Железобетонные конструкции зданий с неполным каркасом


Министерство образования и  науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО АлтГТУ им. Ползунова И.И.

 

 

Кафедра «Строительные конструкции»

 

 

 

 

 

Пояснительная записка  к курсовому проекту

 

по курсу «Железобетонные и  каменные конструкции»

 

тема: Проектирование элементов конструкций многоэтажного промышленного здания с неполным каркасом

 

КП 290300.04.000 ПЗ

 

Выполнил
студент ПГС-51          Гусаков П. Л.
Проверил              Иванов  В. П.
Работа принята  с оценкой_______

 

 

 

 

 

 

 

 

Барнаул 2009

 


СОДЕРЖАНИЕ

 

  1. Расчет конструкции монолитной железобетонной плиты перекрытия…………………..3
  2. Расчет пустотной сборной плиты…………………………………………………………....6
  3. Расчет сборной ж/б колонны подвала……………………………………………………….9
  4. Расчет консоли сборной ж/б колонны……………………………………………………...10
  5. Стык колонны. Конструкция………………………………………………………………..11
  6. Расчет столбчатого фундамента под сборную колонну подвала…………………………12
  7. Расчет кирпичного простенка………………………………………………………………14

 

 

 

 

 

 

 

 

Исходные  данные:

  1. Назначение здания – промышленное,
  2. Полезная нагрузка qпол = 440 кгс/см2
  3. Размеры здания в плане 18х72 м, сетка колонн 6х6 м
  4. Количество этажей – 5,
  5. Материал пола – плитка керамическая на растворе,
  6. Материал стен здания – кирпич + утеплитель снаружи,
  7. Материал стен подвала – сплошные бетонные блоки,
  8. Размер оконных проемов – 1,5×1,8(h)м,
  9. Характер грунтов основания – R0=0,2 МПа,
  10. Район строительства – г. Кострома.

 

Материалы:

  1. Монолитный вариант

Бетон В15 (М 200, Rb = 85 кгс/см2, Rbt = 7.5 кгс/см2),

Арматура  ВрI (Rs = 3750 кгс/см2),

  1. Сборный вариант

Плита –  В25 (М 300, Rb = 145 кгс/см2, Rbt = 10.5 кгс/см2), арматура преднапряженная А-V (Rs = 6400 кгс/см2),

Фундамент –  В15, арматура А-I (Rs = 2300 кгс/см2),

Колонна –  В25, арматура А-III (Rs = 3750 кгс/см2),

Кирпичный простенок 64 см, ширина 150 см (S=9600 см2)

Кирпич М75, раствор М25

 - расчетное сопротивление клади.

 

  1. Расчет конструкции монолитной железобетонной плиты перекрытия

 

Монолитная  плита объединяет главную и второстепенную балки по верху в единый диск перекрытия: .

Сбор  нагрузки на перекрытие

 

№

Наименование 

Нормативная,

кгс/м2

           γf

Расчетная,

кгс/м2

1

Полезная нагрузка на перекрытие

440

1,3

572

2

Пол керамический на растворе (t=6 см)

108

1,2

130

3

Монолитная плита (t=5 см)

125

1,2

150

 

                                                 Итого

673

  

852


 

Вырезаем условно в плите полосу шириной 1 м поперек второстепенных балок, рассчитываем монолитную плиту как многопролетную неразрезную балку условной шириной 1 м, толщиной 5 см с промежуточными опорами – второстепенными балками с шагом 2 м.

Тогда расчетная  схема  - неразрезная 9-пролетная  балка.

В первом пролете:

На первой опоре:

Во втором и последующих пролетах:

                              

 


Рис. 1 –  Расчетная схема монолитной плиты, эпюра изгибающих моментов

 

Рассчитываем  сетчатую пролетную и опорную  арматуру. Сечение арматуры назначается  в зависимости от изгибающего  момента, действующего на данном участке  плиты.

 

Сетка С1 (в крайнем пролете):

;

.

Принимаю:

- короткая  рабочая арматура: Æ5 ВрI, шаг 5 см, длина 1,8 м;

- длинная  конструктивная арматура: Æ3 ВрI, шаг 25 см, длина 5,8 м.

Масса сетки  С1: .

 

 

 

 

Сетка С2 (над крайней опорой):

;

.


Принимаю:

- короткая  рабочая арматура: Æ5 ВрI, шаг 5 см, длина 1,0 м;

- длинная  конструктивная арматура: Æ3 ВрI, шаг 25 см, длина 6 м.

Масса сетки  С2: .

 

Сетка С3 (в последующих пролетах):

;

.

Принимаю:

- короткая  рабочая арматура: Æ5 ВрI, шаг 5 см, длина 1,8 м;

- длинная  конструктивная арматура: Æ3 ВрI, шаг 250 мм, длина 5,8 м.

Масса сетки  С3: .

 


Сетка С4 (над последующими опорами):

;

.

Принимаю:

- короткая  рабочая арматура: Æ5 ВрI, шаг 5 см, длина 1,0 м;

- длинная  конструктивная арматура: Æ3 ВрI, шаг 25 см, длина 6 м.

Масса сетки  С4: .

 

  1. Расчет пустотной сборной плиты.

 

    1.  По первой группе предельных состояний

Поперечная  схема пустотной плиты – рама, поэтому приводим сечение к двутавровому. Для этого круглые пустоты заменяем на квадратные:

 

 


Сбор  нагрузки на сборную пустотную плиту

 

№

Наименование 

Нормативная,

кгс/м2

           γf

Расчетная,

кгс/м2

1

Полезная нагрузка на перекрытие

440

1,3

572

2

Пол керамический на растворе (t=6 см)

108

1,2

130

3

Масса плиты

300

1,1

330

 

                                                 Итого

848

  

1032


 

Расчетный пролет плиты 

Ширина плиты 

                                              

 


 

М = ql2/8 = 4906,7 кгс×м

Q = ql/2 = 3486,1 кгс

 

 

 

 

 

 

 

 

Определяем требуемое сечение напрягаемой арматуры:

Принимаем 4Æ12 А-V, Sобщ = 4,52 см2.

 

Проверка наклонных сечений  плиты на поперечную силу:

,

- условие прочности наклонного  сечения обеспечивается прочностью  бетона, хомуты и отгибы не  требуются.

 

Расчет  монтажных петель.

4 монтажные  петли устанавливаются на расстоянии  65 см от торцов крайних пустот. Рассчитываем массу плиты, воспринимаемую тремя монтажными петлями на динамическую нагрузку при монтаже.

Монтажная петля  рассчитывается на нагрузку 0,55 массы  плиты.

На 1 монтажную  петлю -

Принимаем Æ8 А-I, S = 0,5 см2

 

 

 

    1.  Расчет по второй группе пустотной сборной плиты.

 

Расчет  по образованию трещин:

  1. Расчет по раскрытию трещин:

  1. Расчет по прогибам: с трещинами, без трещин.

Расчет  по II группе сводится к проверке достаточности арматуры и бетона.

  1. Определяем геометрические характеристики приведенного сечения: Аred, Ired, Wred.


Определяем  радиусы ядра сечения:

Находим потери преднапряжения в арматуре:

Первые потери (до окончания обжатия):

,

где G1 – потери от релаксации напряжений в арматуре, G1 = 0.1GSP = 0.1×680-20 = 48 МПа

G2 – потери от температурного перепада в напрягаемом стержне между температурой цеха температурой пропарочной камеры. G2 = 0, т.к. плита вместе с опалубкой находится в пропарочной камере.

G3 – потери от деформации анкеров, , Dl – смятие шайб.

G4 – потери от трения арматуры по криволинейной поверхности, G4 = 0

G5 = G3×h = 13 МПа,

G6 – потери от быстро натекающей ползучести, G6 = 40Gвр/Rвр =40×0.7 = 28 МПа.

Вторые потери (после окончания  обжатия):

,

где G7 – релаксация напряжений в арматуре, G7 = 0

G8 – потери от усадки бетона, G8 = 35 МПа

G9 – потери от ползучести бетона,

G10 – потери от смятия бетона кольцевой арматуры, G10 = 0

G10 – деформации от обжатия стыков составных ЖБК, G10 = 0

 

 

 

 

Напряжение в арматуре после  вычета потерь:

Усилия предварительного обжатия  в арматуре:

Момент выгиба от преднапряжения:

Момент, вызывающий трещины:

.

Трещин не будет. Рассчитываем прогиб как для ЖБК без трещин:

- прогибы не превышают допустимых.

 

  1. Расчет сборной ж/б колонны подвала.

 


    1.  Сбор нагрузок:

 

Сбор  нагрузок на покрытие

№

Наименование 

Нормативная,

кгс/м2

           γf

Расчетная,

кгс/м2

1

Снеговая нагрузка

150

1,42

213

2

Рубероидный ковер (3 слоя)

15

1,2

18

3

Стяжка (3 см)

51

1,2

65

4

Газобетон (ρ=400 кгс/м3, 30 см)

120

1,2

144

5

Пароизоляция

5

1,2

6

6

Сборные ж.б. пустоты

300

1,1

330

 

                                                 Итого

641

  

776


 

 

 

 

gпок = 776 кгс/м2

gпер = 1032 кгс/м2

                             ,

где 

         

        

 

                               

 

    1. Расчетная схема


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Условие прочности  колонны:

Минимальное значение арматуры в колонне  4Æ16 А-III S=2,011см2,  АSфакт = 8,04 см2,

Хомуты  принимаем согласно условию  , Æ8 А-I с шагом не менее 20dS = 40 см.

 

  1. Расчет консоли сборной ж/б колонны

 


 

 

Принимаем 2Æ12 А-III с АS = 2,26 см2.

 

Проверка  консоли на действие поперечной силы:

В наклонную  трещину предположительно попадут 6 хомута Æ10 с шагом 100 мм.

Условие  

                            

  

                                          


Условие прочности  обеспечено.

Закладная деталь лист 350×350×10, 4-е лапки (анкера) ø12 и l=300мм.

 

 

 

  1. Стык колонны. Конструкция

Сетки косвенной  арматуры устанавливаются в оголовках  и пятках стыков сборных колонн с  целью увеличения несущей способности  места стыка.

Арматура  в сетках ø5 Вр1 360×360, ячейка 80×80мм.

Сетки в  крестовине имеют крестообразный вид.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  1. Расчет столбчатого фундамента под сборную колонну подвала


Исходные  данные

  1. Осевая нагрузка на колонны Nобщ = 235665,6 кгс.
  2. Бетон В15 – монолитный, Rb = 85 кгс/см2, Rbt = 7,5 кгс/см2
  3. Арматура сетчатая в подошве фундамента с защитным слоем 5 см класса AI RS = 2300 кг/см2.
  4. Давление грунта под подошвой 0,2 МПа=20т/м2=2кг/см2.

Площадь подошвы  ориентировочно принимаем из расчета

 

6.1. Расчет общей нагрузки на подошву фундамента

                              

где Nф – масса фундамента с грунтом на его обрезах (ρгр=2т/м3, ρб=2,4т/м3)

                      (1,55 – расстояние от пола подвала до нижнего обреза фундамента)

 

6.2. Определяем фактическое давление под подошвой фундамента

           

 

6.3. Отпор грунта вызывает изгиб консолей подошвы:

 

 

 

 

 

 

6.4. Расчет арматуры

 

1 консоль


Принимаем 5Æ12 А-I с шагом 200 мм с Аs = 5,65 см2.

 

 

2 консоль

Принимаем 5Æ16 А-I с шагом 200 мм с Аs = 10,05 см2.

 

 

 

6.5. Проверка фундамента на продавливание

 

       


 

 

Находим внутренне сопротивление бетона по поверхности пирамиды продавливания спроецированной на вертикаль.

 

 

 

 

 

 

 

Увеличиваем класс бетона до В20. 


  1. Расчет кирпичного простенка

 

Исходные данные:

    • Количество этажей 5;
    • Толщина стены 64 см;
    • Ширина простенка 150 см;
    • Высота этажа 3,3 м;
    • Сетка колонн 6×6 м;
    • Отметка парапета выше перекрытия на 1 м  17,5 м;
    • Отметка низа простенка +0,900;
    • Высота кирпичной стены 16,6 м;
    • Кирпич М75, раствор М25, Rk=10кгс/см2;
    • Грузовая площадь с покрытия и каждого перекрытия 18 м2.

 

7.1. Сбор нагрузок на простенок 1 этажа:

 

  1. Нагрузка от покрытия
  2. Нагрузка с каждого перекрытия выше первого этажа
  3. Нагрузка стены – собственная масса наружной стены всех этажей, приходящихся на простенок.
  4. Масса вышележащих балок.

                      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.2. Определяем расчетную схему                                        

 

7.3.


7.4. Проверка несущей  способности простенка

 

  

где

                         - условие не выполнено.

 

7.5. Расчет армирования кладки

 

                                     

                

- отношение объема одной сетки  к объему кладки между сетками.

Кладем  сетку через 3 ряда, тогда 

                                 

Принимаем сетки из арматуры ø4ВрI 70×70мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ

  1. СНиП 2.03.01-84* «Бетонные и железобетонные конструкции»,  М.: Госстройиздат, 1984.
  2. Поляков Л.П., Лысенко Е.Ф. и др. «Железобетонные конструкции», К., 1984.
  3. Попов Н.Н., Забегаев А.В. Проектирование и расчет железобетонных и каменных конструкций. – М.: Высшая школа, 1989.
  4. Иванов В.П. «Железобетонные и каменные конструкции», методические указания к курсовому проекту №1, Барнаул, 1987.
  5. СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия»
  6. Мандриков А.П. Примеры расчета железобетонных конструкций. – М.: Стройиздат, 1989.
  7. Проектирование железобетонных конструкций (справочное пособие)/ под ред. Голыщева.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Железобетонные конструкции зданий с неполным каркасом 📙 Курсовая → 🆔 78381

Железобетонные конструкции зданий с неполным каркасом 📙 Курсовая → 🆔 78381

Железобетонные конструкции зданий с неполным каркасом