7ми-этажное промышленное здания с неполным каркасом

ЛУЧШИЙ В МИРЕ ЧЕРТЕЖ ЖБК1.dwg

Схема расположения элементов каркаса
Многоэтажное промышленное здание с неполным каркасом

ЛУЧШАЯ В МИРЕ ПЗ ПО ЖБК1.docx

Компановка конструктивной схемы здания3
Расчёт ребристой плиты перекрытия4
1. Определение геометрических размеров плиты перекрытия4
2. Сбор нагрузок на жб ребристую плиту перекрытия4
3. Расчёт по I-ой группе предельных состояний5
3.1. Расчёт прочности плиты по нормальным сечениям5
3.2. Расчет полки на местный изгиб6
3.3. Расчет поперечного ребра7
3.4. Расчет плиты по наклонным сечениям8
3.5. Расчет плиты на монтажные нагрузки9
4. Расчёт по II-ой группе предельных состояний10
4.1. Определение геометрических характеристик приведенного сечения10
4.2. Определение потерь предварительного напряжения11
4.3. Расчет на образование трещин13
4.4. Расчет ширины раскрытия трещин13
4.5. Расчет кривизны и прогиба15
Расчет неразрезного многопролетного ригеля17
1. Определение усилий в ригеле17
2. Расчет ригеля по нормальным сечениям19
3. Построение эпюры материалов20
4. Расчет ригеля по наклонным сечениям21
5. Расчет длинны анкеровки продольных стержней23
6. Расчет стыка ригеля с колонной24
2. Проверка устойчивости колонны26
3. Подбор арматуры27
4. Расчет стыка колонны 1-ого этажа с колонной 2-ого этажа28
5.1. Определение размеров консоли29
5.2. Расчет консоли30
Расчет каменного простенка32
1. Исходные данные32
3. Определение расчетных усилий33
4. Проверка несущей способности простенка33
1. Определение высоты фундамента35
2. Проверка прочности фундамента на продавливание36
3. Расчет арматуры подошвы фундамента36
КОМПАНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ ЗДАНИЯ
Рисунок 1.1-Схема расположения элементов каркаса
Рисунок 1.2-Поперечный разрез здания
РАСЧЁТ РЕБРИСТОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ
1.Определение геометрических размеров плиты перекрытия
Задаемся размерами сечения плиты перекрытия. Для этого принимаем размеры ригеля прямоугольного сечения:
где: -шаг колонн в поперечном направлении =7600 мм
Размеры жб плиты перекрытия и плиты покрытия для дальнейшего проектирования принимаются:
расчётная длинна плиты: ;
Рисунок 1.3 – Геометрические размеры ребристой плиты перекрытия.
2.Сбор нагрузок на жб ребристую плиту перекрытия
Нагрузки на перекрытие
Наименование нагрузки
Собственный вес плиты
Стяжка (ρ=1800 кгм3 =20 мм)
Постоянная + вся временная :
Постоянная + длительная временная :
3.Расчёт по I-ой группе предельных состояний
3.1.Расчёт прочности плиты по нормальным сечениям
В данном пункте рассчитывается предварительно-напряженная арматура расположенная в продольных ребрах жб плиты перекрытия - Asp.
Рисунок 2.1 – Расчётное сечение плиты прикрытия.
Определение границы сжатой зоны:
Проверим условие при котором граница сжатой зоны попадает в полку
где: = 173 кгсм2 – прочность бетона класса B30 на сжатие;
=127 см – ширина полки;
= 5 см – толщина полки;
=38 - 3=35 см – рабочая высота сечения.
условие выполняется граница сжатой зоны попадает в полку ().
Подбор арматуры растянутой зоны:
где: = 8300 кгсм2 – прочность арматуры класса A-VI на растяжение.
3.2.Расчет полки на местный изгиб
При расчёте на местный изгиб за расчетное сечение принимается балка шириной 1м и высотой = 5 см.
Рисунок 2.2 – Расчётная площадь полки.
где: = 4200 кгсм2 – прочность арматуры класса Вр-I на растяжение.
Определение максимального шага арматурной сетки:
Рисунок 2.3 – Поперечное сечение полки.
3.3.Расчет поперечного ребра
Рисунок 2.4 – Грузовая площадь поперечного ребра.
Рисунок 2.5 – Расчётное сечение поперечного ребра
Грузовая площадь поперечного ребра определяется согласно рисунка 2.4 и имеет форму ромба соответственно линейная распределённая нагрузка будет иметь треугольную форму. Для упрощения расчета выполняется переход от неравномерно распределённой нагрузки треугольной формы к равномерно распределённой с помощью приближенного коэффициента:
где: = 2300 кгсм2 – прочность арматуры класса A-II на растяжение.
3.4.Расчет плиты по наклонным сечениям
Для того чтобы обеспечивалась прочность плиты по наклонным сечениям необходимо выполнение условия:
где: (для арматуры A-VI);
(арматура класса Вр-1).
условие выполняется прочность по наклонным сечениям обеспечено а шаг хомутов назначаем конструктивно:
3.5.Расчет плиты на монтажные нагрузки
Для обеспечения прочности на монтажные нагрузки необходимо что бы площадь верхней арматуры каркаса Кр-1 была не меньше требуемой по расчету:
прочность плиты при монтаже обеспечена.
4.Расчёт по II-ой группе предельных состояний
4.1.Определение геометрических характеристик приведенного сечения
Для расчета плиты по второй группе предельных состояний необходимо определить геометрические характеристики приведенного сечения. Бетон и арматура имеют разные модули упругости поэтому сечение приводится к одному материалу (обычно к бетону) через коэффициент приведения:
где: – модуль упругости арматуры класса A-
– модуль упругости бетона класса B30.
)Площадь приведенного сечения:
)Статический момент площади приведенного сечения относительно нижней грани:
)Расстояние от нижней грани приведенного сечения до центра тяжести:
)Момент инерции приведенного сечения:
)Момент сопротивления приведенного сечения:
)Расстояние до ядровой точки:
4.2.Определение потерь предварительного напряжения
Способ натяжения арматуры – электротермический вид технологии устройства натяжения – «на упоры». Напряжение создаваемое в бетоне предварительным натяжением арматуры до учета потерь определяется по формуле:
где: прочность арматуры класса A-
Потери предварительного напряжения определяются по формуле:
где: потери напряжения на стадии изготовления;
потери на стадии эксплуатации.
Потери напряжения на стадии изготовления:
где: потери от релаксации напряжений арматуры; при электротермическом способе натяжения стержневой арматуры:
потери от температурного перепада между натянутой арматурой и упорами; так как при пропаривании форма с упорами нагревается вместе с изделием;
потери от деформации анкеров расположенных у натяжных устройств; при электротермическом способе натяжения арматуры: ;
потери от трения арматуры: ;
потери от деформации стальной формы; при электротермическом способе натяжения арматуры:;
потери от быстрона6текающей ползучести:
Потери напряжения на стадии эксплуатации:
где: потери от релаксации напряжений арматуры (данные потери учтены);
потери от усадки бетона; для бетона класса В30 подвергнутого тепловой обработке: для бетона естественного твердения класса В35 и выше;
потери от ползучести бетона:
для бетона естественного твердения.
потери смятия бетона под витками арматуры: при натяжении арматуры на упоры;
потери от деформации обжатия стыков: при натяжении арматуры на упоры.
4.3.Расчет на образование трещин
К ребристой предварительно напряженной плите предъявляются требования III категории трещиностойкости.
Расчет изгибаемых внецентренно–сжатых элементов по образованию трещин производится из условия :
условие не выполняется трещины образуются и необходим расчёт ширины раскрытие трещин.
4.4.Расчет ширины раскрытия трещин
Расчет по раскрытию трещин производится по стадии II напряженно-деформированного состояния элементов на действие нагрузок с коэффициентом надежности γ_f=1.
Трещины возникают от непродолжительного действия нагрузки и продолжительного действия нагрузки. Условия эксплуатации конструкции принимаем в закрытом помещении.
Предельная ширина раскрытия трещин:
Ширину раскрытия трещин нормальных к продольной оси элемента следует определять для различных загружений:
)При учете непродолжительного действия полной нагрузки:
где: для непродолжительного действия нагрузки;
для изгибаемых и внецентренно сжатых элементов;
) При учете непродолжительного действия нормативной постоянной и длительной нагрузки:
) При учете продолжительного действия нормативной постоянной и длительной нагрузки:
Сравним полученную ширину трещин с допустимой:
4.5.Расчет кривизны и прогиба
Прогиб определяем от нормативного значения постоянной и длительной нагрузок. Предельный прогиб составляет:
Полный прогиб определяется по формуле:
На продольных участках где образуются трещины нормальные к продольной оси полная величина кривизны изгибаемых внецентренно- сжатых и внецентренно растянутых элементов определяется по формуле :
плита удовлетворяет условиям жесткости.
РАСЧЕТ НЕРАЗРЕЗНОГО МНОГОПРОЛЕТНОГО РИГЕЛЯ
1.Определение усилий в ригеле
Нагрузка на ригель от ребристых плит перекрытия считается равномерно распределённой.
Задаемся предварительными размерами сечения ригеля:
где: пролёт конструкции принимаемый равным шагу колонн .
Определяем расчетные длины пролетов ригеля:
Определяем расчетную нагрузку действующую на ригель:
где: нагрузка от собственного веса ригеля;
ширина грузовой площади.
где: плотность тяжелого бетона;
коэффициент надёжности по нагрузке.
Опорные и пролетные моменты поперечные силы вычисляем согласно прил.10 [1] по формулам:
2.Расчет ригеля по нормальным сечениям
Расчет по нормальным сечениям производится для трёх моментов:
Так как для неразрезного многопролетного ригеля используется двойное армирование проверку условия производить не требуется.
Характеристики материалов
Тяжелый бетон класса B25:
Арматура класса A-II:
Сечение в середине крайнего пролёта:
Принимаем 6∅25A-II .
Сечение в середине среднего пролёта:
Принимаем 6∅20A-II .
Сечение на опоре «В»:
По полученным данным строим огибающую эпюру.
3.Построение эпюры материалов
Определим внутренние моменты сечений ригеля создаваемые арматурой:
По полученным данным строим эпюру материалов.
4.Расчет ригеля по наклонным сечениям
Проверка условия (84) [2]:
(арматура класса Вр-1);
Расчет поперечных стержней на приопорном участке:
Для обеспечения прочности по наклонным сечениям необходимо обеспечить выполнение неравенства:
(арматура класса A-II);
шаг поперечных стержней на приопорном участке (принимаем 13см).
условие выполняется при шаге поперечных стержней S1=15 см прочность наклонного сечения ригеля обеспечена.
Шаг поперечных стержней в средней части пролёта назначим конструктивно:
Проверка прочности по сжатой полосе му наклонными трещинами:
условие выполняется прочность по сжатой полосе му наклонными трещинами обеспечена.
5.Расчет длинны анкеровки продольных стержней
Расчетные усилия берутся с эпюры Q в точках теоретического обрыва арматуры полученные в результате построения огибающей эпюры моментов и эпюры материалов.
6.Расчет стыка ригеля с колонной
Расчет заключается в определении площади арматуры скрепляющей ригели с колонной:
где: (арматура класса A-II);
Нагрузки на покрытие:
Стяжка (=20 мм ρ=1800 кг )
Вентиляционная шахта
Утеплитель (=20 см ρ=400кг)
Постоянная + временная
Постоянная + длительная
)Расчетная нагрузка от покрытия:
)Расчетная нагрузка от перекрытия:
)Собственный вес колонны:
2.Проверка устойчивости колонны
Рассчитаем гибкость колонны:
Определим величину случайного эксцентриситета:
Условная критическая сила:
проверим выполнение условия:
где: процент армирования сечения;
толщина защитного слоябетона;
ширина сечения колонны;
условие выполняется устойчивости колонны обеспечена.
Определим граничную величину относительной высоты сжатой зоны:
где: для тяжелого бетона.
напряжение в арматуре (Мпа) принимаемое для арматуры A-II:
предельное напряжение в арматуре сжатой зоны принимаемое по т.15 [2].
арматура требуется по расчету;
4.Расчет стыка колонны 1-ого этажа с колонной 2-ого этажа
Колонны стыкуют сваркой стальных листов между которыми устанавливаются при монтаже центрирующая прокладка толщиной 10 мм
Определим силу действующую на стык колонны му 1 и 2 этажами:
Концы колонны усиливают сварными сетками косвенного армирования т.к. продольная арматура колонн в зоне стыка обрывается. Сетки из арматуры класса Вр-I . Сетки располагаются на длину не менее 10.
С шагом 50мм. Количество сеток не менее 4 ( принимаем 5). Тогда сетки будут располагаться на длину колонны 200 мм . Шаг по осям х-х и у-у принимаем равным . При расчете на местное сжатие элементов из тяжелого бетона с косвенным армированием в виде сварных поперечных сеток должно удовлетворяться условие:
где: площадь пластины 15см×15см;
площадь сечения колонны;
где: - соответственно количество стержней площадь
сечения длина стержня вдоль осей ;
площадь заключенная в крайних стержнях.
Коэффициент эффективности косвенного армирования:
Коэффициент учитывающий влияние косвенного армирования в зоне местного сжатия:
Приведённая призменная прочность бетона:
прочность бетона в месте стыка колонны обеспечена.
5.1.Определение размеров консоли
Определим длину опорной площадки:
Расчетное сопротивление бетона местному сжатию:
при местной краевой нагрузке на консоль.
где: коэффициент учитывающий неравномерное давление
ригеля на опорную консоль;
Наименьший вылет консоли:
Высота консоли в сечении у грани колонны:
Высота консоли в сечении у свободного края:
Прочность коротких консолей (l≤09) проверяют на действие поперечной силы по наклонной сжатой полосе между силой и опорой из условия:
Коэффициент учитывающий влияние хомутов расположенных по высоте консоли:
где: площадь сечения хомутов в одной плоскости (25Вр-1);
шаг хомутов принимаемый не более
прочность бетона в месте опирания ригеля на консоль обеспечена;
Площадь сечения продольной арматуры:
РАСЧЕТ КАМЕННОГО ПРОСТЕНКА
Размеры здания в плане: 18×608;
Количество этажей 7;
Оконные проемы 21×27;
Марка цементно-песчаного раствора М50;
Собственный вес стены с учетом штукатурки
Вес карнизного участка стены высотой 50 см
Вес надоконного участка стены высотой 120 см
3.Определение расчетных усилий
Собственный вес стены всех вышележащих этажей:
Нагрузка от покрытия и перекрытий выше лежащих этажей:
Нагрузка от перекрытия расположенного над рассматриваемым этажем:
Расчетная продольная сила в сечении I-I:
где: просто «потому что».
Расстояние от точки приложения опорной реакции до внутренней грани стены при глубине заделки ригеля :
где: глубина заделки ригеля.
Расчетный изгибающий момент в сечении I-I:
4.Проверка несущей способности простенка
Расчетные характеристики:
Площадь сечения простенка:
Коэффициент условий работы кладки т.к.
Расчетная длинна простенка
Коэффициент продольного изгиба всего сечения простенка в плоскости действия изгибающего момента ;
Расчетное сопротивление сжатию кладки из обыкновенного кирпича М100 на растворе М50 ;
Временное сопротивление сжатию материала кладки:
Упругая характеристика кладки из обыкновенного кирпича пластического прессования α=1000.
Проверка несущей способности простенка:
Эксцентриситет расчетной продольной силы относительно центра тяжести сечения:
Высота сжатой части попере2чного сечения простенка:
Гибкость сжатой части поперечного сечения простенка:
Коэффициент продольного изгиба для сжатой части сечения ;
Коэффициент продольного изгиба при внецентренном сжатии:
Несущую способность элементов каменных конструкций при внецентренном сжатии считают обеспеченной если соблюдается условие:
прочность кирпичного простенка обеспечена армирование не требуется.
1.Определение высоты фундамента
где: условное расчетное сопротивление грунта;
глубина заложения фундамента.
Размер подошвы фундамента в плане:
округляем с учетом модульности (30 мм) в большую сторону: тогда:
Давление фундамента на грунт:
Рабочая высота фундамента:
2.Проверка прочности фундамента на продавливание
Проверка прочности осуществляется по формуле:
Площадь основания нижней пирамиды продавливания:
Продавливающая сила:
где: соотвтетсвенно верхний и нижний периметры пирамиды
прочность фундамента на продавливание обеспечена.
3.Расчет арматуры подошвы фундамента
Фундамент армируется сеткой с рабочей арматурой в двух направлениях. Армирование производится стержневой арматурой A-II (. Так как фундамент имеет ступенчатое сечение расчет арматуры производится в 3 характерных сечениях:
Подбор арматуры производим по максимальному значению .
Принимаем 1818A-II .
Бойков В.Н. Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции: Учебник для вузов – 5-ое изд. перераб. и доп. – М.: Стройиздат 1991.
СНиП 2.03.01 – 84* «Бетонные и железобетонные конструкции» Госстрой СССР – М.: ЦИТП Госстроя СССР 1989.
Бондаренко В.М. Суворкин Д.Г. Железобетонные и каменные конструкции: Учеб. для студентов вузов по спец. «Промышленное и гражданское строительство» - М.: Высш. шк. 1987.