Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Организация и технология строительного процесса

Общая часть

В проекте рассчитаны элементы внутреннего каркаса гражданского здания – школа. Здание с неполным каркасом, наружные стены кирпичные, колонны каркаса приняты сечением 30х30 см, длинной на этаж, стык колонн по высоте выполняется уровнем междуэтажного перекрытия, в колонне имеются прямоугольные консоли размером 15х15 см, армированные жесткой арматурой.

Ригели продольного направления имеют сечение 20х40см и пролет 6 м.

Плиты перекрытия и покрытия с круглыми пустотами размером 1,5х6м при толщине 220 мм. Плиты выполнены с предварительно напряженной арматурой.

Все конструкции выполняются из тяжелого бетона плотностью ρ = 25000 Н/м3.

Заделка стыков междуэтажных перекрытий производится цементно-песчаным раствором М-200.

Стр.

14001000 КП ОРСК С-31

Схема междуэтажного перекрытия и разреза здания

План:

Разрез:

Стр.

1401000 КП ОРСК С-31

Конструкция междуэтажного перекрытия и покрытия

Схема покрытия:

Схема перекрытий:

Стр.

1401000 КП ОРСК С-31

Определение нагрузки на 1 м2 покрытия и перекрытий

Покрытие:

№ п/п	Вид нагрузки	Подсчет	Нормативная	γf	Расчетная
1. 2. 3. 4. 5. 6.	Постоянная Гравий втопленный в битумную мастику Рубероид Цементно-песчанная стяжка Утеплитель Пароизоляция Плита покрытия	0,015 х 2000 0,016 х 6000 0,03 х 18000 0,18 х 7000 0,004 х 6000 0,22 х 25000 х 0,5	30 96 540 1260 24 2750	1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,1	36 115,2 648 1512 28,8 3025
	Итого:		4700		5365
	Временная Снег Эксплуатационная		1000 500	1,4 1,4	1400 700
	Итого:		6200		7465

Перекрытия:

№ п/п	Вид нагрузки	Подсчет	Нормативная	γf	Расчетная
1. 2. 3. 4.	Постоянная Паркет ДСП Цементно-песчанная стяжка Плита перекрытия	0,018 х 6000 0,015 х 18000 0,025 х 18000 0,22 х 25000 х 0,5	32,4 270 450 2750	1,4 1,2 1,2 1,1	45,36 324 540 3025
	Итого:		3502,4		3934,3
	Временная		1500	1,4	2100
	Итого:		5002,4		6034,3

Стр. . 1401000 КП ОРСК С-31

Расчет плиты междуэтажного перекрытия

В проекте рассчитана рядовая плита междуэтажного перекрытия размерами 1,5х6 м, толщиной 220 мм. Плита имеет 5 круглых пустот диаметром 159 мм. конструкция выполнена из тяжелого бетона класса В-20 с напряженной рабочей арматурой класса А-IV. Напряжение арматуры выполняется электротермическим способом на упоры. Вспомогательная арматура класса A-I и Вр-I. Конструкция относится к I классу ответственности. Характеристики работы конструкции и материалы следующие.

Исходные данные:

Бетон принимаем тяжелый класса прочности на сжатие В20, коэффициент условия работы которого γв2 = 0,9 (Л – 3, табл. 2.4 стр. 65(здесь он обозначен γвi)).

Расчет сопротивления RВ = 11,5 МПа;

RВt = 0,9 МПа (Л – 2, табл. 2.3 стр. 64) а с учетом коэффициента условий работы бетона

RВ = 11,5 х 0,9 = 10,35 МПа

RВ, ser = 15 МПа;

RВt, ser = 1,4 МПа; (Л – 1, таб. 12, стр. 17) или (Л – 3, таб. 2,2, стр. 62).

Начальный модуль упругости бетона EВ = 24000 МПа (Л – 1, таб. 18, стр. 21) или (Л – 3, таб. 25, стр. 68).

Арматура напрягаемая класса А – IV

Rs = 510 МПа; Rs, ser = 590 МПа; Es = 190000 МПа.

Поперечная арматура и сварные сетки из стали класса Bр – I

Rs = 375 МПа и Rsω = 270 МПа при ø 3 мм; Rs = 365 МПа и Rsω = 265 МПа при ø 4 мм; Rs = 360 МПа и Rsω = 260 МПа при ø 5 мм; Еs = 170000 МПа (Л – 1, таб. 22, 19, 23, 29, стр. 24, 25, 29) или (Л – 3, таб. 2.7, стр. 72, 73)

Придаточную прочность бетона примем равной RBp = 0,7х В = 0,7х20 =14 МПа (Здесь В – кубиковая прочность, численно равная классу бетона).

Решение:

Определение расчетной длины плиты.

Если принять размеры сечения ригеля bxh=20х40см (при длине ригеля в 6м), тогда расчетная длина равна расстоянию между серединами опор, если величину опирания обозначить С, тогда

l0 = l – a3 – C, где

а3 – зазор между плитами, примем а3 = 20 мм

С = b – a3 / 2 = 200 – 20 / 2 = 190 (мм)

l0 = 6000 – 20 – 190 = 5790 (мм)

Стр.

1401000 КП ОРСК С-31

Определение нагрузок и усилий.

Примем пол с основанием из древесно - стружечной плиты.

Временная нагрузка составит 1500 Н/м2, коэффициент надежности по нагрузке γf = 1.2 (Л – 4, п. 3.7 стр.4 и таб. 3, стр. 5).

При ширине плиты 1,5 м расчетная нагрузка на 1 пог. м длины составит

q = 6034.3 x 1.5 = 9051.45 Н*м

Момент от расчетной нагрузки

M = q * l02 / 8 = 9051.45* 5,7902 / 8 = 37930 Н*м

Поперечная сила от расчетной нагрузки

Q = q * l0 / 2 = 37930* 5,790 / 2 = 26203 Н

Стр.

1401000 КП ОРСК С-31

Расчет прочности нормального сечения.

В начале необходимо привести фактическое сечение плиты к расчетному двутавровому.

Чтобы привести сечение к расчетному двутавровому, нужно из фактического сечения исключить отверстия, ребра сложить (причем расчет вести по линии диаметра).

Рабочая высота сечения:

h0 = h – asp = 22 – 3 = 19 см,

где asp – предполагаемое расстояние от центра тяжести напрягаемой арматуры, до нижней грани.

Начальное предварительное напряжение арматуры, передаваемое на поддон, примем

Gsp = 0,75 Rs,ser = 0,75 х 590 = 443 МПа,

При этом должны соблюдаться условия:

Gsp + Р ≤ Rs,ser

Gsp – Р ≥ 0,3 Rs,ser

Здесь P = 30 + 360 / 6 = 90 МПа

l – расстояние между наружными гранями упоров (можно принимать как длину плиты) (Л – I п. 1,23 стр. 5).

P = 30 + 360 / 6 = 90 МПа

443 + 90 = 553 < 590

443 – 90 = 353 > 0,3 х 590 = 177

Неравенства соблюдаются, следовательно, Gsp выбрано удачно.

Стр.

1401000 КП ОРСК С-31

Теперь вычисляем коэффициент

ω = ά – 0,006 Rb

ω–характеристика сжатой зоны бетона

ά–коэффициент, принимаемый для тяжелого бетона ά=0,85(Л – I п. 3,12 стр. 31).

Находим Gsp (Л – I, п. 3,28 стр. 83).

Gsp = 1500 x (Gsp / Rs) – 1200 = 1500 x (443 / 510) – 1200 = 103 МПа

Напряжение в арматуре

GsR = Rs + 400 – Gsp -

Gsp = 510 + 400 – 443 – 103 = 364 МПа

Значение ξr=ω/(1+GsR/Gsc,u(1–ω/1,1))=0,767/(1+364/500(1–0,767/1,1))=0,586

Здесь Gsc,u = 500 – предельное напряжение в арматуре сжатой зоны (Л – I п. 3,12 стр. 31).

AR = ξR (1 – 0,5 ξR) = 0.586 (1 – 0,5 x 586) = 0,411

Далее определяем положение нейтральной оси

Mf = Rb b’f h’f (h0 – 0,5 h’f) = 10,35х146х3,05(19-0,5х3,05)х(100) = 8053974 Н*см

Здесь и далее (100) – переводной коэффициент к единице измерения. Так как Mf = 8053974 н*см, то нейтральная ось проходит в пределах полки и сечение рассчитываем как прямоугольное шириной b = b’f = 145 см.

Определяем А0

A0 = M / (b’f h02 Rb) = 3793000 / (146 x 192 x 10,35 (100)) = 0,069 < AR = 0,41

Находим по A0 = 0,069 коэффициенты ξ и ŋ по таблице (Л – 3, таб. 3,1, стр. 89).

ξ = 0,074 ŋ= 0,963

коэффициент условия работы арматуры повышенной прочности по формуле:

γs = ŋ – (ŋ – 1) (2 (ξ/ξR) – 1) ≤ ŋ

ŋ = 1,2 для арматуры А-IV (Л – I п. 3,13 стр. 31).

γs = 1,2 – (1,2 - 1)(2(0,074 / 0,586) – 1) = 1,049 < 1,2,

поэтому принимаем γs = 1,2.

Необходима площадь арматуры по формуле:

Asp = M / (γs ŋ Rs h0) = 3886100 / (1,2 х 0,963 х 510 х 19 (100)) = 3,38 см2

Принимаем по сортаменту стали (Л – 3, стр. 431).

4 ø 10 А-IV Аsp = 3,93 см2

(см. на схеме расположения стержней)

Стр.

1401000 КП ОРСК С-31

Расчет прочности сечений, наклонных и продольной оси плиты. Примем на приопорных участках плиты с каждой стороны по 4 каркаса (через 2-3 отверстия) длиной ¼ l, т.е. ¼ х 6 = 1,5 м

Примем поперечные стержни диаметром 4 мм. Шаг этих стержней примем S = 100 мм, что соответствует условию

S ≤ h/2 при h ≤ 450 мм

S = 220/2 = 110 мм ≈ 100

Далее расчет удобнее вести в такой форме:

ά = Es/Eb = 170000/24000 = 7,08

где Es = 170000 – принято для проволоки Bp-I

μω = Asω / b S = (4 x 0,126)/(51,7 x 10) = 0,00097

здесь Asω – площадь поперечных стержней; 0,126 см2 – площадь поперечного сечения одного стержня, ø 4 мм.

φω1 = 1 + 5ά μω = 1 + 5 х 0,00097 х 7,08 = 1,03 < 1,3

φb1 = 1 – β Rb = 1 – 0,01 х 10,35 = 0,9

ά и β (Л – I п. 3,30 стр. 38-39).

Проверяем условие достаточного принятого сечения

Q ≤ 0,3 φω φb1 Rb b h0

Q = 26203 < 0,3 х 1,03 х 0,9 х 10,35 х 51,7 х 19 (100) = 282738 Н

Условие выполняется, принятые размеры достаточны.

Определяем коэффициент φn = 0,1(N /(Rbt b h0)) ≤ 0,5, здесь N численно равны P2 c учетом всех потерь

φп= 0,1 (13499/(0,81х51,7х19х(100)))=0,016 < 0,5

Проверяем условие необходимости расчета поперечных стержней

Q ≤ φb3 Rbt b h0 (1 + φf + φn)

φb3 = 0,6 – для тяжелого бетона

φf = 0,75 (((b’f - b)h’f) / (b h0)) ≤ 0,5

φf = 0,75 (((146 – 51,7)4,05)/(51,7 х 19)) = 0,29

Величина в скобках (1 + φf + φn) не должна превышать 1,5; если она больше 1,5, то принимается в расчете 1,5.

1 + 0,29 + 0,016 = 1,306 < 1,5

Q = 26.203 < 0,6 х 0,81 х 51,7 х 19 х 1,306 х (100) = 62348

Условие выполняется, следовательно расчет поперечных стержней не нужен.

Оставляем шаг стержней S = 100 мм; диаметром их – 4 мм.

Стр.

1401000 КП ОРСК С-31

7) Расчет подъемных петель.

Собственная масса плиты согласно каталогу равна G = 2750 кг, а с учетом коэффициента динамичности Kg = 1.5

N = G Kg = 2750 x 1,5 = 4125 кг

Усилие, приходящееся на одну петлю

S = N /3 = 4125/3 = 1,375 кг.

Принимаем по табл. 1,4 приложения 1 стр. 243 Л – 5

ø 14 А-I Аsp = 1,539 см2

Стр

1401000 КП ОРСК С-31

Конструирование плиты.

При заданных размерах плиты, длина – 5980 мм, ширина – 1480 мм и толщина – 220 мм. Основная рабочая арматура принята ø 10 А-IV, установленных самостоятельно в крайних и средних ребрах. Защитный слой бетона 25 мм. Для восприятия монтажных нагрузок в верхней полки установлена сетка из проволоки Вр-1 с квадратными ячейками 200/200 мм в нижней полке такие же сетки устанавливаются на приопорных участках длинной 150 см. Для образования поперечной силы и образований наклонных трещин, на приопорных участках устанавливают вертикальные каркасы, из арматуры класса A-I – продольные стержни ø 10 мм и поперечные из проволоки Вр-1 ø 4 мм. Предусмотрены 4 монтажных петли из арматуры ø A-I, длиной мм. Конструирование плиты показано на рабочих чертежах (лист 1,2).

Стр.

140100 КП ОРСК С-31

Расчет колонны среднего ряда первого этажа.

Рассчитана колонна 300х300 при высоте 3,3м. колонна выполнена из бетона класса В-30, рабочая продольная арматура класса A-III. Расчет ведется по первой группе предельных состояний на прочность и устойчивость как при центральном сжатии. Фактическая длина колонны с учетом заделки в фундамент составляет 3,8 м.

Определение нагрузки на колонну 1-ого этажа.

Нагрузка на колонны определяется от выше расположенных балок, колонн, между этажных перекрытий и покрытий с учетом грузовой площади, которая для принятой сетки колонн составляет 36 м2.

Агр = 6 * 6 = 36 м2

Нагрузка от покрытия составляет.

Nпокр = Рм2 прокр Агр = 7465 * 36 = 268,7кН

Нагрузка от перекрытия составит.

Nперекр = Рм2 Агр n = 6034,3 * 36 * 2 = 434,4 кН

Нагрузка от балок составит.

Nб = l* b* h* ρ* γl* n = 6 * 0,2 * 0,4 * 25000 * 1,1 * 3 = 39,6 кН

Нагрузка от выше расположенных колон.

Nк = b * h * l * ρ * γl * n = 0,3 * 0,3 * 3,8 * 25000 * 1,1 * 2 = 19 кН

Полная нагрузка расчетная на колонну.

N = Nпокр + Nпер + Nб + Nк = 268,7 + 434,4 + 39,6 + 19 = 761,7 кН

Временная нагрузка

Nвр = Nсн * Агр + Nвр пер * Агр * n = 1400 * 36 + 2100 * 36 * 2 = 201,6 кН

Длительнодействующая нагрузка на колонну составит от всей кратковременной.

Nдл = N – Nвр = 761,7 – 201,6 = 560,1 кН

Стр.

1401000 КП ОРСК С-31

Рассчитывается колонна по оси 3Б.

Расчетная схема с шарнирным закреплением концов.

Расчетная длинна колонны равна высоте этажа: lо = Нэт = 3,3 м.

Колонна выполняется из бетона класса В-20, продольная арматура рабочая класса А-III, расчет выполняется по первой группе предельных состояний со случайным эксцентриситетом есл ≥ 1 см.

Колонна армирована 4 продольными стержнями рабочей арматуры, которые объединяются в пространственный каркас поперечными стержнями.

Предварительный процент армирования назначается равным μ = 1%

Определяем расчетные характеристики бетона и арматуры:

Rb = 11,5 МПа = 115 кгс/м2

Rs = 355 МПа = 3550 кгс/м2

Определяем гибкость стержня.

λ = lo / hc = 3300 / 300 = 11

определение относительных сил.

Nдл / N = 560,1 / 761,7 = 0,7

Определяем приведенный коэффициент армирования:

ά = μ (Rs / R) = 0,01 (3550 / 115) = 0,3

Определяем придельный коэффициент продольного изгиба:

φ = φb + 2 (φb - φж) ά = 0,87 + 2 (0,89 – 0,87) 0,3 = 0,88

φb = 0,87 φж = 0,89

Количество арматуры в сечении колонны составит:

(As + As’) = ((N / (φ * m))– Rb * A) / Rs=((761,7*103 / (0,88 * 1))– 115 * 30*30) / 3550=215,88

1401000 КП ОРСК С-31

Армирование колонны выполняется конструктивно, при этом μ = 1%.

(As + As’) = μ * А = 0,01 * 30 * 30 = 9 см2

4 ø 18 (As + As’) = 10,7 А – III

Поперечные стержни в каркасе принимаются с учетом свариваемости с продольными d = 6 мм А-I

S1 = 20 d = 20 * 1,8 = 36 см

S > h S = 30 см

S < 50 см S = 50 см

Шаг стержней в колонне принимаем равным S = 30 см

Для усиления опорных участков колонны предусмотрены плоские сетки из арматуры ø 6 А-I

Размеры ячейки 6 см.

Для опирания элементов перекрытий в колонне предусмотрена прямоугольная консоль, размером 15х15 см. арматура консоли выполнена из продольных стержней ø 18 A-III, соединенных между собой листовой сталью Вст-3, толщиной 6 мм. По верху консоли укладываются закладные детали в виде пластин размерами 15х30 см, толщиной 3 мм.

Защитный слой для рабочей арматуры 20 мм, для поперечной 10 мм.

На головке колонны устанавливается закладная пластина из стали Вст-3 толщиной 6 мм, размерами 28х28 см.

Стр.

1401000 КП ОРСК С-31

Расчет прочности колонны при транспортировке.

Транспортировка колонны производится в горизонтальном положении, при этом колонна работает как балка на двух опорах с консолью.

РАСЧЕТНАЯ СХЕМА КОЛОННЫ.

l1 = 0,7 м

l2 = 2,6 м

Нагрузка на колонну при транспортировке с учетом динамических воздействий составит:

q = b * h * ρ * γl = 0,3 * 0,3 * 1,5 * 25000 = 3,4 кН/мпог

Момент в сечении колонны при транспортировке составит:

Мсеч = As * Rs (ho – a1) = 5,09 * 355*106 (0,27 – 0,03) = 43,3 кН*м

Мon = q l12 / 2 = 3,4 * 0,72 / 2 = 0,83 кН*м

Мo = q l22 / 8 = 3,4 * 2,62 / 8 = 2,87 кН*м

Мпр = Мo - Мon = 2,87 – 0,83 = 2,04

Мпр < Мсеч = 2,04 < 43,3

Прочность колонны при транспортировке достаточна.

Стр.

1401000 КП ОРСК С-31

Расчет прочности колонны при монтаже.

Колонна монтируется методом поворота со скольжением. Строповка производится за консоль инвентарным захватом.

Расчет производится для монтажа подъема, когда угол между осью колонны и горизонталями не превышает 450.

< ά = 30о

l1 = 770 = 0,62 м

l2 = 3,3 – 0,62 = 2,68 м

Мon = q * l12 / 2 = 3,4 * 0,622 / 2 =0 ,65

Мo = q * l22 / 8 = 3,4* 2,682 / 8 = 3,05

Мпр = Мо – Моп = 3,05 – 0,65 = 2,4

Прочность колонны при монтаже достаточна.

Стр.

1401000 КП ОРСК С-31

Содержание:

Общая часть
Схема междуэтажного перекрытия и разреза здания
Конструкция покрытия и междуэтажного перекрытия
Схема нагрузки на 1 м2 покрытия и перекрытий
Расчет плиты междуэтажного перекрытия
Конструирование плиты
Расчет колонны среднего ряда первого этажа

Организация и технология строительного процесса 📙 Курсовая → 🆔 153570