Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания

Ивасык Пояснительная записка ЖБ здание.docx

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
УО «ГРОДНЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра строительных конструкций
по дисциплине «Железобетонные и каменные конструкции»
Тема: «Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания»
Специальность: ПГС;
Форма обучения: дневная;
Группа: СДП-ПГС-171;
Компоновка монолитного ребристого перекрытия4
1. Проектирование компоновочной схемы4
2. Предварительное назначение размеров поперечных сечений элементов перекрытия4
Расчёт арматуры монолитной плиты перекрытия6
1 Определение воздействий6
2 Статический расчёт монолитной плиты.7
3 Расчёт прочности наклонных сечений13
Расчет второстепенной балки14
1 Определение нагрузок14
2 Определение эффективных пролетов16
3 Определение расчетных усилий17
3.1. Расчет прочности нормальных сечений и подбор арматуры в расчетных сечениях балки19
4 Построение эпюры материалов и определение мест обрыва арматуры второстепенной балки23
5 Расчет прочности по наклонным сечениям27
Расчет сборного железобетонного перекрытия30
1. Назначение размеров сборных плит перекрытий30
2 Проектирование ригеля31
2.1 Назначение размеров ригеля31
2.2 Определение расчетных пролетов31
2.3 Сбор нагрузок на ригель32
2.4 Построение эпюр изгибающих моментов и поперечных сил33
2.5 Расчет прочности нормальных сечений37
2.6 Построение эпюры материалов38
2.7 Расчет прочности наклонных сечений по поперечной силе42
3 Расчет колонны первого этажа45
3.2 Подсчёт нагрузок46
3.3 Определение поперечного сечения колонны47
3.4 Определение моментов первого порядка49
3.5 Расчет с учетом эффектов второго порядка51
3.6 Расчет и конструирование продольной арматуры54
3.7 Конструирование и армирование консоли колонны57
3.8 Конструирование стыка ригеля и колонны58
3.9 Конструирование стыка колонн59
Список использованных источников60
Компоновка монолитного ребристого перекрытия
- длина здания – 74 м;
- ширина здания – 198м;
- сетка колонн м – 6674 м;
- рабочей арматуры каркасов балок ригеля колонн –
- класс условий эксплуатации –
- толщина стены – 600 мм;
- привязка к стене – 200 мм;
- конструкция пола: керамическая плитка
- функциональная нагрузка – 72 кНм
- район строительства – Минск
1. Проектирование компоновочной схемы
Шаг второстепенных балок ls назначается по условиям курсового проекта так чтобы соблюдалось отношение при котором плита считается балочной
Шаг второстепенных балок принимаем из расчета на то что в пролет главной балки должно лечь целое колчичество балок. Поэтому шаг второстепенных балок принимаем и проверим выполнение условия:
2. Предварительное назначение размеров поперечных сечений элементов перекрытия
Значения геометрических размеров элементов перекрытия предварительно назначаются следующие:
- высота и ширина поперечного сечения второстепенных балок (табл.1 [1]):
- высота и ширина поперечного сечения главных балок (табл.1 [1]):
Толщина плиты hs принимается исходя из следующих условий:
- по конструктивным требованиям из условий жесткости по таблице 2 [1]:
- согласно таблице 2 [1] в зависимости от величины переменного воздействия толщина балочных плит равна 90 мм.
- согласно условию для класса эксплуатации ХC1 по таблице П4 [1]:
Окончательно в расчет принимается hs =90 мм.
Компоновочная схема рис. 1.1.
Расчёт арматуры монолитной плиты перекрытия
1 Определение воздействий
Определение величин воздействий на 1м2 перекрытия приведено в таблице 1.1.
Таблица 1.1. Нагрузки на 1м2 монолитного перекрытия
Частный коэффициент для воздействий (табл. 4 [3])
собственный вес плиты
= 009 м ρ = 25 кНм3;
Цементно-песчаный раствор
= 0015 м ρ = 18 кНм3; [2]
= 002м ρ = 24 кНм3; [2]
Принимая грузовую полосу для монолитной плиты bs 1 м расчетная нагрузка на плиту составит: постоянная нагрузка qd=405 кНм переменная qd=108кНм.
- первое основное сочетание
- – коэффициент сочетаний переменных воздействий принимаемый по таблице А1.1 [1] ;
- второе основное сочетание
- коэффициент уменьшения для неблагоприятно действующей
постоянной нагрузки;
В дальнейшем при расчетах используем нагрузку fd = 14243 кНм.
2 Статический расчёт монолитной плиты.
Статический расчет плиты выполняем рассматривая ее как многопролетную неразрезную балку шириной b1000 мм опертую на второстепенные балки. Привязка кирпичных стен – a 200.
Эффективный расчетный пролет leff определяют по формуле (ф. 5.8 [3]):
- в крайних пролётах:
- в средних пролётах:
Рисунок 2.2 - Определение эффективных расчетных пролетов монолитной плиты
- в первом пролете и на первой промежуточной опоре:
- в средних пролетах и на средних опорах для плит не окаймленных по контуру балками независимо от способа армирования:
Рисунок 2.3 – Расчетная схема монолитной плиты
Расчет прочности нормальных сечений
Характеристика принимаемых материалов:
Для бетона класса С2025 (табл. П1 [1]):
- характеристическая прочность бетона - 20 МПа;
- расчетное значение прочности бетона при 15 с (табл. 2.1N [3])
Расчетные характеристики арматуры класса S500:
- Характеристическое значение предела текучести арматуры –
- Расчетное значение предела текучести арматуры при (табл. 2.1 [3])
- Модуль упругости -
Размеры сечения принятые для расчета: bs = 1000 мм; hs = 90 мм.
Для определения рабочей высоты сечения предварительно определяем толщину защитного слоя:
Рабочая высота сечения плиты:
где cnom - толщина защитного слоя бетона; cm cm m dev c - допустимое при проектировании отклонение принимаемое 10 мм; - предполагаемый диаметр арматуры. Расчёт продольной арматуры в каждом сечении плиты выполняется по соответствующим изгибающим моментам как для прямоугольного сечения с одиночной арматурой. Расчет требуемой площади арматуры в расчетных сечениях плиты выполняем по алгоритму №1 [1] а результаты расчета сводим в таблицу 1.2.
Относительный изгибающий момент воспринимаемый сжатой зоной бетона:
Относительная высота сжатой зоны и относительное плечо :
Граничная относительная высота сжатой зоны:
Так как 011 049 что означает полное использование растянутой арматуры.
Определение требуемой площади сечения арматуры:
Определение минимальной площади армирования:
Так как 0079 049 что означает полное использование растянутой арматуры.
Таблица 1.2 – Требуемая площадь сечения арматуры на 1 м плиты
Крайний пролет и крайняя опора при непрерывном
Средние пролеты и средние опоры без окаймления
По конструктивным требованиям (п.9.3.1.1 [3]) расстояние не должно превышать:
- между рабочими стержнями
- между распределительными стержнями
По данным таблицы 1.2 подбираем рабочую и распределительную арматуру.
- в средних пролётах и на средних опорах требуемое значение As1 = 15 см2. По таблице 5 [1] принимаем сетку С1 с рабочей арматурой 5S500 с шагом 125 мм по таблице 6 [1] подбираем диаметр и шаг распределительных стержней – 3S500 с шагом 350.
Величина нахлеста составит:
- вдоль рабочей арматуры принимается
- вдоль распределительной арматуры но не менее шага
распределительной 350 мм (табл. 8.4 [3])
Принимаем сетку С1: 4С c площадью рабочей арматуры As1 = 157 см2.
В первом пролёте и на первой промежуточной опоре размещаем дополнительную сетку С2. Требуемая площадь равна As2 = 201-157=044 см2 По таблице 5 [1] принимаем сетку С2 с рабочей арматурой 3S500 с шагом 150 мм по таблице 6 [1] подбираем диаметр и шаг распределительных стержней – 3S500 с шагом 400.
Над главными балками устанавливаем конструктивно верхние сетки площадь сечений поперечных рабочих стержней которых составляет не менее 13 площади пролётной арматуры плиты (As3 = ). Минимальную длину рабочих стержней (ширину сетки) назначают из условия что расстояние от грани балки в каждую сторону было не менее 14 пролёта плиты.
Над главными балками принимаем сетки С3 с маркировкой 3С: с площадью рабочей арматуры As2 = 052 см2. Сетка С3 имеет продольную распределительную арматуру и поперечную рабочую.
Схема армирования монолитной плиты представлена на рисунке 1.4.
Рисунок 2.4 - Схема армирования монолитной плиты
3 Расчёт прочности наклонных сечений
Расчет прочности железобетонных элементов на действие поперечных сил производится из условия п. 6.2.2 [3].
- расчетная поперечная сила в рассматриваемом сечении вызванная действием нагрузок (см. рис. 1.3).
- поперечная сила воспринимаемая железобетонным элементом без поперечной арматуры определенная по формуле:
где принимаем k = 2.
Коэффициент продольного армирования
Так как условие выполняется то сопротивление сечения плиты действию поперечной силы обеспечено.
Расчет второстепенной балки
1 Определение нагрузок
Ребро второстепенной балки монолитно связано с плитой и поэтому второстепенную балку рассматривают как балку таврового сечения (рис. 1.5) где
Рисунок 3.1 – Расчетное поперечное сечение второстепенной балки
Характеристическая и расчетная нагрузка на один погонный метр второстепенной балки собираемая с грузовой полосы шириной равной шагу второстепенных балок .
собственный вес второстепенной балки
ρ=25кНм3(табл.А1[2])
Первое основное сочетание:
Для дальнейших расчетов балки принимаем второе сочетание как наиболее неблагоприятное при fd =33569 кНм.
2 Определение эффективных пролетов
Эффективный расчетный пролет leff определяют по формуле 5.8 [3]:
Рисунок 3.2 - К определению расчетных пролетов второстепенной балки
3 Определение расчетных усилий
Ординаты огибающей эпюры изгибающих моментов вычисляются в сечениях через по формуле при коэффициенте . Значения изгибающих моментов в различных сечениях второстепенной балки представлены в таблице 1.4.
Таблица 1.4 - Изгибающие моменты второстепенной балки
Нулевые точки эпюры положительных моментов расположены на расстояниях 015· от грани опор:
- в крайнем пролёте:
- в среднем пролёте:
Положение нулевой точки отрицательных моментов в 1-м пролёте
Перерезывающие силы (у граней опор):
- у опоры В справа и у остальных опор:
Рисунок 3.3 – Огибающие эпюры изгибающих моментов и поперечных сил для второстепенной балки
3.1. Расчет прочности нормальных сечений и подбор арматуры в расчетных сечениях балки
Определение требуемой площади сечения арматуры при действии положительного момента ведем как для таврового сечения с полкой в сжатой зоне. При действии отрицательного момента полка находится в растянутой зоне следовательно расчетное сечение будет прямоугольным.
Рисунок 1.8 - Расчетное сечение второстепенной балки:
а) при действии положительного момента б) при действии отрицательного момента
Рабочая высота сечения плиты:
Эффективная ширина полки beff для тавровых балок определяется:
- в первом (крайнем) пролёте
- шаг второстепенных балок
- ширина ребра второстепенной балки
Выполним расчет крайней второстепенной балки:
Эффективная ширина свеса полки:
Расчет продольной арматуры второстепенной балки производится с использованием линейно-параболической эпюры распределений напряжений используя алгоритм №2 [3].
Так как то нейтральная ось проходит в пределах полки. Сечение рассчитывается как прямоугольное с шириной .
- подбор площади сечения продольной арматуры в первом пролёте по положительному моменту:
Относительный момент сжатой зоны:
Проверка условия . Так как 0265 ≤ 049 что означает полное использование растянутой арматуры.
Требуемая площадь арматуры:
- подбор площади сечения продольной арматуры на опоре В:
bw = 200 мм т.к. сжатая зона находится в ребре в нижней части балки.
Проверка условия . Так как ≤ 049 что означает полное использование растянутой арматуры.
Результаты расчетов и подбор арматуры в расчетных сечениях сводим в таблицу 1.4
Таблица 1.4 – Назначение количества и диаметра стержней
Расположение арматуры
Требуемая площадь армирования
Принятая площадь армирования
Принятое армирование
4 Построение эпюры материалов и определение мест обрыва арматуры второстепенной балки
Определив необходимую площадь сечения арматуры в пролетах и на опорах необходимо назначить количество и диаметр стержней по таблице П2. Сначала подбирают арматуру во всех пролетах. Следует стремиться к меньшему количеству разных диаметров рабочей арматуры (не более трех). Минимальный диаметр рабочих стержней для каркасов принимается равным 25 мм максимальный - 25 мм.
Несущая способность сечений балки по арматуре определяется по формуле:
где расчетная прочность арматуры определяемая по формуле:
где - характеристическое значение предела тякучести арматуры (дано по заданию) MПа;
- частный коэффициент для арматуры [1 табл 2.1N]=115
- площадь поперечного сечения арматуры (табл 1.4);
- уточненная высота рабочей зоны сечения;
– коэффициент определяемый по формуле:
где -коэффициент равный ;
- относительная высота сжтой зоны определяемая по формуле:
где - коэффициент равный ;
– коэффициент учитывающий длительное действие нагрузки и неблагоприятный способ ее приложения для бетонна класса С2025 [п. 3.1.6 2];
расчетная прочность арматуры определяемая по формуле (1.75);
- расчетное значение предела прочности бетона определяем по формуле:
где - частный коэффициент безопасности для бетона [2 табл 2.1N] =15
b – ширина сечения м;
- площадь поперченого сечения арматуры (табл 1.4);
d – уточненная высота рабочей зоны сечения определяемая по формуле:
Расчеты необходимые для построения эпюры материалов представлены в таблице 3.2
Таблица 3.2 – Вычисление эпюры ординат для продольной арматуры
Уточненная высота сечения
Принятая площадь армирования мм2
Расчетное значение предела текучести арматуры
-ый пролет (нижняя арматуры b= beff=1835 мм)
-ый пролет (верхняя арматура b= beff =200 мм)
Опорная арматура. Опора B (b= beff =200 мм)
Определим длину анкеровки обрываемых стержней по формуле:
В связи с тем что произведение изменяется в пределах 07-1 а величина в условиях обрыва арматуры второстепенной балки принимается равной 07 то в курсовом проекте с целью уменьшения расчетной части разрешается принимать а .
lbmin— минимальная длина анкеровки принимаемая:
— для растянутых стержней;
— для сжатых стержней -
— базовая длина анкеровки определяемая по формуле:
где fbd— предельное напряжение сцепления по контакту арматуры с бетоном определяемое по формуле:
fctd— расчетное сопротивление бетона растяжению [1 табл. П1];
= 07— коэффициент учитывающий влияние условий сцепления и положение стержней при бетонировании;
—коэффициент учитывающий влияние диаметра стержня:
при >32 мм 2=(132 )100;
Анкеровка растянутой арматуры:
Окончательно принимаем .
Анкеровка сжатой арматуры:
Окончательно принимаем 750 мм.
Рисунок 3.4 – Эпюра материалов второстепенной балки
5 Расчет прочности по наклонным сечениям
Расчет на действие поперечных сил начинается с проверки необходимости установки поперечной арматуры по условию п 6.2.1 [2]:
VEd— расчетное значение поперечного усилия в рассматриваемом сечении вызванная действием нагрузок.
VRdc— расчетное значение сопротивления поперечной силе без поперечной арматуры.
– коэффициент продольного армирования;
где As1 — площадь сечения продольной растянутой арматуры;
Так как Ved=кН >VRdc=4824 кН требуется поперечное армирование.
Длина участка на котором необходимо поперечное армирование устанавливать по расчета определяется:
где – сочетание нагрузок;
Согласно п.6.2.3(5) [2] при равномерно распределённой нагрузке приложенной по верхней грани элемента площадь поперечной арматуры на любом отрезке длиной l=zcot может быть рассчитана по наименьшему значению VEd на этом отрезке.
Первое расчетное сечение назначаем на расстоянии от опоры
Поперечное усилие в данном сечении:
Задаёмся углом наклона трещин к горизонтали =40. В пределах длины расчетного участка поперечное армирование рассчитывают из условий п 6.2.3 [2]:
где: VRds – расчетная поперечная сила воспринимаемая сечением с поперечным армированием определяется по формуле:
Задавшись шагом поперечной арматуры определяем площадь её сечения по последней формуле учитывая то что в данном методе количество поперечной арматуры рассчитывают приняв условие что напряжения в ней достигают предела текучести т.е.
Плечо внутренней пары сил
Принимаем шаг поперечной арматуры s=100 мм
Площадь поперечной арматуры
Принимаем 28 (Asw=101 мм2)
Проверяем условие ограничения максимальной площади эффективной поперечной арматуры:
где: - коэффициент учитывающий снижение прочности бетона при сжатии в условиях растяжения и равный для тяжелого бетона:
Так как 17563679 – условие выполняется.
Поперечная сила которая может быть воспринята полосой бетона между наклонными трещинами:
Так как – условие выполняется.
Расстояние от опоры до второго расчетного сечения
Действующее значение поперечной силы
Требуемый шаг поперечной арматуры
Аналогично определяется шаг по всей длине расчетного участка. Результаты сведены в таблицу 3.2.
Наибольшее расстояние между поперечными стержнями определяется по формуле:
Таблица 3.2 – Определение шага поперечной арматуры
Расстояние от опоры до расчетного сечения
Наименьшее значение поперечной силы в сечении Ved кН
Шаг поперечных стержней по расчету мм
Рисунок 3.5 – Каркас второстепенной балки
Расчет сборного железобетонного перекрытия
1. Назначение размеров сборных плит перекрытий
Размеры плит назначаем из компоновки конструктивной схемы. Плита П1 имеет размеры 1600х7400 мм плита П2 - 1200х7400 мм. Компоновка сборного ребристого перекрытия показана на рисунке 2.1
Рисунок 4.1 – Компоновка сборного ребристого перекрытия
2 Проектирование ригеля
2.1 Назначение размеров ригеля
Ориентировочные размеры поперечного сечения ригеля прямоугольной формы назначаем следующими:
-высоту сечения определяем по формуле:
где – пролет ригеля;
-ширину сечения определяем по формуле:
где - высота ригеля;
2.2 Определение расчетных пролетов
Найдем расчетный пролет для крайнего ригеля по формулам:
Найдем расчетный пролет для среднего ригеля:
Рисунок 4.2 – К определению расчетных пролетов ригеля
2.3 Сбор нагрузок на ригель
Определяем постоянные и переменные воздействия
Конструкция пола: 1-железобетонная монолитная плита (120 мм) 2-теплоизоляционная прокладка (50 мм) 3-стяжка из легкого бетона (20 мм). Конструкция пола представлена на рисунке 1.5
Рисунок 4.3 – Конструкция пола
Характеристические и расчетные значение нагрузок представлены в таблице 2.1
Таблица 3.1 – Нагрузки на ригель
Характеристическая нагрузка кНм2
Коэффициент надежности по нагрузке (табл. А1.2(А)) [4]
Расчетная нагрузка кНм
-собственный вес плиты() b=74 м
Ц.П.С. =0015р =18 кНм3 b=74 м
-керамическая плитка =002 м =24 кНм3 b=74 м
-собственный вес ригеля (h=066 м b=025 м =25 кНм3
Продолжение таблицы 3.1
-переменная =72 кНм2
Расчетную нагрузку на плиту будем считать по [6] (таблица А.2(А) примечание 2 через сочетание нагрузок где учитываются постоянные неблагоприятные доминирующие и прочие сопутствующие воздействия:
-первое основное сочетание
-второе основное сочетание
где – частный коэффициент для постоянных воздействий;
– характеристическое значение постоянного воздействия j;
– частный коэффициент переменного воздействия;
– характеристическое значение доминирующего переменного воздействия;
– характеристическое значение сопутствующего переменного воздействия;
– коэффициент сочетаний переменных воздействий принимаемый по таблице А1.1 [1] ;
– коэффициент уменьшения для неблагоприятно действующей постоянной нагрузки;
Расчетные нагрузки на 1 пог. м ригеля при ширине грузовой площади 74 м
Подставив все значения в формулы (1.8) и (1.9) получаем:
-первое основное сочетание:
-второе основное сочетание:
Для расчетов принимаем наиболее неблагоприятное – второе .
2.4 Построение эпюр изгибающих моментов и поперечных сил
Расчетная схема ригеля – неразрезная многопролетная балка с шарнирным опиранием на стены и жесткой заделкой в колонны с учетом перераспределения усилий. Ригель рассчитывается как упругая система на действие постоянных и различных вариантов невыгодного расположения временных нагрузок.
Рисунок 4.4 – Варианты схем загружения
Построение эпюр изгибающих моментов и поперечных сил произведено с помощью программы «Robot» полученные эпюры изображены на рисунке 2.5 и рисунке 2.6
Рисунок 4.5 – Эпюры изгибающих моментов
Рисунок 4.6 – Эпюры поперечных сил
Для перераспределения усилий вводится пластический шарнир опорные моменты изменятся на 30%. В данном проекте уменьшаем на величину 11% для крайних опор и на 30% в средних опорах. Эпюры перераспределения огибающая эпюра без распределения и с распределением представлены на рисунке 2.7
Рисунок 4.7 – Эпюры изгибающих моментов без распределения усилий перераспределение усилий эпюра изгибающих моментов с учетом возникновения пластического шарнира
2.5 Расчет прочности нормальных сечений
Расчет второстепенной балки в пролете (крайний пролет). Первоначально примем d=625 мм (арматура ;
Рисунок 4.8 – Расчетное поперечное сечение ригеля в пролете
где b– ширина поперечного сечения;
d – рабочая высота сечения;
fcd – расчетное значение предела прочности бетона определяемая по формуле:
Определим значение относительного плеча:
Определим требуемую площадь сечения арматуры:
Таблица 4.2 – Назначение количества и диаметра стержней
Расчетный момент кН*м
Требуемая площадь армирования см2
Принятая площадь армирования см2
2.6 Построение эпюры материалов
Уточним высоту рабочей зоны для каждого участка.
для растянутых стержней:
для сжатых стержней:
Кроме того общая длина запуска стержня за точку теоретического обрыва для растянутых стержней должна быть не менее 05h где h - высота ригеля.
Окончательно принимаем 2000 мм.
Таблица 4.3 – Вычисление эпюры ординат для продольной арматуры
-ый пролет (нижняя арматуры b= 250 мм)
-ый пролет (верхняя арматура b= 250)
Опорная арматура. Опора B (b =250 мм)
Рисунок 4.9 – Эпюра материалов
2.7 Расчет прочности наклонных сечений по поперечной силе
Так как Ved= кН > VRdc=10625 кН требуется поперечное армирование.
Задаёмся углом наклона трещин к горизонтали =40 В пределах длины расчетного участка поперечное армирование рассчитывают из условий п 6.2.3 [2]:
Площадь поперечной арматуры;
Принимаем 212 (Asw=226 мм2)
Так как 314368 – условие выполняется.
Действующее значение поперечной силы:
Аналогично определяется шаг по всей длине расчетного участка. Результаты сведены в таблицу 4.2.
Таблица 4.4 – Определение шага поперечной арматуры
Поперечное армирование представлено на рисунке 4.7
Рисунок 4.10 – Каркас ригеля
3 Расчет колонны первого этажа
Нагрузки действующие на колонну:
-постоянная – собственный вес колонны конструкции покрытия перекрытия;
-переменная – полезная нагрузка от перекрытий (функциональная) снеговая нагрузка.
Определяем характеристические нагрузки:
Вес от сборного перекрытия:
где 24кНм2 –собственный вес плиты (табл.3.1);
b – ширина ригеля (п. 3.1.1);
h – высота ригеля (п. 3.1.1);
– плотность железобетона.
Принимаем вес кровли рулонной «Стеклоизол» трехслойной в соответствии с методическими указаниями [4 стр. 43 табл.17.1]:
Вес утеплителя (Минераловатные плиты жёсткие) на покрытии здания в соответствии с методическими указаниями [4 стр. 43 табл.17.2]:
Вес от конструкции пола:
Нормативная снеговая нагрузка для г. Минск (2 снеговой район подрайон 2в) по национальному приложению изменение №2 ТКП EN 1991-1-3-2009 (стр.4 рисунок НП.1) [5]. Определим снеговую нагрузку действующую на покрытие по следующей формуле:
где – коэффициент формы снеговых нагрузок () [5 табл. 5.2];
– характеристическое значение снеговых нагрузок на грунт [5 табл. НП.1.1];
– коэффициент окружающей среды () [5 табл. 5.1];
– температурный коэффициент () [5 п.5.2 (8)].
где – высота местности над уровнем моря (А=281м) по [6].
Нормативная временная (полезная) нагрузка на сборное междуэтажное перекрытие qk2 = 72 кНм2 (по заданию).
Сечение колонн всех этажей здания в первом приближении назначаем 400400 мм.
3.2 Подсчёт нагрузок
Рассмотрим колонну второго этажа. Грузовая площадь:
Подсчёт нагрузок на колонну снесён в таблицу 3.4.
Число этажей в здании – 6 Высота этажа – 42м.
Таблица 3.4 – Нагрузки на колонну второго этажа
Наименование и подсчет нагрузок
Нагрузка от конструкций покрытия и перекрытий:
Нагрузка от собственного веса колон всех этажей:
Временная нагрузка на перекрытия:
Снеговая нагрузка на покрытие:
Первое основное сочетание нагрузок:
где – характеристическое значение постоянных воздействий (табл. 2.5);
=135 – частный коэффициент для постоянного воздействия j при определении расчётных значений нагрузки по [2 ст. 59 таблица А.2 (А) примечание 2];
– характеристическое значение доминирующего переменного воздействия по табл. 1.1;
=15 – частный коэффициент переменного воздействия по [2 ст. 59 таблица А.2 (А) примечание 3];
– коэффициент сочетаний переменных воздействий по [2 ст. 27 таблица А.1.1] (для помещений со значительным скоплением людей) и [5 табл. НП.2];
Подставив все значения в формулу (3.44) получаем:
Второе основное сочетание нагрузок:
где =085 –коэффициент уменьшения для неблагоприятно действующей постоянной нагрузки по [2 ст. 48 таблица А.2.4(В) примечание 2].
Подставив все значения в формулу (2.7) получаем:
Практически постоянное сочетание:
где – коэффициент сочетаний переменных воздействий по [5 табл. НП.2].
В дальнейших расчётах учитываем второе основное сочетание нагрузок
3.3 Определение поперечного сечения колонны
Предварительные размеры колонны назначаются исходя из условий:
где - коэффициент принимаемый равным ;
где - частный коэффициент безопасности для бетона [2 табл 2.1N];
- площадь сечения колонны;
- расчетная прочность арматуры определяемая по формуле:
где - характеристическое значение предела текучести арматуры (дано по заданию);
- частный коэффициент для арматуры [2 табл 2.1N];
- нагрузка действующая на колонну
Минимальная площадь арматуры определяется из условия:
Из этого условия подставляем площадь арматуры в формулу 3.25.
Тогда принимаем сечение колонны 500х500 мм.
3.4 Определение моментов первого порядка
Под эффектами первого порядка понимают эффекты от воздействий которые рассчитываются без учета влияния деформации конструкций но с учетом геометрических несовершенств. Случайный эксцентриситет определяется из условия (п 6.1.4 [2])
где h – высота сечения колонны;
- расчетная длина колонны определяемая по формуле [п. 5.8.3.2 2]:
где - значение относительной податливости закрепления от поворота на нижнем конце колонны;
- значение относительной податливости закрепления от поворота на верхнем конце колонны;
Для колонны второго этажа определяемое по формуле:
где - момент инерции колонны определяем по формуле:
где - ширина сечения колонны;
- высота сечения колонны;
- модуль упругости колонны определяем по формуле:
где - среднее значение цилиндрической прочности бетона на сжатие [табл 3.1 2];
- момент инерции ригеля определяем по формуле:
где - ширина поперечного сечения ригеля;
- высота поперечного сечения ригеля;
Значения моментов первого порядка у концов колонны и определяются как произведение продольной силы и начального продольного эксцентриситета:
где - сочетание нагрузок;
При расчете необходимо определить требуется ли учитывать эффекты второго порядка – дополнительные эффекты от воздействия обусловленные деформацией конструкции [п. 5.8.1 2].
Эффекты второго порядка могут не учитываться если гибкость колонны меньше значения . В соответствии с [п. 5.8.3.1 2].
где n – относительное продольное усилие определяем по формуле:
- площадь поперечного сечения колонны;
- принимаем равным 07;
- принимаем равным 11;
Гибкость колонны определяем по формуле:
- расчетная длина колонны;
- размер поперечного сечения колонны;
Так как производим расчет с учетом эффектов второго порядка
3.5 Расчет с учетом эффектов второго порядка
где - коэффициент который зависит от распределения моментов с учетом моментов первого и второго порядка определяем по формуле:
где - коэффициент который зависит от распределения момента с учетом первого порядка. При постоянном моменте с учетом эффектов первого порядка;
- момент с учетом эффектов первого порядка определяем по формуле:
где - расчетное значение продольного усилия;
- момент с учетом эффектов второго порядка определяем по формуле:
- критическая сила определенная на основе номинальной жесткости определяем по формуле:
где - расчетная длина колонны;
- номинальная жесткость сечения определяем по формуле:
где - расчетное значение модуля упругости определяемое по формуле:
- коэффициент приведенный в [3] принимаем равным
- расчетное значение модуля упругости арматуры принимаем;
- момент инерции арматуры относительно центра тяжести поперечного сечения бетона определяем по формуле:
где - площадь арматуры определяем по формуле:
где - площадь колонны;
с – толщина защитного слоя;
- момент инерции сечения колонны определяем по формуле:
- коэффициент учитывающий влияние трещин ползучести и т.п рассчитываем по формуле:
где - коэффициент который зависит от класса прочности бетона определяем по формуле:
где - характеристическая прочность бетона [2 табл 3.1];
- коэффициент который зависит от продольного усилия и гибкости определяем по формуле:
- эффективный коэффициент ползучести определяемый по формуле:
где -предельная характеристика ползучеcти принимаем ;
- изгибающий момент с учетом эффекта первого порядка при практически постоянном сочетании нагрузок (предельное состояние по эксплуатационной пригодности) определяем по формуле:
где - изгибающий момент от практически постоянного сочетания рассчитанный по формуле:
где - поперечная сила от практически постоянного сочетания;
- изгибающий момент с учетом эффекта первого порядка при расчетном сочетании нагрузок (предельное состояние по несущей способности);
- коэффициент учитывающий влияние арматуры =1;
Тогда момент с учетом второго порядка равен:
Дальнейшие расчеты ведем по моменту второго порядка.
3.6 Расчет и конструирование продольной арматуры
Расчет арматуры выполняем по параболически-линейной диаграмме деформирования бетона.
Определение значения относительного изгибающего момента воспринимаемого сжатой зоной сечения:
где - момент второго порядка;
- ширина сечения колонны;
- рабочая высота сечения;
Первоначально зададимся диаметром арматуры мм.
Тогда рабочая высота сечения:
Так как то определение площади рабочей арматуры производится по 2-ой области деформирования.
Определяем относительную высоту сжатой зоны:
Необходимая площадь арматуры сжатой зоны:
где - минимальная площадь арматуры определяется из условия:
- нагрузка действующая на колонну;
Уточняем значение относительного изгибающего момента:
- необходима площадь арматуры сжатой зоны;
- расчетная прочность арматуры;
- расчетное значение предела прочности бетона;
По [7 табл. П7] определяем что расчет выполняется по верхнему пределу области деформирования 2.
По [7 табл. П7] с помощью интерполяции определяем значения параметров напряженно-деформированного состояния
Определяем площадь растянутой арматуры:
где - необходима площадь арматуры сжатой зоны;
Следовательно в растянутой зоне арматура ставится конструктивно.
Подбираем арматуру сжатой зоны по значению.
В сжатой зоне принимаем 220 () и в растянутой зоне 220 (). Таким образом общая площадь армирования колонны продольными стержнями составляет что больше чем.
Определяем величину изгибающего момента воспринимаемого сечением:
где - площадь армирования колонны;
- рабочая высота сечения определяем по формуле:
Проверка выполняется. Следовательно сопротивление сечения действующему изгибающему моменту обеспечено.
Диаметр стержней поперечной арматуры в каркасе колонны должен быть не менее продольной арматуры. Так как. Примем для поперечного армирования из стали S500.
Шаг поперечных стержней должен удовлетворять условиям:
Принимаем шаг поперечных стержней 400 мм.
3.7 Конструирование и армирование консоли колонны
Консоли в колоннах необходимы с целью создания необходимой площади для опирания конструкций.
Ширина консоли равна ширине колонны и равна 500 мм.
Примем расстояние от торца ригеля до грани колонны 50 мм величину опирания ригеля на консоль колонны 200 мм тогда длина консоли составит 250 мм. Полную высоту консоли примем 500 мм. Так как длина консоли превышает 150 мм то нижняя её грань у основания наклонена под углом 45о.
Консоль армируем наклонными хомутами диаметр стержней которых 6 мм с шагом 70 мм.
3.8 Конструирование стыка ригеля и колонны
Ригель и колонна связываются посредством сварки закладных деталей размещённых на ригеле и консоли колонны. Выпуски арматуры ригеля и колонны соединяются ванной сваркой. Пространство между колонной и ригелем заполняется цементно-песчаным раствором.
Конструктивное решение стыка ригеля и колонны представлено на рисунке.
Рисунок 4.11 – Стык колонны и ригеля
3.9 Конструирование стыка колонн
Из условия производства работ принимаем стык колонн на высоте 1 м над перекрытием.
Стык колонн осуществляется ванной сваркой продольных стержней расположенных в специальных подрезках которые затем замоноличиваются. Высоту подрезке принимаем 250х70 мм.
Торцы колонн выполняются плоскими. На одном из стыкуемых торцов устанавливают центрирующую прокладку размерами 02-025 размера сечения колонны. Примем центрирующую прокладку размерами 100х100 и толщиной 20 мм.
Концы стыкуемых колонн усиливаем поперечными сварными сетками диаметров 6 мм из стали S500. Количество сварных сеток принимаем 4. Так как арматура из стали S500 периодического профиля то длина зоны установки сеток составляет не менее продольной арматуры т.е. больше 140 мм. Первая сетка располагается на расстоянии 30 мм от торца остальные – на расстоянии 85 мм. В пределах подрезки устанавливаем две сетки и за её пределами ещё две.
Конструктивное решение стыка колонн представлено на рисунке
Рисунок 4.12 – Арматурные сетки стыка колонн
Список использованных источников
Волик А.Р. Монолитное железобетонное ребристое перекрытие. Методические указания к выполнению курсового проекта «Многоэтажное каркасное здание» по дисциплине «Железобетонные конструкции» (часть 1). Электронный вариант.
ТКП EN 1990-2011 (02250). Еврокод 0. Основы проектирования строительных конструкций [Текст]. - Взамен СТБ ЕН 1990-2007; введ. 01.04.2015. – Минск: Министерство архитектуры и строительства Республики Беларусь: Минстройархитектуры 2011. - 70 с.
ТКП 45-2.04-43-2006 (02250). Строительная теплотехника [Текст]. - Взамен СНБ 2.04.01-97; введ. 29.12.2006. – Минск: Министерство архитектуры и строительства Республики Беларусь: Минстройархитектуры 2007.- 35с.
ГОСТ 10632-2007. Плиты древесностружечные. Технические условия [Текст]. - Взамен ГОСТ 10632-89; введ. 01.06.2008. – Минск: Межгосударственный совет по стандартизации метрологии и сертификации 2007.- 17с.
ТКП EN 1991-1-1-2016 (33020). Еврокод 1. Воздействия на конструкции. Часть 1-1. Общие воздействия. Объёмный вес собственный вес функциональные нагрузки для зданий [Текст]. - Взамен СТБ ЕН 1991-1-1-2007; введ. 03.02.2016. – Минск: Министерство архитектуры и строительства Республики Беларусь: Минстройархитектуры 2016. - 45 с.
ТКП EN 1992-1-1-2009 (02250). Еврокод 2. Проектирование железобетонных конструкций. Часть 1-1. Общие правила и правила для зданий [Текст]; введ. 10.12.2009. – Минск: Министерство архитектуры и строительства Республики Беларусь: Минстройархитектуры 2009. - 206 с.
Голышев А.Б. Бачинский В.Я. Харченко А.В. Руденко И.В. Справочное пособие. Проектирование железобетонных конструкций. Под ред. Голышева А.Б. – К.: «Будивельник» 1985.-496 с.
Волик А.Р. Гаврильчик М.Н. Методические указания к выполнению курсового проекта «Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания» (Сборный вариант). – Гродно ГрГУ 2012. – 45с.

Монолитное ЖБ здание.dwg

Пригрузочный слой бетона 80
Оклеечная гидроизоляция 5
Подстилающий слой бетона 50
Деревянная балка 100 250 шаг 500
Гипсобетонная плита 140
Деревянный брусок 25*25
Обрешетка 50*50 шаг 370
Стропильная нога 50*175
Асбестоцементные листы
Покрытие-асфальтобетон 30
Уплотненная песчаная подсыпка
Обмазка битумом 2раза
Утеплитель из пенополистирольных плит 200
Стяжка из цементно-песчаного раствора
Звукоизоляционные прокладки - 50мм
Гипсобетонные плиты - 250 мм
Металлическая балка
Утеплитель пенополистирол 100 мм
Бетон кл С810 100 мм
Уплотненный грунт основания
Покрытие Стеклоизол" - 20 мм
Цементно-песчаная стяжка - 15мм
Утеплитель - ячеистый бетон - 120 мм
Гипсобетонные плиты БГ2-28.25.25 - 250 мм
Металлическая балка БМ2-57.9.18
ФЛ10.12 (шт.5) низ на отм. -2700
ФЛ8.12 (шт.6) низ на отм. -2700
Наружная грань стены
ФЛ6.12 низ на отм. -1700
ФЛ12.12 (шт.4) низ на отм. -2700
ФЛ12.12 (шт.5) низ на отм. -2700
ФЛ10.12 (шт.4) низ на отм. -2700
ФЛ8.12 (шт.11) низ на отм. -2700
ФЛ8.12 (шт.4) низ на отм. -2700
ФЛ8.12 низ на отм. -2700
ФЛ10.12 низ на отм. -2700
ФЛ8.12 низ на отм. -1700
ФЛ12.12 низ на отм. -1700
ФЛ10.8 низ на отм. -2700
План этажа на отметке 0
Пароизоляция : слой руберойда
Утеплитель : пенополистерол-120
Руберойдный ковер в 2 слоя
Стяжка-цементно-песчаный паствор М100-20
Экспликация зданий и сооружений
Наименование здания и сооружения
Здание заводоуправления
Заводской клуб и столовая
Инструментальный цех
Ремонтно-механический цех
Склад готовой продукции
Административно-бытовой корпус
Стоянка личного транспорта
Экспериментальный цех
А - пята стрелы; О'-O'' - ось вращения поворотной платформы
Рисунок 1.2. - Общий вид крана в транспортном положении
M+00000M+00000 M+00000 :
’M+00000M+00000 M+00000
M+00000M+00000¦M+00000
M+00000¦M+00000M+00000 M+00000«M+00000¦
09.’.08.02..01.08.000
09.’.08.02..01.07.000
09.’.08.02..01.06.000
09.’.08.02..01.05.000
09.’.08.02..01.04.000
09.’.08.02..01.03.000
09.’.08.02..01.02.000
09.’.08.02..01.01.000
M+00000 M+00000 M+00000
09.’.1403..01.04.000
09.’.1403..01.03.000
09.’.1403..01.02.000
09.’.1403..01.01.000
M+00000 § M+00000M+00000¦M+00000
M+00000 § M+00000M+00000¦M+00000
M+00000 § M+00000M+00000
M+00000M+00000M+00000 M+00000 § M+00000M+00000¦M+00000
09.’.1403..01.04 000
09.’.1403..01.03 000
09.’.1403..01.02 000
09.’.1403. 01.01 000
M+00000M+00000¦M+00000
Машина для набрызгбетонирования
мини экскаватор "КОМАТСУ
мг с крановой установкой гп - 3т
Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания
План монолитного перекрытия (1:200)
план раскладки сеток
Общая спецификация элементов перекрытия
Плита монолитная ПМ1
Второстепенная балка ВБ1
Ведомость расхода стали
Схема раскладки арматурных сеток
План монолитного перекрытия
Эпюра материалов 1-1
Расчетная схема второстепенной балки
Расчетная схема монолитной плиты
Схема армирования плиты перекрытия
Групповая спецификация
План сборного перекрытия (1:200)
Плиты минераловатные
Стяжка из цементно-песчаного раствора
Расчетня схема ригеля
Таблица изогнутых элементов
Распределительный лист 100х100х10
Бетон замоноличивания С2025
Центрирующая прокладка 60х50х10
ГрГУ им. Я.Купалы ИСФ Кафедра СП
План этажа на отметке 0.000 (М 1:200)
разрезы 1-1 и 2-2 (М 1:200)