рефераты, курсовые, дипломы >>> архитектура

 

Расчет и конструирование железобетонных конструкций

 

СОДЕРЖАНИЕ

1.Введение

2.Схема перекрытия

3.Расчет и конструирование плит перекрытий

3.1.Исходные данные

3.2.Статический расчет

3.3.Расчет прочности по обычным сечениям

3.4.Расчет прочности по наклонным сечениям

3.5.Конструирование плит

4.Расчет и конструирование колонны

4.1.Исходные данные

4.2.перегрузка на колонну

4.3.Определение размеров сечения колонны и расчет рабочей арматуры

4.4Конструирование колонны

5.Расчет и конструирование фундамента

5.1.Исходные данные

5.2.Определение размеров подошвы и высоты фундамента

5.3.Расчет рабочей арматуры

5.4.Конструирование фундамента

6.Литература

ЗАДАНИЕ

для курсового проектирования по железобетонным конструкциям студента группы КС-32 Казанского строительного института

г. Горькова Н.В.

Тема задания: “Проектирование сборных железобетонных

частей много этажного строения с

неполным железобетонным каркасом”

Расчету и конструированию подлежат:

1.Плита перекрытия с круглыми пустотами

2.Колонна среднего ряда первого этажа

3.Фундамент под среднюю колонну

Данные для проектирования

1.Назначение строения – магазин

2.Шаг колонн a, м - 6

3.Пролет L, м – 6

4.Количество этажей – 3

5.Высота этажа H, м – 4,2

6.Район стройки – Тула

7.Плотность утеплителя , кг/м3 – 8

8.Толщина слоя утеплителя , мм – 180

9.Глубина заложения фундамента h, м – 1,6

10.Условное расчетное давление на основание R0, МПа – 260

11.Тип пола – IV

12.Номинальная ширина плиты в осях Вн, м – 1,2

13.Класс бетона для плиты перекрытия - В30

14.Класс напрягаемой арматуры в плите – А-V

Конструкции работают в среде с обычной влажностью. Вид утеплителя принять без помощи других в согласовании с заданной плотностью и шириной слоя.

Дата выдачи

Дата окончания _ Преподаватель

1.ВВЕДЕНИЕ

2.СХЕМА ПЕРЕКРЫТИЯ

2.1. Общее решение

В согласовании с заданием ограждающими конструкциями строения являются кирпичные самонесущие стенки, поэтому несущие конструкции будут представлять собой сборное балочное перекрытие с полным железобетонным каркасом.

Принимаем сетку колонн 6х6м. Тогда здание будет иметь в поперечном направлении три пролета по 6м и в продольном направлении семь пролетов по 6м. Ригели располагают поперек строения. В продольном направлении по ригелям укладывают плиты перекрытия. Ширина рядовых плит – 1,8м, межколонных – 2,4м. При трех полетах по 6м в одном ряду располагают две межколонные плиты с усиленными продольными ребрами и шесть рядовых плит. Межколонные плиты соединяют друг с другом стальными полосовыми связями на сварке и, не считая того, приваривают к колоннам. Рядовые плиты укладывают свободно на полки ригелей, которые имеют подрезку по торцам. У продольных стенок укладывают сплошные беспустотные доборные плиты шириной 1,2м, шириной 220мм.

Привязку поперечных и продольных стенок см. Рис.1

Схема раскладки плит перекрытия и маркировка частей перекрытия показаны на рис. 1, 2.

Рис.1.Схема расположения плит

Рис.2.Поперечный разрез строения

3.РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ПЛИТЫ

3.1.Исходные данные

нужно рассчитать по первой группе предельных состояний многопустотную плиту перекрытия с круглыми отверстиями. Плита шириной (номинальная) Вн=1,2м и высотой ИИ-04. Вес 1м2 плиты равен 2,6кн/м2.

Рис.3.Поперечное сечение плиты

Материал:

Бетон класса В30.

Расчетное сопротивление бетона с учетом коэффициента условий работы в2=0,9

Сжатию – Rвв2=15,3МПа

Растяжению - Rвtв2=1,08МПа

Передаточная крепкость бетона при обжатии – Rвр=0,8В=0,8 30=24МПа

Арматура класса А-V - табл.3.2.,3.4.[Л-6.1]. Натяжение арматуры проводят на упоры механическим методом.

Нормативное сопротивление арматуры Rsn=785МПа

Расчетное сопротивление арматуры Rs=680МПа

изначальное предварительное напряжение, передаваемое на поддон:

0=0,8 Rsn=0,8 785=628МПа

Проверяем условие СНиП 2.03.01-84 при напряжении арматуры на упоры:

0+р<Rsn=628+31,4~660МПа<785МПа

p=0,050=0,05 628=31,4МПа

0-р>0,3Rsn; 628-31,4=596,6МПа>0,3 785=235,5МПа

Предварительные напряжение с учетом полных утрат, принятых по СНиП п=100МПа при: sp=1 составит

sp=628-100=528МПа

3.1.1.Сбор нагрузок

перегрузка на 1м2 перекрытия приведена в табл.3.1. Нормативная временная перегрузка на перекрытие, коэффициенты надежности по перегрузке приняты по СНиП 2.01.07-85 “Нагрузки и воздействия”.

Рис. 4. Конструкция пола

Таблица 3.1.

Вид перегрузки

Нормативная кн/м3

f

Расчетная кн/м3

неизменная

Мозаичный пол

0,04 22

Подготовка из бетона

0,03 20

Гидроизоляция

0,003 6

Железобетонная плита

Итого

Временная

для магазина

Полная

0,88

0,6

0,02

2,6

~4,1

4

8,1

1,3

1,2

1,2

1,1

1,2

1,14

0,72

0,02

2,86

4,74

4,8

9,54

Расчетная перегрузка на 1 пог. М длины плиты с ее номинальной шириной Вн=1,2м

q=9,54 1,2~11,4кн/м

3.1.2.Определение расчетного пролета

Рис.5 Схема опирания плиты на ригель

Плиты опираются на полки ригелей. Номинальный пролет плиты в осях Lн=6000мм, зазор меж торцом плиты и боковой гранью ригеля примем равным 20мм. Конструктивная длина плиты Lк=Lн-вр-2 20=6000-200-2 20=5760мм. Расчетный пролет плиты L0=Lк-2 80/2=5680мм.

3.2.Статический расчет

Плита работает как однопролетная свободно опертая балка с умеренно-распределенной перегрузкой по длине.

Рис.6. Расчетная схема плиты

Расчетный изгибающий момент в плите

Расчетная поперечная сила на опоре

Q=0,5qL0=0,5 11,4 5,68= 32,38кн

3.3.Расчет прочности по обычным сечениям

Расчетное сечение плиты принимаем как тавровое высотой h=220мм, шириной полки hп=30,5мм. Ширина верхней полки тавра

вп=1190-2 15=1160мм (15мм – размер боковых подрезок), ширина ребра:

в=1190-2 15-159 6=206мм

Рис.7.Расчетное сечение (а) и схема усилий (б)

Определим несущую способность приведенного сечения при условии х=hf

Мсеч.=Rв вf hf(h0-0,5hf)=15,3 116 3,05(19-3,05/2)=94594,62МПа см3=94,6кн м

Мсеч.>М (94,6кн м>46кн м), следовательно, нейтральная ось проходит в полке и расчет ведем как для прямоугольного сечения при <R

Вычисляем табличный коэффициент

где h0=h-as=22-3=19см – рабочая высота сечения по табл. 3.9.[Л-1]

=0,075, =0,962

<R=0,075<0,58; R=0,58 – см. Табл. 3.28.[Л-1]

Требуемая площадь арматуры: из условия прочности

где s6 – коэффициент условий работы арматуры

s6=s6-(s6-1) =1,15-(1,15-1) =1,13

Аs=s6 Аs=1,3 3,3=4,29см2

В вариантах когда полные утраты предварительного напряжения не подсчитываются, а берутся по СНиП (п=100МПа) рекомендуется площадь арматуры воспринимать ~ на 30% больше требуемой из условия прочности.

3.4.Расчет прочности по наклонным сечениям

Проверка прочности наклонного сечения проводится из условия (3.31) и (3.32) [Л-6.1]

Q<Qв=0,35Rв вh0=0,35 15,3 21 19=2137МПа см2 ~214кн

Q=32,38кн<Qв=214кн

Q<Qв=0,6Rвt вh0=0,6 1,08 21 19=258,5МПа см2=25,85кн

Q=32,38кн>Qв=21,4кн

Следовательно, нужен расчет поперечной арматуры.

3.5.Конструирование плиты

Напрягаемая рабочая арматура в плите ставится в виде отдельных стержней независимо от числа отверстий. Принятые стержни 6 10 А-V ставим после каждого отверстия не считая середины. В согласовании с рабочими чертежами для верхней полочки принимаем сварную обычную сетку из арматурной проволоки В-I марки 250/200/3/3. – С1.

По низу плиты сетку укладывают отдельными участками у торцов и по середине – C2,С3.

Вертикальные каркасы КР1 ставят лишь на крайних четвертях пролета плиты.

Подъемные петли приняты 12 A-I - ПМ1. Армирование плиты показано на рис.8. Арматурные изделия на рис.9.

Рис.8.Схема армирования плиты

Рис.9.Арматурные изделия плиты

4.РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛЛОНЫ

Колоны приняты квадратного сечения, одноярусные с прямоугольными консолями размером 15х15см. Оголовок колоны поднимается над плитами перекрытия на 60см. Нижняя ветвь колоны первого этажа заделывается в стакан фундамента.

4.1.Исходные данные

Требуется рассчитать колону среднего ряда первого этажа на эксплуатационные перегрузки.

Расчетные свойства материалов:

для бетона кл. В20 Rв в2=11,5 0,9=10,35МПа

для арматуры кл. А-II Rsc=280МПа

4.2.перегрузка на колонну

перегрузка на колону передается от покрытия и перекрытия. Грузовая площадь, с которой собирается перегрузка на колону, определена как произведение расстояний меж разбивочными осями Агр=6х6=36м2

(см. Рис.1.). Конструкция покрытия дана на рис.2. Вес снегового покрова для г.Тула 100кгс/м2 (1,0 кн/м2) по СНиП 2.01.07-85, вес 1м длины ригеля 500кгс (5кн), вес 1м2 плиты покрытия 260 кгс (2,6кн). Расчет нагрузок сведен в табл.4.1.

Таблица 4.1.

перегрузка от покрытия

Нормативная кн

f

Расчетная кн

неизменная

Гравий втопленный в битумную

мастику

0,015 20 36

3 слоя рубероида на битумной

мастике

0,15 36

Цементная стяжка

0,03 19 36

Утеплитель

0,18 8 36

Пароизоляция

0,05 36

Железобетонная плита

2,6 36

Железобетонный ригель

5 6

Итого неизменная

Временная

Снег г. Тула

1 36

в том числе долгая 50%

Итого долгая Nдл.Пок.

Полная Nпок.

10,8

5,4

20,52

51,84

1,8

93,6

30

213,96

36

18

231,96

249,96

1,2

1,1

1,3

1,1

1,2

1,1

1,1

1,2

1,2

13

5,94

26,68

57,02

2,16

102,96

33

240,76

43,2

21,6

262,36

283,96

перегрузка от перекрытия берется из табл.3.1., А конкретно, нормативная перегрузка 4,1кн/м2, расчетная перегрузка 4,74кн/м2; вес 1м длины ригеля перекрытия 5кн. Временная долгая на перекрытие для магазина 0,3кн/м2 [Л-6.2]. Расчет нагрузок сведен в табл. 4.2.

Таблица 4.2.

перегрузка от перекрытия

Нормативная кн

f

Расчетная кн

Пол и плита:

Нормативная 4,1 36

Расчетная 4,74 36

Железобетонный ригель

5 6

Итого неизменная

Временная

для магазина

1 36

в том числе долгая

0,3 36

Итого долгая. Nдл.Пер

Полная Nпер.

147,6

30

177,6

36

10,8

188,4

213,6

-

-

1,1

1,2

1,2

170,64

33

203,64

43,2

12,96

216,6

246,84

Сечение колонн нацелено принято вхh=30х30см=0,3х0,3м. Собственный вес колонны одного этажа

Nк=в h H f=0,3 0,3 25 4,2 1,1=10,395кн

Нагрузку на колонны каждого этажа определяем в согласовании со схемой загружения (рис.11), Начиная с третьего этажа методом последовательного суммирования. Подсчеты сведены в табл.4.3.

Рис.10.Расчетная схема колонны Рис.11.Схема загружения

Этаж

долгая перегрузка кн

Полная перегрузка кн

3

2

1

262,36+10,395=272,755

272,755+10,395+216,6=499,75

499,75+10,395+216,6=726,745

283,96+10,395=294,355

294,355+10,395+246,64=551,39

551,39+10,395+246,64=808,425

Продольное усилие на колонну первого этажа от полной перегрузки N1=8084МПа см2, от долговременной перегрузки Nдл.=7267МПа см2

4.3.Определение размеров сечения колонны и расчет рабочей арматуры

Расчет колонны ведем с учетом случайного эксцентриситета. При центральном загружении и наличии лишь случайного эксцентриситета колонны прямоугольного сечения с симметрической арматурой кл. А-I, А-II, А-III при их расчетной длине L0<20h (420<20 30=600) можно рассчитать по несущей способности по условию:

N<в в(RвAв+RsAs)

Где N – расчетная продольна сила, равная N1;

в – коэффициент условий работы (в=0,9 при h<200мм и в=1 при

h>200мм);

– коэффициент продольного изгиба, учитывающий длительность

загружения, упругость и характер армирования;

L0-расчетная длина колонны, принимаемая равной высоте этажа

H=4,2м;

Asc-площадь сечения сжатой арматуры

Ав=вхh-площадь сечения колонны

Предварительно принимаем ==1, коэффициент армирования . Тогда требуемая площадь сечения колонны из условия несущей способности:

Принимаем Ав=вхh=25х25=625 см2

Вычисляем L0/h=420/25=16,8,

=1 (при h>20см). По табл. 3.20[Л-1] в=0,75 и ч=0,82 (пологая, что Апс<As/3).

Коэффициент определится по формуле

=в+2(ч-в)

Определяем площадь сечения арматуры по формуле

В колоннах рабочая арматура принимается диаметром не менее 12мм. По сортаменту табл. 3.10[Л-6.1] принимаем 4 22А-II (Аsc=15,20см2)

Коэффициент армирования составляет

Полученное значение µ находится в спектре рекомендуемых значений (0,01-0,02).

4.4.Конструирование колонны

Колонна армируется сварным пространственным каркасом. При диаметре продольных стержней 22мм по условию технологии сварки диаметр поперечных в этом случае принят 8мм – табл. 1.2 Прил.1 [Л-6.4]

Шаг поперечных стержней в сварных каркасах обязан быть S<20d, но не более 500мм. Принято S=400мм<20 22=440мм и не более 500мм.

не считая того, в голове колонны ставятся конструктивные сетки из арматуры 8A-III не менее трех штук. Консоль армируется каркасом – балочной.

Размещение рабочих и поперечных стержней в сечении колонны показано на рис.12.

Рис. 12. Размещение арматуры в сечении колонны

5.РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА

беря во внимание существенное заглубление фундамента, целесообразно принять конструкцию его с подколонником стаканного вида и плитой.

Фундаменты по средней колонны разглядывают как центрально нагруженные.

5.1.Исходные данные

Глубина заложения фундамента H1=1,6м. Грунт основания имеет условное расчетное сопротивление R0=0,26МПа (260 кн/м2).

Расчетные свойства материалов:

для бетона кл. В15 Rв в2=8,5 0,9=7,65МПа (0,76кн/см2)

Rвt в2=0,75 0,9=0,675МПа (0,07кн/см2)

для арматуры кл. А-III >10 Rs=365МПа (36,5 кн/см2)

Расчетная перегрузка Nф= кн (см. Табл. 4.3.)

5.2. Определение размеров высоты и подошвы фундамента

Высота фундамента определяется как размерность меж отметками его подошвы и обреза.

h=1,6-0,15=1,45м

Глубина стакана фундамента принята hc=750мм, что удовлетворяет условию по заделке арматуры

hc>30d+=30 22+50=710мм

где d=22мм – диаметр продольной арматуры колонны

=50мм – зазор меж торцом колонны и дном стакана

и что больше нужного значения hс=1,5hк=1,5 30=45см.

Принимаем толщину стен стакана поверху 225мм и зазор 75мм, размеры подколонника в плане будут:

ас=вс=hк+2 225+2 75=300+450+150=900мм

Рис. 13.Констукция фундамента

Толщину плитной части фундамента назначаем h1= мм, (кратно 150мм)

Ориентировочно площадь основания фундамента определяем по формуле

беря во внимание, что сечение колонны квадратное, подошва фундамента принята тоже квадратной. Ориентировочно значение размера стороны подошвы такового фундамента

вф=аф= ~1,9м

Назначаем совсем вф=аф= мм (кратно 300мм). Тогда площадь подошвы будет равна Аф=вф аф= _= _м2 и среднее давление на грунт составит

<R0=250кн/м2

5.3. Расчет рабочей арматуры

Фундамент работает на изгиб от реактивного отпора грунта.

Изгибающий момент в сечении 1-1 у грани ступени (см. Рис.13) Определяется по формуле

М1-1=0,125Ргр(аф-ас)2 вф=0,125 кн м

нужная площадь арматуры при h01= _см

.

Изгибающий момент в сечении 2-2 у грани колонны будет равен

М2-2=0,125Ргр(аф-вк)2 вф=

нужная площадь арматуры при h02= см

По большему значению As подбираем сетку.

5.4.Конструирование фундамента

Фундамент армируется сетью, которую укладывают в нижней части плиты. Шаг стержней в сетках принимают 100-200мм, малый диаметр арматуры в сетках фундаментов обязан быть 10мм.

Принимаем шаг стержней S= _мм= см. Размеры сетки _мм. Нужное число рабочих стержней в сетке

шт

Принимаем _ As= см2, что больше требуемого

As1-1= _см2. Такое же количество стержней обязано быть уложено в перпендикулярном направлении, т.К. Колонна квадратные и моменты в равны.

Рис.14. Сетка фундамента

Армирование стаканной части фундамента условно не показано.

6.ЛИТЕРАТУРА

6.1. В.В. Доркин и др. “Сборник задач по строительным конструкциям”. Стройиздат. 1986Г.

6.2. СНиП 2.01.07-85 “Нагрузка и воздействие” 1985г.

6.3. СНиП 2.03.01-84 “Бетонные и железобетонные конструкции” 1985г.

6.4. А.Н. Кувалдин и др. “Примеры расчета железобетонных конструкций зданий” Стройиздат. 1976Г.

6.5. В.Н. Семенов “Унификация и стандартизация проектной документации для строительства” Стройиздат. 1985Г.



 
Еще рефераты и курсовые из раздела
Об итогах строительной деятельности в Ростовской области за 9 месяцев 1999 года
Об итогах строительной деятельности в Ростовской области за 9 месяцев 1999 годаПодрядными строительными организациями, а также организациями остальных отраслей экономики с начала...

Белокаменное зодчество Владимиро-Суздальской земли в 12-13 веках
БЕЛОКАМЕННОЕ ЗОДЧЕСТВО ВЛАДИМИРО-СУЗДАЛЬСКОЙ ЗЕМЛИ В XII-XIII ВВ. Реферат по истории ученика 10 класса гимназии “Росток” Натарина Александра г.-К. Анапа...

Создание строительных малярных работ
Содержание 1 Виды и состав малярных работ 3 2 разработка окраски поверхностей 5 2.1 Окраска масляными составами 7 2.2 Окраска поливинилацетатными красочными составами 8 2.3...

Барокко в российской архитектуре
ВСТУПЛЕНИЕ На рубеже XVII и XVIII вв. В России закончилось Средневековье и началось Новое время. Если в западноевропейских странах этот исторический переход растягивался на...

Архитектура столичного Кремля XIV-XVI вв.
СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ.................................................................................................................. 3 СОБОРНАЯ...