Многоэтажное каркасное промышленное здание (железобетонные конструкции)

жбк.dwg

Схема расположения ригелей и колонн на отметке +6
Схема расположения панелей перекрытия на отметке +6
Схема армирования М 1:20
КП1.ЖБК.8-КЖ.И-П1-01
Ведомость расхода стали
-В500С ГОСТ Р 52544-2006
Каркас и сетки варить контактно точечной сваркой
-А500С ГОСТ 34028-2016
Каркас пространственный КП1
Изделие закладное М1
КП1.ЖБК.8-КЖ.И-Р2-01
КП1.ЖБК.8-КЖ.И-Р2-02
Каркас варить контактно точечной сваркой
В ведомости деталей радиусы загиба даны по внутренним граням стержней
размеры гнутых стержней - по внешним.
-А500С ГОСТ34028-2016
-А240 ГОСТ 34028-2016
Полоса 10х150 ГОСТ 103-2006
Отпускная прочность бетона - не ниже 21 МПа
в зимнее время - не ниже 27 МПа.
Каркас пространственный КП2
КП1.ЖБК.8-КЖ.И-К4-01
Изделие закладное М1.1
-А240С ГОСТ 34028-2016
КП1.ЖБК.8-КЖ.И-К4-02
-А400С ГОСТ 34028-2016
Полоса 10х120 ГОСТ 103-2006
Полоса 6х60 ГОСТ 103-2006
Катет сварных швов k=6мм
электроды 342. Швы между панелями заделать раствором М100

ПЗ.docx

Проектирование элементов здания6
1. Расчет и конструирование плиты без предварительного напряжения6
2. Расчет и конструирование ригеля13
3. Расчет и конструирование колонны24
Параметры здания в плане м:
- над чертой L1xL2: 18х60
- под чертой l1xl2: 6х6
- постоянная (пол): 08
- полная временная: 93
- длительная часть: 44
- кратковременная: 85
Место строительства: Курган
Сорт арматуры: А500С
Таблица 1. Нагрузки на перекрытия
- пол со звукоизоляцией
- собственный вес панели
Постоянная и длительная
Таблица 2. Нагрузки на покрытие
Для назначения размеров сечения колонн приближенно без учета собственного веса ригелей и колонн определяем усилие от расчетной нагрузки в колонне первого этажа.
усилие в колонне составит
Полное усилие в колонне: 142704 + 22104 = 164808 кН.
Принимаем сечение колонн bк × hк = 300 × 300 мм. Колонны принимают с поэтажной разрезкой стыки колонн располагаем на расстоянии 650 мм от верха ригелей.
Так как привязка крайних колонн осевая проектная длина ригелей:
При расстоянии между продольными (буквенными) осями колонн 6000 мм номинальную ширину рядовых панелей назначаем 1400 и средних межколонных панелей 1800 мм а крайних межколонных – 900 мм (фактическая проектная ширина с учетом допусков будет на 10 мм меньше – соответственно 1390 и 890 мм).
Проектная длина панелей с учетом зазоров по 10 мм с каждой стороны:
Проектирование элементов здания
1. Расчет и конструирование плиты без предварительного напряжения
Нагрузки и воздействия.
Усилия от расчетной нагрузки:
Усилия от нормативной полной нагрузки:
Усилия от нормативной постоянной и длительной нагрузки:
Расчет прочности нормальных сечений.
Определим граничный момент при x = h' f :
Вычисляем коэффициент
Относительная высота сжатой зоны:
Определяем требуемую площадь сечения растянутой арматуры:
Принимаем 916 А500 с площадью Аs = 1810 мм2. Напрягаемые стержни располагаем симметрично в ребрах панели так чтобы неармированным оставалось не более одного ребра подряд.
конструктивные требования соблюдены.
Проверяем прочность сечения при подобранной арматуре:
Прочность достаточна арматура подобрана правильно.
Для расчета плиты перекрытия по предельным состояниям второй группы необходимо определить геометрические характеристики приведенного сечения.
Определим площадь приведенного сечения:
Определим расстояние от нижней грани до центра тяжести приведенного сечения:
Момент инерции приведенного сечения:
Момент сопротивления сечения по нижней зоне:
Расчет по образованию трещин
По условиям эксплуатации к трещиностойкости панели предъявляются требования 3-й категории. Расчет ведем на действие нормативных нагрузок. Проверяем трещиностойкость нижней грани в стадии эксплуатации.
Момент воспринимаемый сечением при образовании трещин в стадии эксплуатации:
Момент от нормативных нагрузок вызывающий появление трещин
Трещины в стадии эксплуатации образуются необходим расчет их раскрытия. Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси производят из условия:
Ширина раскрытия трещин определяется по формуле:
Напряжение в продольной растянутой арматуре в нормальном сечении с трещиной от соответствующей внешней нагрузки:
Напряжение в продольной растянутой арматуре в нормальном сечении от действия постоянных и временных (кратковременных и длительных) нагрузок:
Напряжение в продольной растянутой арматуре в нормальном сечении от действия постоянных и временных длительных нагрузок:
Определим ширину продолжительного раскрытия трещин:
Условие выполняется.
Определим ширину непродолжительного раскрытия трещин:
– ширина раскрытия от непродолжительного действия постоянных и временных (длительных и кратковременных):
– ширина раскрытия от непродолжительных постоянных и временных длительных:
Трещины раскрываются в пределах допустимой величины.
Расчет прогиба панели
Изгибную жесткость приведенного поперечного сечения элемента вычисляют по формуле:
Статический момент приведенного сечения относительно сжатой грани:
Изгибная жесткость приведенного поперечного сечения элемента:
Кривизна от продолжительного действия постоянных и временных длительных нагрузок:
Жесткость панели достаточна.
Конструирование панели
Рабочие чертежи пустотной плиты приведены на двух листах. Первый лист содержит опалубочный чертеж схему армирования спецификацию и ведомость расхода стали. На втором листе изображены сетки каркасы монтажная петля и групповая спецификация арматуры. Поперечную арматуру объединяем в каркасы КР1 а продольную (поз. 1) в растянутой зоне – в сетку С2 с ячейками 150 × 250 мм из проволоки класса В500С. Кроме того предусматриваем сетку С1 в сжатой зоне с ячейками 160 × 250 мм из проволоки класса В500С. Четыре петли предназначены для подъема панели. Собственная масса плиты:
Имея в виду что собственная масса панели распределяется на три петли вычислим массу изделия приходящуюся на одну петлю: 15933 = 531 кг. Принимаем петли диаметром 10 мм (при массе изделия на одну петлю 531 кг).
2. Расчет и конструирование ригеля
Требуется рассчитать и законструировать ригель среднего пролета перекрытия.
В связевых каркасах ригели работают как свободно опертые однопролетные балки. Расчетный пролет равен расстоянию между осями опор:
Нагрузки и воздействия
Полная расчетная нагрузка определяется с учетом шага ригелей 6 и номинальной длины панелей 6 м:
– временная: 1548 6 = 9288 кНм
– от веса пола: 104 6 = 624 кНм
– от веса плиты: 33 6 = 198 кНм
– от веса ригеля: 369 кНм
Изгибающий момент в середине пролета:
Поперечная сила на опоре:
Расчет прочности нормальных сечений
Условие прочности имеет вид:
Граничная относительная высота сжатой зоны:
Момент воспринимаемый сжатым бетоном:
Высота сжатой зоны определяется по формуле:
= 679907 кН м > M = 47209 кН м.
Условие выполняется прочность достаточна.
Так как известен диаметр для нижней растянутой и верхней сжатой арматуры уточним расстояния а и а'. Минимальная толщина защитного слоя бетона в закрытых помещениях при нормальной и пониженной влажности принимается не менее 20 мм и не менее диаметра арматуры.
)Защитный слой для нижней арматуры:
)Защитный слой для верхней арматуры:
Обрываемая арматура заводится за точки теоретического отрыва на длину
Расчет прочности наклонных сечений на поперечную силу
Опасные наклонные сечения начинаются там где резко меняются размеры сечения ригеля т.е. в углу подрезки. Высота сечения ригеля:
= ригеля к.к. = 600 – 150 = 450 мм
где hригеля – высота ригеля; hк.к. – высота консоли колонны.
Не приступая к расчету определим минимальное поперечное армирование по конструктивным требованиям.
Проверяем прочность наклонной полосы на сжатие:
Условие выполнено. Прочность ригеля по наклонной полосе обеспечена при любой поперечной арматуре.
Проверяем прочность по наклонной трещине из условия
Поперечное усилие воспринимаемое бетоном в наклонном сечении определяется из условия
Поперечное усилие воспринимаемое хомутами в наклонной трещине:
где Rsw = 300 МПа – расчетное значение сопротивления поперечной арматуры А500. Поперечную арматуру учитывают в расчете если соблюдается условие
Условие выполнено. Поперечную арматуру можно учитывать в расчете.
Поскольку наклонная трещина начинается в углу подрезки т.е. почти у грани опоры проекцию опасной наклонной трещины находим по формуле:
Прочность не обеспечена.
Принимаем: dsw = 18 мм Asw = 509 мм2. Тогда:
Условие выполнено прочность обеспечена.
Расчет прочности наклонных сечений на изгибающий момент
Подрезка бетона в опорных участках не позволяет завести продольную арматуру за грани опор поэтому устанавливаем по два дублирующих горизонтальных стержня заанкеривая их на опорах приваркой к закладным пластинам. Сечение стержней класса А500С подбираем расчетом наклонных сечений на изгибающий момент из условия
Проекция опасного наклонного сечения
Момент усилия в продольной арматуре относительно точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне:
Требуемая площадь арматуры:
Стержни должны быть заведены в бетон на длину анкеровки.
Базовая длина анкеровки необходимая для передачи усилия:
Расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном:
Требуемую расчетную длину анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяют по формуле:
Конструирование ригеля
Пространственный каркас КП1 состоит из трех плоских каркасов. Два вертикальных КР1 включают продольные рабочие стержни 22 А500С (поз.2) 32 А500С (поз.4) и распределительные 5 В500С (поз.3) а также поперечные 16 А500С (поз.1). Горизонтальный каркас КР2 состоит из продольных рабочих стержней 32 А500С (поз.3) и распределительных: продольных 5 В500С (поз.2) и поперечных 8 А240 (поз.1). Для сборки КП1 используем отдельные распределительные стержни 5 В500С (поз.3) и 20 А500С (поз.4) на каркасе КП1 причем стержни кроме того предупреждают отрыв полок при воздействии нагрузок от плит.
Фактическая длина стержней:
Поскольку КР1 и КР2 являясь деталями КП1 сами состоят из деталей оформляем две отдельные таблицы групповых спецификаций: одну для элементов входящих в ригель (КП1 М1) другую – для элементов входящих в КП1 (КР1 КР2). Для П-образных стержней нуждающихся в эскизе составляем ведомость деталей.
Опорная закладная деталь М1 включает пластину из стали марки ВСт3пс2 анкеры 416 А500С (поз.2) приваренные к пластине в тавр под слоем флюса и горизонтальные стержни 222 А500С (поз.3). Последние приваривают ручной дуговой сваркой (электроды Э42) двусторонними швами.
По металлу шва из условия
Определяем катет шва:
По металлу границы сплавления из условия
Прочность швов достаточна.
Две петли предназначены для подъема ригеля. Собственная масса ригеля:
Масса изделия на одну петлю 1687 2 = 8438 кг. Принимаем петли диаметром 12 мм (при массе изделия на одну петлю 1100кг).
3. Расчет и конструирование колонны
Нагрузки и воздействия
Расчетная нагрузка от перекрытия одного этажа (по табл. 2):
в том числе постоянная и длительная:
Расчетная нагрузка от собственного веса ригеля:
Расчетная нагрузка от собственного веса колонны:
Расчетная нагрузка от покрытия на колонну:
От постоянных и длительных нагрузок:
Расчет прочности нормального сечения внецентренно сжатой колонны со случайным эксцентриситетом
Полученный процент армирования от рабочей площади бетона составляет:
Расчет прочности консоли колонны
Скрытые консоли имеют малые размеры поэтому их армируют жесткой арматурой которую рассчитывают на воздействие опорных реакций ригелей Q без учета работы бетона.
Усилия в наклонных пластинах определяем из условия равенства нулю проекций сил на вертикаль:
Усилие в растянутых стержнях арматуры (1 на рис. 10):
Нижние сжатые и распределительные стержни принимаем того же сечения что и верхние: 225 A400.
Конструирование колонны
В верхней части колонны по углам предусматриваем выемки для выпусков арматуры с последующей их сваркой с выпусками стержней вышестоящей колонны. После монтажа выемки заделывают бетоном. Класс заделки стыка используют не ниже класса бетона колонны.
Продольные стержни определенные расчетом включаем в два плоских каркаса КР1.1 которые с помощью поперечных стержней объединяем в пространственный каркас КП2.
Во внецентренно сжатых линейных элементах при наличии необходимой по расчету сжатой продольной арматуры в целях предотвращения выпучивания продольной арматуры следует устанавливать поперечную арматуру с шагом не более 15d и не более 500 мм (d – диаметр сжатой продольной арматуры). Если содержание сжатой продольной арматуры устанавливаемой у одной из граней элемента более 15 % поперечную арматуру следует устанавливать с шагом не более 10d и не более 300 мм. В нашем случае
По глубине сетки располагают: 1) в пределах удвоенного размера грузовой площади – при толщине элемента более удвоенного большего размера грузовой площади; 2) в пределах толщины элемента – при толщине элемента менее удвоенного большего размера грузовой площади.
Назначаем шаг сеток s = 70 мм стержни 6 В500С с ячейками 45×45 мм для С1.1 и 60 × 60 мм для С2.1. Определяем коэффициент армирования для С2.1 (у них более крупные ячейки):
Условие выполняется.
Объем бетона колонны:
Две петли предназначены для подъема колонны. Собственная масса колонны:
Масса изделия на одну петлю 1710 2 = 855 кг. Принимаем петли диаметром 12 мм A240 (при массе изделия на одну петлю 1200 кг).
Байков В. Н. Железобетонные конструкции. Общий курс: учебник для вузов В. Н. Байков Э. Е. Сигалов. – 5-е изд. перераб. и доп. – Москва: Стройиздат 1991. – 767 с.
Расчет и конструирование частей жилых и общественных зданий : справочник проектировщика П. Ф. Вахненко В. Г. Хилобок Н. Т. Андрейхо М. Л. Яровой ; под ред. П. Ф. Вахненко. – Киев : Будiвельник 1987. – 424 с.
Сборные железобетонные конструкции многоэтажного каркасного здания (связевой вариант) : метод. указания по выполнению курсового проекта спец. 29.03 "Пром. и гражд. стр-во" всех форм обучения М-во образования РФ Новосиб. гос. архитектур.-строит. ун-т Каф. железобетон. конструкций ; сост.: В. В. Габрусенко Ю. М. Редько. – Новосибирск 1999. – 44 с.
СП 20.13330.2016. Нагрузки и воздействия : пересмотр СП 20.13330.2011 "СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия" : введ. 2017-06-04. – Текст : электронный Техэксперт. Электронный фонд правовых и нормативно-технических документов.
СП 63.13330.2018. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения : пере- смотр СП 63.13330.2012 : введ. 2019-06-20. – Текст : электронный Техэксперт. Электронный фонд правовых и нормативно-технических документов.
СП 52-102-2004. Предварительно напряженные железобетонные конструкции : введ. впер- вые. – Текст : электронный Техэксперт. Электронный фонд правовых и нормативно-технических документов.
Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетонных конструкций из тяжелого бетона (к СП 52-102-2004) ЦНИИПромзданий НИИЖБ. – Москва : ЦНИИПромзданий 2005. – 158 с.
ГОСТ 14098-2014. Соединения сварные арматуры и закладных изделий железобетонных конструкций. Типы конструкции и размеры : взамен ГОСТ 14098-91 : введ. 2015-07-01. – Текст : электронный Техэксперт. Электронный фонд правовых и нормативно-технических документов.
СП 16.13330.2017. Стальные конструкции : актуализированная ред. СНиП II-23-81* : введ. 2017-08-28. – Текст : электронный Техэксперт. Электронный фонд правовых и нормативно-технических документов.
ГОСТ Р 21.101-2020. Система проектной документации для строительства. Основные требования к проектной и рабочей документации : введ. 2021-01-01. – Текст : электронный Техэксперт. Электронный фонд правовых и нормативно-технических документов.
ГОСТ 21.501-2018. Система проектной документации для строительства. Правила выполнения рабочей документации архитектурных и конструктивных решений : взамен ГОСТ 21.501-2011 : введ. 2019-06-01. – Текст : электронный Техэксперт. Электронный фонд правовых и нормативно- технических документов.