• RU
  • icon На проверке: 30
Меню

Конструирование и расчет железобетонных конструкций многоэтажного промышленного здания

  • Добавлен: 24.01.2023
  • Размер: 662 KB
  • Закачек: 0
Узнать, как скачать этот материал

Описание

Конструирование и расчет железобетонных конструкций многоэтажного промышленного здания

Состав проекта

icon
icon
icon
icon ЖБК-Ушаковой.bak
icon ЖБК-Ушаковой.dwg
icon жбк Ушаковой.doc

Дополнительная информация

Контент чертежей

icon ЖБК-Ушаковой.dwg

ЖБК-Ушаковой.dwg
Ригель Р-1. Панель РП-1. Фундамент Ф-1
План. Разрез. Колонна К-1.
Многоэтажное промышленное
ø18 А-V ГОСТ 5781-82 l=6430
ø14 А-III ГОСТ 5781-82 l=450
ø12 А-III ГОСТ 5781-82 l=570
ø14 А-V ГОСТ 5781-82 l=260
ø20 А-III ГОСТ 5781-82 l=600
ø8 АI ГОСТ 5781-82 l=850
Железобетонные и каменные конструкции

icon жбк Ушаковой.doc

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Саратовский Государственный Технический Университет
Кафедра “Промышленное и Гражданское Строительство”
Пояснительная записка
к курсовой работе по дисциплине
«Железобетонные конструкции»
“ Конструирование и расчет конструкций
железобетонных конструкций многоэтажного
промышленного здания ”
Компоновка сборного перекрытия
Конструирование и расчет ребристой
Проектирование предварительно напряжённого
сборного ригеля поперечной рамы здания
Конструирование и расчёт колонны
Проектирование фундамента колонны
Расчёт простенка каменной стены
Список используемых источников ..
Целью выполнения курсовой работы является закрепление теоретических знаний по курсу "Железобетонные и каменные конструкции" развитие у студентов практических навыков проектирования конструирования и расчета железобетонных и каменных конструкций. Работа над курсовой работой позволит студентам более детально ознакомиться с нормативной и технической литературой.
В курсовой работе в соответствии с заданием необходимо запроектировать основные несущие конструкции многоэтажного здания с неполным железобетонным каркасом и жесткой конструктивной схемой. Внутренний каркас – железобетонный наружные несущие стены – каменные.
При проектировании конструкций все вопросы конструирования и расчета необходимо рассматривать с учетом экономии материальных ресурсов поскольку качество проектных решений определяется экономическими показателями.
Расчет конструкций производится в соответствии с положениями СНиП по первой группе предельных состояний.
В данной работе в соответствии с заданием необходимо:
Выполнить компоновку здания со сборным перекрытием.
Запроектировать и рассчитать на прочность основные элементы каркаса:
панель перекрытия ригель колонну фундамент.
Запроектировать несущую наружную стену простенок первого этажа и узел опирания на стену.
Графическая часть проекта включает в себя:
)План и разрез здания в масштабе 1:100 – 1:200.
)Сборный ригель и панель перекрытия (опалубочные и сборочные чертежи арматурные изделия сечения элементов и расчетные схемы конструкций).
)Колонну подвала (опалубочный и сборочный чертежи арматурные изделия разрезы и расчетную схему) узлы опирания ригеля на колонну и стену.
)Монолитный или сборный фундамент под колонну.
)Спецификацию на каждый из рассмотренных элементов выборку стали по элементам технико-экономические показатели.
Временная длительно действующая нагрузка Vln
Кратковременная нагрузка Von
Район строительства
Размер оконного проема
КОМПОНОВКА СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
В состав сборного балочного перекрытия входят: ригель(балки) панели перекрытия и колонны.
Высоту сечения ригеля принимаем в пределах h=(18-112)l l=72м
Т.к. hp600 то в целях унификации размер высоты ригеля назначают кратной 50мм
Ширину сечения ригеля принимаем в пределах b=(12-13)h кратным 50мм
Ширина панелей перекрытия назначается от 1м до 2м с номинальными размерами кратными 100мм. Рядовые плиты П1 принимаем равными
Размеры колонн принимаем конструктивно равными 300х300 мм.
Толщину наружных сплошных кирпичных стен принимаем 051м.
КОНСТРУИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ РЕБРИСТОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ
Сбор нагрузок на плиту перекрытия осуществляем в табличной форме.
Нормативная нагрузка
Коэффициент надёжности по нагрузке
– цементно – песчаная
– рулонная гидроизоляция
б) Собственный вес плиты
Постоянная и длительная
Расчётный пролёт и нагрузки.
Ширина плиты поверху
bf=1600мм-50мм=1550 мм
Расчётный пролёт плиты равен:
Расчётная нагрузка на 1м при ширине плиты 16м с учётом коэффициента надёжности по назначению :
Нормативная нагрузка на 1м длины:
Определим размеры сечения плиты
Высота сечения ; рабочая высоту сечения плиты: h0=h-a=33-3=30 cм; ширина продольных ребер понизу 7см; ширина верхней полки 155см. Расчетная толщина сжатой полки таврового сечения hf=5см. Расчетная ширина ребра b=2·7=14см.
Характеристики прочности бетона и арматуры.
Прочность нормативная Rbn=Rbser=185МПа; расчетная Rb=145МПа; коэффициент условия работы бетона γ=09; нормативное сопротивление при растяжении Rbtn=Rbtser=160МПа; расчетное Rbt=105МПа; начальный модуль упругости бетона Еb=30000МПа; Rsn=785 МПа; Rs=680 МПа; E=190000 МПа; sp=06Rsn=0.6·785=470 МПа.
При электротермическом способе натяжения: sp =30+360l=90 МПа
sp+sp =470+90=560 Rsn=785 МПа - условие выполняется.
Предельное отклонение предварительного напряжения
Принимаем γsp=1+016=116
Расчёт прочности ребристой плиты по сечению нормальному к продольной оси.
Определяем коэффициент А0:
=0.056; x=h0=0.056·30=1685см – нейтральная ось проходит в пределах сжатой полки: =097
Характеристики сжатой зоны: =0.85-0.008Rb=0.75
Определяем граничную высоту сжатой зоны:
Определим коэффициент условия работы учитывающий сопротивление напрягаемой арматуры выше условного предела текучести:
Здесь =115 – для арматуры класса А-V; принимаем = =115
Определим площадь сечения растянутой арматуры:
принимаем 2 18 А-V с площадью .
Расчет полки плиты на местный изгиб.
Расчетный пролет полки при ширине ребра в верхнем сечении 90мм равен 1370мм
Определим изгибающий момент для полосы полки шириной 1м с учетом частичной заделки в ребрах:
Рабочая высота сечения полки равна:
Армирование полки производим арматурой 4 класса Bp-I c Rs=370 МПа.
принимаем 8 5 Bp-Iс площадью .
Принимаем сетку с поперечной арматурой 4 Bp-I с шагом армирования 125мм.
Расчёт прочности ребристой плиты по сечению наклонному к продольной оси.
P=As(sp-loc)=5.09(470-110.1)=183 кН
Влияние продольного усилия обжатия N=P=183 кН
Вычисляем 1+φf +φn=1+027+04=167>1.5 принимаем 15
Принимаем с=2h0=60см. Тогда
Qb=Bc=400000060=666·10³Н= 666кН>614кН
На приопорных участках длиной l4 устанавливаем конструктивно 4 Вр-I с шагом s=h2= 332=165см. В средней части пролета шаг s=3h4 25см принимаем 25см.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЁННОГО СБОРНОГО РИГЕЛЯ ПОПЕРЕЧНОЙ РАМЫ ЗДАНИЯ
Сбор нагрузок на ригель.
На ригель поперечной рамы действуют следующие нагрузки
постоянная от веса перекрытия q1= 66 · 356 · 095= 2232 кНм
постоянная от собственного веса ригеля: q2 = 06 · 03 · 25· 11 = 47 кНм
временная: v = 9 · 66· 0.95 = 564 кНм
Полная нагрузка действующая на ригель:
Определение усилий в ригеле
Расчетный пролет ригеля (крайний ригель) определяем из выражения
Усилия в ригеле определяем при помощи огибающей эпюры моментов.
Ригель выполняем из тяжелого бетона класса В20:
Арматура продольная рабочая класса А – III:
Расчет прочности ригеля по сечениям нормальным к продольной оси
Принимаем защитный слой 6 см тогда рабочая высота ригеля
Сечение в крайнем пролете
М = 3398 кН·м. Вычисляем
Вычисляем требуемую площадь арматуры
принимаем 428 A – III. Фактическая площадь Аs = 2463 см2.
Расчет арматуры для восприятия отрицательного момента
В сечении в крайнем пролете М = – 267 кН · м.
Так как арматура для восприятия отрицательного момента расположена в один ряд принимаем защитный слой 4 см тогда рабочая высота ригеля .
принимаем 228 A – III. Фактическая площадь Аs = 1232 см2.
Сечение на крайней опоре
Арматура расположена в один ряд принимаем защитный слой 4 см тогда рабочая высота ригеля .
М = 2427 кН · м. Вычисляем
принимаем 232 A – III. Фактическая площадь Аs = 1608 см2.
Сечение на средней опоре
М = 267кНм. Вычисляем
принимаем 232 А-III.
Фактическая площадь Аs = 1608 см2.
Расчет прочности ригеля по сечениям наклонным к продольной оси
Максимальное значение перерезывающей силы Q = 2283 кН
Проекция расчетного наклонного сечения на продольную ось ригеля
В расчетном наклонном сечении отсюда
c = B0.5Q = 1268 0.5· 2283 = 111 м. 2h0 = 112см. Условие с 2h0 удовлетворяется.
Диаметр поперечных стержней устанавливается из условия сварки с продольной арматурой диаметром d = 32 мм и принимается равным dsw = 8мм. При классе
А – III Rsw = 285 МПа так как вводим коэффициент условий работы . Число каркасов 2 при этом .
Шаг поперечных стержней . По конструктивным соображениям . На всех приопорных участках длиной поперечная арматура устанавливается с шагом 200 мм в средней части пролета шаг .
Проверка прочности по сжатой полосе между наклонными трещинами:
условие удовлетворяется.
Конструирование арматуры ригеля
Стык ригеля с колонной выполняется на ванной сварке выпусков верхних надопорных стержней и сварке закладных деталей ригеля и опорной консоли колонны. Ригель армируется двумя сварными каркасами часть продольных стержней каркасов обрывается в соответствии с изменением огибающей эпюры моментов и по эпюре арматуры (материалов). Обрываемые стержни заводятся за место теоретического обрыва на длину анкеровки.
Сечение первого пролета.
На средней опоре арматура 232 А-III с As=1608см²
Тогда величина воспринимаемого момента:
В месте теоретического обрыва арматуры:
Принято 214 с Аs=3.08см²
=0.0018·36511.5·0.9=0.065
M= 365·3.08·0.97·0.056=61кНм
поперечная сила в этом сечении Q=105кН
По конструктивным требованиям длина анкеровки должна быть не меньше 20d.
принимаем W = 28 см.
КОНСТРУИРОВАНИЕ И РАСЧЁТ КОЛОННЫ
В данной курсовой работе рассчитывается наиболее нагруженная колонна подвального этажа. Колонну рассматриваем как центрально сжатый элемент и рассчитываем с учетом случайного эксцентриситета.
где Ncol нагрузка от собственного веса колонны
Полная нагрузка действующая на колонну
Сумма постоянной и длительно действующей нагрузок составляет
Колонну выполняем из бетона класса В20:
Рабочая продольная арматура класса А–III:
Подбор сечения рабочей арматуры
Принимаем коэффициент армирования
Принимаем 4 арматурных стержней 425 общей площадью
В соответствии с расчетной схемой расчетная длина колонны определяется из выражения
Коэффициенты φb и φr принимаются по таблицам в зависимости от соотношений:
Определим коэффициент продольного изгиба:
Значит принимаем коэффициент продольного изгиба φ = 092.
Проверка прочности колонны:
условие выполняется .
Окончательно принимаем бетон класса В20 рабочая арматура 425 класса A–III. Диаметр поперечных стержней назначаем из условия свариваемости dSW = 8 мм. Толщину защитного слоя принимаем 60 мм.
Конструирование и расчёт консоли колонны
Усилие действующее в сечении консоли на грани колонны Q = 2283кН Минимальный вылет консоли определяется из выражения
с учетом зазора между гранью колонны и торцом ригеля
Определим граничные значения высоты консоли у грани колонны
Принимаем высоту консоли у грани колонны h = 35см.
Высота сечения на свободном крае
Определим площадь сечения рабочей арматуры.
Принимаем защитный слой a’ = 3 cм. Тогда рабочая высота сечения равна
Определим требуемую площадь армирования Аs:
Принимаем 214 А – III общей площадью As = 308 см2.
Площадь сечения отогнутой арматуры
принимаем 212 А – III общей площадью As = 226 см2.
Сечение хомутов принимаем конструктивно 6 A – I.
Шаг хомутов принимается
При высоте h = 350 мм принимаем шаг хомутов 80 мм.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА КОЛОННЫ
Сечение колонны 30×30см. В данной курсовой работе фундамент рассчитывается как центрально загруженный.
Условное расчетное сопротивление грунта по заданию R0 = 0.25 МПа
Материал фундамента – бетон тяжелый класса В15
Арматура класса А – II Rs = 280 МПа. Вес единицы объема фундамента и грунта на его обрезах .
Определение размеров фундамента
Расчетное усилие (см. расчет колонны) N = 2260 кН; усреднённое значение коэффициента надёжности по нагрузке γn=1.15
Нормальное усилие Nn=Nγ=22601.15=19652кН
Предварительно принимаем высоту фундамента H = 90см глубину заложения
Площадь подошвы определяем предварительно без поправок R0 на ее ширину и заложение.
Размер стороны квадратной подошвы принимаем размер
а = 30м (кратным 0.3 м). Давление на грунт от расчетной нагрузки
Рабочая высота фундамента из условия продавливания
Полная высота фундамента устанавливается из условий:
заделки колонны в фундаменте
анкеровки сжатой арматуры 28 А – III в бетоне колонны класса B20
Окончательно принимаем фундамент высотой Н = 900 мм h0 = 860 мм. Фундамент принимаем трехступенчатый с высотой ступени 300 мм.
Фундамент средней колонны.
Определение высоты нижней ступени фундамента
Проверяем отвечает ли рабочая высота нижней ступени фундамента условию прочности по поперечной силе без поперечного армирования в наклонном сечении начинающемся в сечении III – III. Для единицы ширины того сечения (b = 100 cм). Толщина дна стакана: 200+50=250мм.
Определение площади арматуры подошвы фундамента
При определении площади сечения арматуры для фундамента за расчетные принимают изгибающие моменты по сечениям соответствующим расположению уступов фундамента то есть в сечениях I–I и II–II и III – III.
Из конструктивных соображений принимаем толщину стенки подколонника 225мм тогда размеры подколонника в плане 1800×1800мм.
Значение не рассчитываем так как очевидно что оно будет наименьшим из трех.
По найденным моментам определяем площадь арматуры:
Принимаем сварную сетку с одинаковой в обоих направлениях рабочей арматурой из стержней 1518 с шагом 200мм (AS = 3382cм2).
Проценты армирования расчетных сечений
Стакан фундамента армируем конструктивно горизонтальными сетками С – 2 из арматуры класса А-I диаметром 8мм установленной через 150мм по высоте. Расположение сеток в проектном положении фиксируется вертикальными стержнями диаметром 10мм.
РАСЧЁТ ПРОСТЕНКА КАМЕННОЙ СТЕНЫ
В курсовой работе требуется рассчитать наиболее загруженный простенок первого этажа. Размеры простенка в плане 1400×510 мм. Стену рассчитываем как расчлененную по высоте на однопролетные балки с расположением шарниров в плоскостях опирания перекрытий. Нагрузку от верхних этажей принимаем приложенной к центру тяжести сечения вышележащего этажа а нагрузка в пределах данного этажа считается приложенной с фактическим эксцентриситетом.
Сбор нагрузок на простенок
На стену действуют постоянные (собственный вес) и временные нагрузки. Рассчитываем сечение расположенное в уровне подоконника первого этажа.
Полная нагрузка в расчетном сечении приложенная в центре тяжести
где Nпер - расчетная нагрузка от собственной массы перекрытия одного этажа;
n - количество этажей расположенных выше расчетного сечения
Nv - расчетная временная нагрузка на одно перекрытие;
Nкл – расчетная нагрузка от собственной массы кирпичной кладки;
Nост - расчетная нагрузка от собственной массы остекления.
При определении нагрузок Nкл и Nост принять объемную массу для кладки rкл = 18 кНм3 для остекления rост = 05 кНм3.
Размеры грузовой площади для простенка 33×72=2232м высота стены над расчетным сечением 126м тогда
Vок=48·18·0.51·4=176м³
нагрузка от собственной массы кладки
Расчетная нагрузка от веса остекления
изгибающий момент в расчетном сечении
где h - толщина стены;
so - глубина опирания ригеля на стену.
Проверка прочности каменной кладки
К простенку в расчетном сечении приложены усилия M и N и он рассчитывается как внецентренно сжатый элемент с соответствии с основными положениями СНиП.
Прочность кладки при внецентренном сжатии определяется по формуле
где mq – коэффициент учитывающий влияние длительно действующих
Ас – площадь сжатой зоны поперечного сечения прямоугольного
w - коэффициент продольного изгиба для всего сечения в плоскости
действия изгибающего момента.
Принимаем кирпич марки М150 и раствор марки М75 упругая характеристика кладки с такими параметрами α=1200 расчётное сопротивление сжатию R=2 МПа
Для простенка толщиной 0.51 м и и расчётной длиной 18 м λh=loh=18051=35.
По таблицам СНиП находим
Для кладки прямоугольного сечения
Определим нагрузку которую несет кладка с принятыми параметрами
> N = 13325 кН – условие удовлетворяется оставляем принятые материалы.
Проектирование узла опирания ригеля на кирпичную кладку
В местах опирания ригеля на кирпичную стену происходит местное сжатие кладки. Расчет сечения на смятие при распределении нагрузки на части площади сечения следует производить по формуле
где y - коэффициент полноты эпюры давления от местной нагрузки;
d – коэффициент который принимается для кладки из сплошных
кирпичей и блоков равным 15 – 05y ;
Ас – площадь смятия на которую передается нагрузка;
Rc – расчетное сопротивление кладки на смятие определяется по формуле
В соответствии с очертанием эпюры давления от местной нагрузки = 1.
Площадь смятия на которую передается нагрузка
Расчетное сопротивление кладки на смятие
В качестве N принимаем опорную реакцию ригеля (см п. 4).
Проверяем условие > N = 267 кН – условие выполняется значит место опирания ригеля на стену усиления не требует.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
Байков В.Н. Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции: Общий курс. Учебник для вузов.– М.:Стройиздат 1985.– 728 с.
Еремин А.П. Кизимова О.В. Железобетонные и каменные конструкции. Методические указания к выполнению курсовой работы.– СГТУ 2004.–38 с.
СНиП 2.03.01 – 84 Бетонные и железобетонные конструкции Госстрой СССР. – М.: Стройиздат 1983. – 79с.
СНиП II – 22 – 81 Каменные и армокаменные конструкции Госстрой СССР. – М.: Стройиздат 1983. – 40с.
Бондаренко В.М. Суворкин А.Г. Железобетонные и каменные конструкции. - М.: Высш. шк. 1987. - 384 с.
СНиП 2.01.02 - 85. Нагрузки и воздействия Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР 1986. - 36 с.
Мандриков А.П. Примеры расчета железобетонных конструкций. - 2-е изд. перераб. - М.: Стройиздат 1989. - 506 с.
СНиП 2.01.01 - 82. Строительная климатология и геофизика Госстрой СССР. - М.: Стройиздат 1983. - 136 с.
Бондаренко В.М. Судницын А.И. Назаренко В.Г. Расчет железобетонных и каменных конструкций: Учеб. пособие для строит. вузов Под ред. В.М. Бондаренко. - М.: Высш. шк. 1988. - 304 с.
Ведомость курсового проекта

Рекомендуемые чертежи

up Наверх