0.15 ۰ 198,214 = 29,73

Мf1 = 0.15 ۰ 198,214 = 29,73

Надколонная полоса. Опорная арматура.

AsbI = 99,107 ۰ 106 / 270 ۰ 0,9 ۰ 155 = 2631,3 мм2

10Ø18As=2545мм2 s=170

Надколонная полоса. Пролетная арматура.

AsbI = 39,64 ۰ 106 / 270 ۰ 0,9 ۰ 155 = 1052,44 мм2

10Ø12As=113,1мм2 s=170

Пролетная полоса. Опорная арматура

AsbI = 29,73 ۰ 106 / 270 ۰ 0,9 ۰ 155 = 789,33 мм2

10Ø10As=785мм2 s=300

Пролетная полоса. Пролетная арматура

AsbI = 29,73 ۰ 106 / 270 ۰ 0,9 ۰ 155 = 789,33мм2

10Ø10As=785мм2 s=300

Расчет каменного столба

Сбор нагрузок

Сбор нагрузок на столб выполняется для безбалочного варианта монолитного перекрытия

Нагрузка на междуэтажное перекрытие (из сбора нагрузок на 1 кв. м безбалочного перекрытия)

Постоянная g = 5,269 кН/м ² /

Временная υ = 7,08 кН/м ², временная длительнаяυ l = 1,770х1,2 = 2.124 кН/м ².

Нагрузка на 1м ² покрытия:

Постоянные:

q пок = 5 кН/м ².

Временная снеговая: полная υ sn = 3,2 кН/м ², длительная υ snl = 0,5· υ sn =1,6 кН/м ².

Грузовая площадь колонны при l1 = 4700, l2 = 5200

Агp = 4,7∙5,2 = 24,44 м2

Постоянная нагрузка от перекрытия одного этажа с учетом коэффициента: g п = 0,95

Nп= g·Агp ·gп = 5,269·24,44·0,95 =122,3 кН.

Нагрузка от собственного веса каменного столба одного этажа при сечении hс х вс = 510х510 мм и объемном весе 1800 кг/м3

Nс = hс· вс · Нэ·ρ ·gf ·gп = 0,51·0,51·4,2·18·1,1·0,95=20,55 кН

Постоянная нагрузка на столб от одного этажа:

N 1= N п + Nс =122,3+20,55=142,85 кН.

Постоянная нагрузка от верхнего этажа:

Nпок= gп · gf ·gп ·Агp + Nс = 5·1,1·0,95·24,44+20,55 = 148,25 кН.

Полезная нагрузка с одного этажа:

Nυ= υ ·Агp·gп = 7,08·24,44· 0,95= 164,4 кН.

Снеговая нагрузка на покрытие:

N sn= υ sn · Агp · gп = 3,2·24,44·0,95= 74,30 кН.

Полная нагрузка на колонну первого этажа трехэтажного здания:

N=N1·2+ Nпок+ Nυ·2+Nsn = 142,85·2+148,25+164,4·2+74,30= 830,05 кН.

Длительная полезная нагрузка на перекрытие первого этажа:

Nυl= υnl ·Агp·gп = 2,124·24,44·0,95=49,32 кН.

Длительная снеговая нагрузка на покрытие:

Nsnl= υsnl ·Агp·gп = 1,6·24,44·0,95=37,15 кН.

Постоянная и длительная нагрузка на колонну первого этажа:

Nl= N1·2+ Nпок+ Nυl·2+ Nsnl =142,85·2+148,25+49,32·2+37,15=569,74 кН.

ЛИТЕРАТУРА

 

1. СНиП 52-01-2003. Бетонные и железобетонные конструкции. ФГУП ЦПП -М., 2004. – 22 с.

2. СП 52-101-2003. Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры. ФГУП ЦПП -М., 2004. - 53 с.

3. СНиП II – 22-81. Каменные и армокаменные конструкции. Госстрой СССР. М.: Стройиздат, 1983. 40с.

4. СНиП 2.01.07 -85*. Нагрузки воздействия. Минстрой России. М.: ГП ЦПП, 1996. 44 с.

5. СНиП 2.01.01 – 82. Строительная климатология и геофизика.

6. Справочное пособие к СНиП 2.01.01 – 82. Строительная климатология и геофизика.

7. Пособие по проектированию железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры. М.: ЦИТП, 1989. 193 с.

8. Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции. Общий курс, 5-ое издание. М.: Стройиздат 1990. 767с.

9. Пример выполнения курсового проекта по дисциплине «Железобетонные и каменные конструкции». (электронный вариант)

 

ВВЕДЕНИЕ

Курсовой проект направлен на освоение студентами навыков выполнения практических расчетов и конструирования железобетонных элементов зданий в соответствии с рабочими программами соответствующих дисциплин.

В методических указаниях рассмотрен пример выполнения курсового проекта по дисциплине «Железобетонные конструкции». Проект предусматривает разработку несущих железобетонных конструкций трехэтажного производственного здания.

В соответствии с заданием разрабатывается два варианта каркаса – сборный и монолитный. В сборном варианте предусматривается расчет и конструирование плиты перекрытия, ригеля, колонны и фундамента, в монолитном варианте – плиты перекрытия для безбалочного и ребристого решений, контурных балок ребристого перекрытия, а также армокаменного

столба.

В сборном варианте разрабатывается полнокаркасное здание, в монолитном варианте – перекрытие опирается на каменные столбы по внутренним осям и на каменные наружные стены.

Расчет пустотной плиты, ригеля, средней колонны и отдельного фундамента выполняется по несущей способности. Для пустотной сборной плиты предусматривается расчет по предельным состояниям второй группы: раскрытию трещин и по прогибам.

Данные для проектирования: район строительства, полезная нагрузка на перекрытие, размеры здания в плане и по высоте, классы бетона и арматуры элементов каркаса в курсовом проекте принимаются по заданию на проектирование.

 

 

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

 

Цель курсового проекта – приобретение навыков расчета и конструирования железобетонных конструкций с применением современных нормативных документов по проектированию несущих строительных конструкций, включая нормы проектирования железобетонных конструкций.

Проект по ходу выполнения делится на разделы, по завершении каждого раздела, принятые решения необходимо согласовать с консультантом.

Проект начинается с компоновки междуэтажного перекрытия. Задача компоновки – выбор сетки колонн и размеров основных несущих элементов – колонн, ригелей, плит перекрытия. Данные для компоновки приведены в примере расчета.

После компоновки студент приступает к расчету соответствующего элемента каркаса. Задача расчета железобетонного элемента, главным образом, сводится к определению диаметра и количества (шага) арматуры. Размеры сечения элемента, как правило, устанавливаются на стадии компоновки в соответствии с действующими рекомендациями (по обеспечению необходимой жесткости, технологичности и др.). Для сборной плиты перекрытия дополнительно производится расчет по предельным состояниям второй группы: раскрытию трещин и по прогибам, а также выполняется расчет на транспортные и монтажные нагрузки.

В проекте предусмотрен расчет и конструирование многопустотной плиты междуэтажного перекрытия без предварительного напряжения арматуры. Расчет начинается со сбора нагрузок на плиту. Полезная нагрузка на перекрытие принимается по заданию на проектирование, коэффициенты надежности по нагрузкам принимаются по СП20.13330-2012 «Нагрузки и воздействия» /4/. Коэффициент надежности по ответственности для промышленного здания следует принимать в соответствии с ГОСТ_____ равным γm = 1 (здание нормального уровня ответственности). Конструирование арматуры плиты следует выполнять в соответствии с требованиями СП52-101-2009 /2/, а также с рекомендациями по конструированию железобетонных конструкций /7, 8, 10, 11, 12/.

Сборный ригель в курсовом проекте предусмотрен таврового профиля с полкой внизу. Сопряжение ригеля с колонной шарнирное на скрытой жесткой консоли. Определяется погонная нагрузка на ригель, для этого нагрузка на 1 кв. м. перекрытия умножается на шаг ригелей, кроме того, следует учесть нагрузку от собственного веса ригеля. Выполняется расчет ригеля по сечениям нормальным и наклонным к продольной оси. Для снижения расхода стали требуется выполнить обрыв части продольной арматуры ригеля. В соответствии с требованиями по конструированию, при этом до опор должна доводиться не менее 50% сечения арматуры. Для правильного назначения места обрыва необходимо построить эпюру материала.

Проектом предусмотрен расчет и конструирование сборной колонны. Проектируется наиболее нагруженная колонна 1-го этажа средних пролетов. Необходимо выполнить сбор нагрузок на колонну. При этом постоянную нагрузку от покрытия допускается взять условно 5 кПа, снеговую нагрузку в зависимости от района строительства следует определить по СП20.13330.2011 /1/. Расчетная схема колонны принимается шарнирная с неподвижными опорами, с коэффициентом μ = 1. Геометрическая длина колонны принимается от уровня пола 1-го этажа до уровня пола 2-го этажа, равной высоте этажа. В колонне средних пролетов принимается, что изгибающие моменты малы. Но для расчета как центрально нагруженной, необходимо проверить выполнение требований п.6.2.17 СП52-101-2003 /2/. Студенты профиля «Проектирование зданий и сооружений» дополнительно выполняют расчет стыка колонн.



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2017-02-09; просмотров: 204; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 44.202.90.91 (0.295 с.)