Железобетонные и каменные конструкции с опалубочными чертежами и арматурой

Пастин ЖБК.dwg

10 А600 ГОСТ 5781-82 L=4240
Кафедра СК гр. ПГС-41
Железобетонные и каменные конструкции
Отчет по практическим занятиям
Опалубочный чертеж каркас плоский сетка арматурная спецификация
Спецификация на железобетонный элемент
Сетка арматурная С 1
Изделие закладное МН 1
Изделие закладное МС 1
А240 ГОСТ 5781-82 L=130
А300 ГОСТ 5781-82 L=4550
А300 ГОСТ 5781-82 L=480
B500 ГОСТ 6727-80 L=4250
А300 ГОСТ 5781-82 L=550
А300 ГОСТ 5781-82 L=300
х 150 ГОСТ 80-72 L=250
А240 ГОСТ 5781-82 L=1530
nГрупповая спецификация
n1. Сетки и каркасы изготовить электродуговой сваркой по ГОСТ 5264-93 n2. Закладные детали МН 1 изготовить элктродуговой сваркой по ГОСТ 5264-93 электродом типа Э42А по ГОСТ 9467-75*
ГОУ ВПО «ИГАСУ»nКафедра СК
Пояснительная записка
СОДЕРЖАНИЕnnn1. Задание №1 : Выбор данных для выполнения задания. Компоновка конструктивной схемы здания. Статический расчет поперечной рамы (определение усилий в ригеле и колонне) 3n2. Задание №2: Расчет по прочности сечений нормальных к продольной оси ригеля прямоугольного профиля 8n3. Задание №3: Расчет по прочности изгибающих элементов таврового сечения . 12nn4. Задание №4: Расчет по прочности сечений наклонных к продольной оси ригеля таврового профиля: на действие силы по наклонной трещине; на действие силы по наклонной полосе между наклонными трещинами 17n5. Задание №5: Расчет по прочности и устойчивости колонны каркаса 21nn6. Библиографический список .. 25

Пастин ЖБК.docx

Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
«Ивановский государственный архитектурно-строительный университет»
Направление: 653500 Строительство
Специальность: 270102 Промышленное и гражданское строительство
Факультет: Инженерно-строительный
Кафедра: Строительные конструкции
по практическим занятиям по дисциплине:
«Железобетонные и каменные конструкции»
Руководитель: к. т. н. доцент
Задание №1 : Выбор данных для выполнения задания. Компоновка конструктивной схемы здания. Статический расчет поперечной рамы (определение усилий в ригеле и колонне) .3
Задание №2: Расчет по прочности сечений нормальных к продольной оси ригеля прямоугольного профиля ..8
ЗАДАНИЕ №3: Расчет по прочности изгибающих элементов таврового сечения ..12
Задание №4: Расчет по прочности сечений наклонных к продольной оси ригеля таврового профиля: на действие силы по наклонной трещине; на действие силы по наклонной полосе между наклонными трещинами .17
Задание №5: Расчет по прочности и устойчивости колонны каркаса 21
Библиографический список 25
Выбор данных для выполнения задания. Компоновка конструктивной схемы здания. Статический расчет поперечной рамы (определение усилий в ригеле и колонне).
Постоянная нагрузка g = 30 кНм2;
Временная нагрузка p = 100 кНм2;
Временная длительная нагрузка p
Количество этажей n = 4;
Высота этажа Hэт = 42 м;
Сечение колонны 03 х 03 (м);
Рассчитываемая колонна: крайняя колонна;
Колонна: бетон класса В20 арматура класса А600
Ригель: бетон класса В15 арматура класса А300
Конструктивные схемы (см. рис. 1 рис. 2 лист 5).
Определение основных усилий в ригеле
Рис 1.1 Конструктивная схема.
Вычисляют полную расчетную погонную нагрузку на ригель:
где: g = 30 кНм2 – постоянная нагрузка на 1 м2;
p = 45 кНм2 – временная нагрузка на ригель;
a = 55 м – шаг колонн;
bp=0.3hp=0.3520=156 (мм) - ширина сечения ригеля;
Рис 1.2 Сечение ригеля.
ρбет= 2500 кгм3 – плотность тяжелого бетона;
g = 981 мс2 – ускорение свободного падения;
γf=11 - коэффициент надежности по нагрузке;
γn=115 – коэффициент надежности по назначению здания.
Получют: gригеля=01560521250098110-311115=252 кНм;
Полная нагрузка на ригель: q=30+1055+252=7402кНм.
Считают длительную расчетную нагрузку на ригель:
ql=g+pla+gриг=30+4555+252=4377кНм.
Рис. 1.3 Расчетная схема ригеля.
Считают фактическую длину ригеля:
Считают полный расчетный изгибающий момент:
Определяют длительный расчетный изгибающий момент
Вычисляют полную расчетную поперечную силу:
Вычисляют длительную расчетную поперечную силу:
Определение основных усилий в колонне
Считают продольную силу возникающую в колонне от собственного веса:
Nкол=bhHэтnэтρбет98110-3γfγn;
Nкол=0303424250098110-311115=4691 кН;
Считают полную расчетную силу на крайнюю колонну:
Считают длительную расчетную силу на крайнюю колонну:
Вычисляют полный изгибающий момент в колонне:
Mкр=1646903=4941 кНм.
Вычисляют длительный изгибающий момент в колонне:
Mlкр=Qle0=973803=2921 кНм.
Рис. 1.4 Разрез 1-1.
Рис 1.5 Вид нагрузки на крайнюю колонну.
Расчет по прочности сечений нормальных к продольной оси ригеля прямоугольного профиля.
Расчетный изгибающий момент на ригеле М = 18322 кН·м;
Rbt = 075МПа – расчетное сопротивление при растяжении;
Rb = 85 МПа – расчетное сопротивление при сжатии;
Eb = 240·103 МПа – модуль упругости бетона;
γb1 = 09 – коэффициент условий работы бетона;
Арматура класса А300:
RS = 270 МПа – расчетное сопротивление арматуры на растяжение;
RSC = 270 МПа – расчетное сопротивление арматуры на сжатие;
ES = 2·105 МПа – модуль упругости арматуры;
γS = 10 – коэффициент надежности.
Рис. 2.1 Схема сечения ригеля.
2 Расчет прямоугольного сечения.
Рис. 2.2 Расчетная схема сечения ригеля
Составляют уравнение усилий:
M=RSCASCh0-aSC+Rbγb1b
Производят преобразования:
Rbγb1bxh0-x2=Rbγb1bxh01-05xh0h0h0=
=Rbγb1bh021-05=Rbγb1bh02αm.
Вводят преобразования:
R – граница относительной высоты сжатой зоны;
M=RSCASCh0-aSC+Rbγb1h0b1-05.
Назначают: dsc=10 мм
∅10 A300 ASC=15710-4 м2
αm=M-RSCASCh0-aSCRbγ
αm=18322-27010315710-4(047-003)8.51030901560472=0476.
т.к. αm 05 то сечение ригеля достаточно.
Вычисляют граничные значения αR:
αR=0.577(1-0.50.577)=0.410;
Находят высоту сжатой зоны:
Сравнивают относительную высоту сжатой зоны с нормируемым ее значением:
R ASC – принимают по расчету т.е.:
M=RSCASCh0-aSC+Rbγb1bхh0-х2;
ASC=M-Rbγb1bхh0-х2RSCh0-aSC==18322-851030901560271047-02712270103047-003=63210-4 м2;
∅22A300 ASC=76010-4 м2;
AS – принимают по расчету.
As=RSCASC+Rbγb1bxRS=
=27010376010-4+8.51030901560271270103=196010-4(м2);
Конструктивные требования:
Принимают АS:2∅25A300 => AS=98210-4 м2
∅25A300 => AS=98210-4 м2
Определяют коэффициент армирования:
=AS+ASCbh0=196410-4+7610-40156047=0026.
Что удовлетворяет следующему условию:
Арматура Аcs: 2∅22A300 => ASC=76010-4 м2
Арматура AS: 2∅25A300 => AS=98210-4 м2
Расчет по прочности изгибающих элементов таврового сечения.
Rbt = 0.75 МПа - расчетное сопротивление при растяжении;
Rb = 8.5 МПа - расчетное сопротивление при сжатии;
Eb = 24·10 3 МПа -модуль упругости бетона;
γb1 = 09 - коэффициент условий работы бетона;
Арматура класса А300
RS = 270 МПа - расчетное сопротивление арматуры на растяжение;
RSC = 270 МПа - расчетное сопротивление арматуры на сжатие;
ES = 2·10 5 МПа - модуль упругости арматуры;
γS = 1 - коэффициент надежности.
Рис. 3.1 Сечение таврового ригеля
Необходимо установить где будет проходить нейтральная ось (по полке или по ригелю):
Допустим что x = hf.
Составляют уравнение моментов:
Mf=RSCASCh0-aSC+Rbγb1bfhfh0-
bf = 06 (м) – ширина полки ригеля;
hf = 006 (м) – высота сжатой зоны;
h0=052 (м)-рабочая высота ригеля;
aS=004 м– высота защитного слоя;
aSC=003 (м) – высота защитного слоя.
Арматуру в сжатой зоне: 2∅10A300 => ASC=15710-4 м2
Mf=27010315710-4052-003+8510306006052-0062=17071 (кНм).
Сравнивают: M>Mf x≤hf => нейтральная ось проходит по ригелю.
Т.к. х≥hf то расчет ведется как для элемента прямоугольного сечения предполагая что b=bf
Рис. 3.2 Сечение ригеля
Cоставляют уравнение усилий:
M=RSCASCh0-aSC+αmRbγb1b
αm=M-RSCASCh0-aSC-Rbγb1(bf-b)hfh0-hf2Rbγ
αm=18322-27010315710-4047-003-8510309(06-0156)006047-003851030901560472=0284.
αm≤05-сечение достаточно
αR=1-05=05771-050577=0410;
R получают ASC – принимают по конструктивным требованиям;
As=RSCASC+Rbγb1bx+Rbγb1(bf-b)hfRS=.
=27010315710-4+851030901560161+8510309(06-0156)006270103=160210-4(м2);
Принимают арматуру в растянутой зоне:
∅32A300 => AS=160810-4 м2
=AS+ASCbh0=15710-4+160810-40156047=0024.
Условие выполняется:
Арматура в сжатой зоне: 2∅10A300 ASC=15710-4 м2
Арматура в растянутой зоне: 2∅32A300 AS=160810-4 м2
Расчет по прочности сечений наклонных к продольной оси ригеля таврового профиля: на действие силы по наклонной трещине; на действие силы по наклонной полосе между наклонными трещинами.
Полная расчетная поперечная сила на ригеле – Q = 1647 кН
Rbt = 075 МПа – расчетное сопротивление при растяжении;
Eb = 240·10 3 МПа – модуль упругости бетона;
φb2 = 15 – коэффициент условий работы бетона;
γb2 = 09 – коэффициент условий работы бетона учитывающий особенности свойства бетона:
Арматура класса А300;
RSW= 225 МПа – расчетное сопротивление поперечной арматуры;
ES = 2·10 5 МПа – модуль упругости арматуры;
φSW = 075 – коэффициент надежности.
Рис. 4.1 Сечение таврового ригеля
2 Расчет по прочности.
h0=520-50=470 мм - рабочая высота ригеля;
Рис 4.2 Расчетная схема наклонной трещины
Определяют минимальное значение поперечной силы в бетоне над наклонной трещиной:
Qb min=05090751030156047=2474 кН
Т.к. Q>Qb min то диаметр поперечной арматуры dsw принимают по расчету.
Определяют проекцию наклонной трещины на горизонтальную ось:
c=1507510301560472091647=021 м
Получают: ch0 то c=сут=h0=047 м.
Qb ут=φb2Rbtbh02γb2сут
Qb ут*=150751030156047209047=7424 кН
Определяют погонная поперечная сила воспринимаемая поперечными стержнями.
qsw= Q-Qb ут*φswсут=1647-7424075047=25662кНм
qsw min=025Rbtγb2b=025075103090156=2632кНм
Т.к. Q>Qb ут* то в дальнейшем считают площадь поперечной арматуры:
Выбирают предварительное значение шага: S = 020 м
Smax=Rbtγb2bh02Q=07510309015604721647=024 м
Условие выполняется: S≤Smax.
Условие выполняется. Окончательный шаг поперечной арматуры принимают – 200 мм.
Шаг поперечной арматуры в середине ригеля равен:
S1=075h0=075047=034 м
Из условия кратности принимают шаг поперечной арматуры S1=300 мм
Площадь поперечной арматуры:
Asw=25662025225103=22210-4м2
Принимают поперечную арматуру:
∅12A300 => ASW=22610-4 м2
Расчет по прочности и устойчивости колонны каркаса.
Полная расчетная продольная сила в колонне – 85521 кН
Длительная расчетная продольная сила в колонне – 52488 кН
Полный расчетный изгибающий момент в колонне – 4941 кН·м
Длительный расчетный изгибающий момент в колонне – 2921 кН·м
Сечение колонны 300 х 300 мм;
Высота этажа HЭТ=42 м
Rb = 115 МПа - расчетное сопротивление при сжатии;
Eb = 275·10 3 МПа - модуль упругости бетона;
γb2 = 09 - коэффициент условий работы бетона;
Арматура класса А500:
RS = 435 МПа - расчетное сопротивление арматуры на растяжение;
RSC = 435 МПа - расчетное сопротивление арматуры на сжатие;
ES = 20·10 4 МПа - модуль упругости арматуры;
2 Расчет устойчивости колонны.
Определяют условно критическую силу вызываемую потерю устойчивости:
где: D - цилиндрическая жесткость;
D= Ebbh300125φl03+e+0175αh0-aSCh2
где: h0=h-as=03-005=025 м - рабочая высота сечения колонны;
α=ESEb=20104275103=69
eo=MN=494185521=0058 м
e=e0h=005803=019>015 тогда e=019
M1=Ne0+h2-as=855210058+032-005=13512 кНм
eol=MlNl=292152488=0056 м
M1l=Nle0l+h2-as=524880056+032-005=8188 кНм
φl=1+M1lM1=1+818813512=1612
D=2751090300900125161(03+019)+0175001569025-005032
Ncr=987545737103422=305341 кН
αn=NRbγb1bh0=855211151030903025=11
αm1=NeRbγb1bh02=8552101811510309030252=079
e=e0+h2-as=1390058+015-005=018 м
=11-NNcr=11-85521305341=139
R=081+Rs700=081+073=046
αR=R1-05R=0461-05046=0354
ASC=AS=Rbbh0RSCαm1-(1-2)1-
=111-046+20790461-046+2079=0623
ASC=AS=115300250435079-0623(1-050623)1-02=765 мм2
=765+765300300=00157
-1=0015-001570015=0046005
Принимают по сортаменту 2∅25A500 с площадью А=982 10-4 м2
Диаметр поперечной арматуры: dsw≥14ds=625мм
Окончательно принимают dsw=8мм
Шаг поперечной арматуры S=15ds=375мм.
Из условия кратности принимают S=350мм.
Рис 5.1 Армирование колонны
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
СНиП 52-01-2003 – «Бетонные и железобетонные конструкции»;
СП 52-101-2003 – «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры»;
Пособие к СП 52-101-2003 – «Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры»;
Учебник для вузов – «Железобетонные и каменные конструкции». Бондаренко В.М. Суворкин Д.Г.