Расчёт железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания

Курсовой.docx

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО МОРСКОГО И РЕЧНОГО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ МОРСКОГО И РЕЧНОГО ФЛОТА ИМЕНИ АДМИРАЛА С.О. МАКАРОВА
Кафедра гидротехнических сооружений конструкций и гидравлики
Расчёт железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания
Предварительные размеры плиты и балок и характеристики принятой марки бетона
1.Определение расчётной нагрузки
2.Расчётные изгибающие моменты
4.Высота плиты (рабочая и полная)
5.Условие отсутствия поперечного армирования
6.Площадь рабочей арматуры
7.Процент армирования
Расчёт второстепенной балки
2.Ординаты объемлющей эпюры моментов
4.Высота второстепенной балки (рабочая и полная)
5.Расчёт второстепенной балки по нормальным сечениям
5.5.Средний пролёт (отрицательный момент)
6.Расчёт второстепенной балки по наклонным сечениям
6.1.Поперечная сила способная восприниматься балкой
6.2.Шаг поперечной арматуры
6.3.Требования по шагу арматуры предъявляемые к расчётным участкам
Расчёт главной балки
1.Силы от действующих нагрузок
2.Ординаты объемлющих эпюр
3.Высота главной балки (рабочая и полная)
4.Расчёт главной балки по нормальным сечениям
4.4.Средний пролёт (отрицательный момент)
5.Расчёт главной балки по наклонным сечениям
5.1.Поперечная сила способная восприниматься балкой
5.2.Шаг поперечной арматуры
5.3.Требования по шагу арматуры предъявляемые к расчётным участкам
6.Местное армирование
количество пролётов по ширине здания: 3;
количество пролётов по ширине здания: 8;
постоянная нагрузка:
вес пола и перегородок: 2200 Нм2;
длительная: 14500 Нм2;
кратковременная: 2300 Нм2.
Предварительные размеры плиты и балок и характеристики принятой марки бетона:
высота плиты: hп = 007 м;
размеры сечения второстепенной балки:
размеры сечения главной балки:
характеристики бетона:
класс бетона по прочности на сжатие:
расчётное сопротивление бетона осевому сжатию: Rb = 85 МПа;
расчётное сопротивление бетона осевому растяжению: Rbt = 075 Мпа.
Определение расчётной нагрузки для плиты
Нормативная нагрузка Нм2
Коэффициент надёжности
Расчётная нагрузка Нм2
по назначению сооружения γn
Вес пола и перегородок
Собственный вес плиты
2.Расчётные изгибающие моменты:
в крайних пролётах и на вторых опорах:
во всех средних пролётах и на средних опорах:
l2 = lп bв = 20 025 = 175 м.
QA = 04 · (g + v) ·
на второй опоре слева:
QBл = 06 · (g + v) ·
на второй опоре справа и на всех промежуточных опорах:
QBп = 05 · (g + v) · l2 = 05 · 2349825 · 175 = 2056097 Н.
4.Рабочая высота плиты:
A0 = 0234 при = 027;
Полная высота плиты:
hп = h0 + a = 0055 + 0015 = 007 м;
a = 0015 м при hп 01 м и dmax ≤ 9 мм.
5.Поперечное армирование в плите отсутствует:
75673 ≤ 06 · 10 · 0055 · 075 · 106;
h0 = hп a = 007 0015 = 0055 м.
6.Площадь рабочей арматуры для расчётных сечений:
As1 = М1 (1 · h0 · Rs) = (606517 (0863 · 0055 · 355 · 106)) · 104 = 36 см2;
A01 = М1 (b · h02 · Rb) = 606517 (10 · 00552 · 85 · 106) = 0235;
A01 = 0235 при 1 = 0863;
As2 = М2 (2 · h0 · Rs) = (449771 (0903 · 0055 · 355 · 106)) · 104 = 255 см2;
A02 = М2 (b · h02 · Rb) = 449771 (10 · 00552 · 85 · 106) = 0175;
A02 = 0175 при 2 = 0903;
Rs = 355 МПа при 6 ≤ d ≤ 9 мм.
По результатам расчёта принимается следующая арматура:
стержней d = 9 мм As = 318 см2 S = 200 мм;
стержней d = 8 мм As = 251 см2 S = 200 мм;
поперечная арматура d = 6 мм S = 250 мм.
7.Процент армирования для выбранного решения:
= As1 (b · h0) · 100 % = (318 (10 · 0055) · 100) · 104 = 058;
= As2 (b · h0) · 100 % = (251 (10 · 0055) · 100) · 104 = 046;
Определение расчётной нагрузки для второстепенной балки
Вес пола плиты и перегородок
Собственный вес балки
Погонные расчётные нагрузки для балки:
v = v · lп = 193705 · 20 = 387410 Нм.
2.Ординаты объемлющей эпюры моментов:
l2 = lв bг = 60 04 = 56 м.
α; v g = 387410 1106394 = 35 α = 0291.
Ординаты объемлющей эпюры моментов для второстепенной балки
QBп = 05 · (g + v) · l2 = 05 · 4980494 · 56 = 13945383 Н.
4.Рабочая высота второстепенной балки:
A0 = 0326 при = 041.
Полная высота второстепенной балки:
hв = h0 + a = 046 + 004 = 05 м;
a = 004 м (предварительно задаётся).
5.Расчёт второстепенной балки по нормальным сечениям:
Прочность балки на сжатие:
958581 ≤ 035 · 025 · 046 · 85 · 106;
h0 = hв a = 05 004 = 046 м.
Площадь рабочей арматуры:
As = М5(1) ( · h0 · Rs) = (14596392 (0796 · 046 · 365 · 106)) · 104 = 1092 см2;
A0 = М5(1) (bв · h02 · Rb) = 14596392 (025 · 0462 · 85 · 106) = 0325;
A0 = 0325 при = 0796;
A0 = 0325 при = 0408;
h0 = hв a = 05 004 = 046 м;
Rs = 365 МПа при 10 ≤ d ≤ 40 мм.
стержня d = 22 мм As = 114 см2;
арматура поперечного каркаса по условию свариваемости d = 8 мм.
Уточнение значения a:
a = aп + d1 2 + d2 + dп.к + dприн 2 = 0015 + 0008 2 + 0006 + 0008 + 0022 2 = 0044 м;
Уточнение площади рабочей арматуры:
As = М5(1) ( · h0 · Rs) = (14596392 (0791 · 0456 · 365 · 106)) · 104 = 1108 см2;
A0 = М5(1) (bв · h02 · Rb) = 14596392 (025 · 04562 · 85 · 106) = 033;
A0 = 033 при = 0791;
A0 = 033 при = 0417;
h0 = hв a = 05 0044 = 0456 м.
Окончательно принимается следующая арматура:
As = М10 ( · h0 · Rs) = (9683674 (0877 · 046 · 365 · 106)) · 104 = 658 см2;
A0 = М10 (bв · h02 · Rb) = 9683674 (025 · 0462 · 85 · 106) = 0215;
A0 = 0215 при = 0877;
стержня d = 22 мм As = 76 см2;
As = М10 ( · h0 · Rs) = (9683674 (0875 · 0456 · 365 · 106)) · 104 = 665 см2;
A0 = М10 (bв · h02 · Rb) = 9683674 (025 · 04562 · 85 · 106) = 0219;
A0 = 0219 при = 0875;
Расчётная ширина полки второстепенной балки:
Сm С2) = m 0875) = 0875 м;
С3 ≤ 6 · hf если hf 01 · hв;
7 01 · 05 (условие не выполняется).
Несущая способность сечения второстепенной балки при полностью сжатой полке:
Mп = bf · hf · Rb · (h0 05 · hf) = 20 · 007 · 85 · 106 · (046 05 · 007) = 5057500 Н·м;
Нейтральная ось располагается в полке:
M1max = 14596392 Н·м.
A0 = 0041 при = 0979.
стержня d = 25 мм As = 982 см2;
поперечная арматура по условию свариваемости d = 10 мм;
монтажная арматура d = 12 мм поскольку v g = 35 > 3.
a = t + dприн 2 = 0025 + 0025 2 = 0038 м;
Уточнение несущей способности сечения второстепенной балки при полностью сжатой полке:
Mп = bf · hf · Rb · (h0 05 · hf) = 20 · 007 · 85 · 106 · (0462 05 · 007) = 5087250 Н·м;
h0 = hв a = 05 0038 = 0462 м.
A0 = 004 при = 0979.
M2max = 9761768 Н·м.
A0 = 0027 при = 0986.
стержня d = 20 мм As = 628 см2;
поперечная арматура по условию свариваемости d = 6 мм.
a = t + dприн 2 = 0025 + 002 2 = 0035 м;
Mп = bf · hf · Rb · (h0 05 · hf) = 20 · 007 · 85 · 106 · (0465 05 · 007) = 5117000 Н·м;
h0 = hв a = 05 0035 = 0465 м.
A0 = 0027 при = 0987.
5.5.Средний пролёт (отрицательный момент):
As = М6 ( · h0 · Rs) = (7913864 (0892 · 044 · 365 · 106)) · 104 = 552 см2;
A0 = М6 (bв · h02 · Rb) = 7913864 (025 · 0442 · 85 · 106) = 0192;
A0 = 0192 при = 0892;
h0 = hв a = 05 006 = 044 м.
a = aп + d1 2 + d2 + dп.к + dB + dприн 2= 0015 + 0008 2 + 0006 + 0008 +0022 + 002 2 = 0065 м;
As = М6 ( · h0 · Rs) = (7913864 (0889 · 0435 · 365 · 106)) · 104 = 56 см2;
A0 = М6 (bв · h02 · Rb) = 7913864 (025 · 04352 · 85 · 106) = 0197;
A0 = 0197 при = 0889;
h0 = hв a = 05 0065 = 0435 м.
6.Расчёт второстепенной балки по наклонным сечениям:
6.1.Поперечная сила способная восприниматься балкой:
Q = 06 · (1 + φf) · Rbt · h0 · bв = 06 · (1 + 01) · 075 · 106 · 0462 · 025 = 569925 Н;
φf = 075 · (bf bв) · hf (bв · h0) = 075 · (046 025) · 007 (025 · 0462) = 01 05;
bf = bв + 3 · hf = 025 + 3 · 007 = 046 м;
Q = 06 · Rbt · h0 · bв = 06 · 075 · 106 · 0456 · 025 = 513000 Н;
Q = 06 · Rbt · h0 · bв = 06 · 075 · 106 · 0435 · 025 = 489375 Н;
6.2.Шаг поперечной арматуры:
на приопорных участках длиной по 1 4 от расчётного пролёта:
S ≤ hв 3 и S ≤ 05 м при hв ≥ 045 м;
S ≤ 05 3 и S ≤ 05 м;
на остальных участках:
S ≤ 3 · hв 4 и S ≤ 05 м при hв ≥ 03 м;
S ≤ 3 · 05 4 и S ≤ 05 м;
6.3.Требования по шагу арматуры предъявляемые к расчётным участкам:
S ≤ Sрасч = 8 · (1 + φf) · Rbt · bв · h02 · As · Rs QA2 = 8 · (1 + 01) · 075 · 106 · 025 · 04622 · 157 · 104 · 290 · 106 113057212 = 125 м;
As = 157 см2 (2 стержня d = 10 мм);
Rs = 290 МПа при 10 ≤ d ≤ 40 мм;
S ≤ 2 · As · Rs ((1 + φf) · Rbt · bв) = 2 · 157 · 104 · 290 · 106 ((1 + 01) · 075 · 106 · 025) = 044 м;
S ≤ Sрасч = 8 · Rbt · bв · h02 · As · Rs QBл2 = 8 · 075 · 106 · 025 · 04562 · 157 · 104 · 290 · 106 169585812 = 049 м;
S ≤ 2 · As · Rs (Rbt · bв) = 2 · 157 · 104 · 290 · 106 (075 · 106 · 025) = 049 м;
S ≤ Sрасч = 8 · Rbt · bв · h02 · As · Rs QBп2 = 8 · 075 · 106 · 025 · 04352 · 057 · 104 · 285 · 106 139453832 = 024 м;
As = 057 см2 (2 стержня d = 6 мм);
Rs = 285 МПа при 6 ≤ d ≤ 9 мм;
S ≤ 2 · As · Rs (Rbt · bв) = 2 · 057 · 104 · 285 · 106 (075 · 106 · 025) = 017 м;
1.Силы от действующих нагрузок:
от постоянной нагрузки с учётом собственного веса главной балки:
от временной нагрузки:
2.Ординаты объемлющих эпюр:
Ординаты объемлющих эпюр для главной балки
3.Рабочая высота главной балки:
Полная высота главной балки:
hг = h0 + a = 072 + 008 = 08 м;
a = 008 м (предварительно задаётся).
4.Расчёт главной балки по нормальным сечениям:
Изгибающий момент в опасном сечении:
MBр = МB QBп · hс 2 = 56453252 36568964 · 04 2 = 49139459 Н·м;
As = MBр ( · h0 · Rs) = (49139459 (0832 · 072 · 365 · 106)) · 104 = 2246 см2;
A0 = МBр (bг · h02 · Rb) = 49139459 (04 · 0722 · 85 · 106) = 0279;
A0 = 0279 при = 0832;
A0 = 0279 при = 0335;
h0 = hг a = 08 008 = 072 м;
стержня d = 28 мм As = 2463 см2;
поперечная арматура по условию свариваемости d = 10 мм.
a = aп + d1 2 + d2 + dп.к + dBв + dприн = 0015 + 0008 2 + 0006 + 0008 + 0022 + 0028 = 0083 м;
As = MBр ( · h0 · Rs) = (49139459 (0831 · 0717 · 365 · 106)) · 104 = 226 см2;
A0 = MBр (bг · h02 · Rb) = 49139459 (04 · 07172 · 85 · 106) = 0281;
A0 = 0281 при = 0831;
A0 = 0281 при = 0339;
h0 = hг a = 08 0083 = 0717 м.
Расчётная ширина полки главной балки:
Сm С2; С3) = m 28; 042) = 042 м;
С3 ≤ 6 · hf если hf 01 · hг;
С3 ≤ 6 · hf = 6 · 007 = 042 м;
l1 = lг 006 = 60 006 = 594 м.
Несущая способность сечения главной балки при полностью сжатой полке:
Mп = bf · hf · Rb · (h0 05 · hf) = 124 · 007 · 85 · 106 · (074 05 · 007) = 5201490 Н·м;
h0 = hг a = 08 006 = 074 м.
M1max = 51735741 Н·м.
A0 = 009 при = 0953.
стержня d = 25 мм As = 1964 см2;
поперечная арматура по условию свариваемости d = 8 мм;
монтажная арматура d = 10 мм.
a = t + dприн = 0025 + 0025 = 005 м;
Уточнение несущей способности сечения главной балки при полностью сжатой полке:
Mп = bf · hf · Rb · (h0 05 · hf) = 124 · 007 · 85 · 106 · (075 05 · 007) = 5275270 Н·м;
h0 = hг a = 08 005 = 075 м.
A0 = 0087 при = 0954.
M2max = 31175473 Н·м.
A0 = 0054 при = 0972.
стержня d = 28 мм As = 1232 см2;
a = t + dприн 2 = 0025 + 0028 2 = 0039 м;
Mп = bf · hf · Rb · (h0 05 · hf) = 124 · 007 · 85 · 106 · (0761 05 · 007) = 5356428 Н·м;
h0 = hг a = 08 0039 = 0761 м.
A0 = 0051 при = 0974.
4.4.Средний пролёт (отрицательный момент):
As = М6 ( · h0 · Rs) = (21831144 (0934 · 072 · 365 · 106)) · 104 = 89 см2;
A0 = М6 (bг · h02 · Rb) = 21831144 (04 · 0722 · 85 · 106) = 0124;
A0 = 0124 при = 0934;
h0 = hг a = 08 008 = 072 м.
поперечная арматура по условию свариваемости d = 10 мм поскольку принимается арматура для среднего пролёта так как она толще.
a = aп + d1 2 + d2 + dп.к + dBв + dприн 2= 0015 + 0008 2 + 0006 + 0008 +0022 + 0025 2 = 0068 м;
As = М6 ( · h0 · Rs) = (21831144 (0936 · 0732 · 365 · 106)) · 104 = 872 см2;
A0 = М6 (bг · h02 · Rb) = 21831144 (04 · 07322 · 85 · 106) = 012;
A0 = 012 при = 0936;
h0 = hг a = 08 0068 = 0732 м.
5.Расчёт главной балки по наклонным сечениям:
5.1.Поперечная сила способная восприниматься балкой:
Q = 06 · (1 + φf) · Rbt · h0 · bг = 06 · (1 + 004) · 075 · 106 · 075 · 04 = 13996125 Н;
φf = 075 · (bf bг) · hf (bг · h0) = 075 · (061 04) · 007 (04 · 075) = 004 05;
bf = bг + 3 · hf = 04 + 3 · 007 = 061 м;
Q = 06 · Rbt · h0 · bг = 06 · 075 · 106 · 075 · 04 = 1350000 Н;
Q = 06 · Rbt · h0 · bг = 06 · 075 · 106 · 0717 · 04 = 1290600 Н;
Q = 06 · Rbt · h0 · bг = 06 · 075 · 106 · 0761 · 04 = 1369800 Н;
5.2.Шаг поперечной арматуры:
S ≤ hг 3 и S ≤ 05 м при hг ≥ 045 м;
S ≤ 08 3 и S ≤ 05 м;
S ≤ 3 · hг 4 и S ≤ 05 м при hг ≥ 03 м;
S ≤ 3 · 08 4 и S ≤ 05 м;
5.3.Требования по шагу арматуры предъявляемые к расчётным участкам:
S ≤ Sрасч = 8 · (1 + φf) · Rbt · bг · h02 · As · Rs QA2 = 8 · (1 + 004) · 075 · 106 · 04 · 0752 · 101 · 104 · 285 · 106 261373262 = 059 м;
As = 101 см2 (2 стержня d = 8 мм);
S ≤ 2 · As · Rs ((1 + φf) · Rbt · bг) = 2 · 101 · 104 · 285 · 106 ((1 + 004) · 075 · 106 · 04) = 019 м;
S ≤ Sрасч = 8 · Rbt · bг · h02 · As · Rs Q22 = 8 · 075 · 106 · 04 · 0752 · 101 · 104 · 285 · 106 148713562 = 176 м;
S ≤ 2 · As · Rs (Rbt · bг) = 2 · 101 · 104 · 285 · 106 (075 · 106 · 04) = 019 м;
S ≤ Sрасч = 8 · Rbt · bг · h02 · As · Rs Q32 = 8 · 075 · 106 · 04 · 07172 · 101 · 104 · 285 · 106 408175382 = 021 м;
S ≤ Sрасч = 8 · Rbt · bг · h02 · As · Rs Q42 = 8 · 075 · 106 · 04 · 07172 · 157 · 104 · 290 · 106 365689642 = 042 м;
S ≤ 2 · As · Rs (Rbt · bг) = 2 · 157 · 104 · 290 · 106 (075 · 106 · 04) = 03 м;
6.Местное армирование:
F = Fg + Fv = 8164063 + 2324460 = 31408663 Н;
S = bв + 2 · (hг hв) = 025 + 2 · (08 05) = 085 м;
суммарная площадь сечения дополнительной арматуры:
As = 05 · F Rs = 05 · (31408663 (355 · 106)) · 104 = 442 см2;
стержней d = 8 мм As = 452 см2 S = 100 мм;
относительная высота сжатой зоны бетона:
для опорных сечений (отрицательный момент):
для пролётных сечений (положительный момент):
относительная величина внутренней пары сил:
несущая способность расчётных сечений:
несущая способность бетонного сечения:
[Mb] = bг · hг2 35 · Rbt = 04 · 082 35 · 075 · 106 = 5485714 Н·м.
Несущая способность сечений балки
Полное количество арматуры
Оборваны верхние стержни
Оборваны нижние стержни
Стержни пролётных каркасов

Чертежи.dwg

Второстепенные балки
Расчётная полоса плиты
Грузовая площадь для сил g и v
Грузовая полоса для второстепенной балки
Грузовая полоса для главной балки
Рис. 1 Опалубочный план перекрытия на отметке 12
Рис. 2 Поперечный разрез здания
Рис. 3 Схемы к расчёту плиты
Сетка С-1 20025096-А-III
Сетка С-3 20025086-А-III
Сетка С-2 20025096-А-III
Сетка С-4 20025086-А-III
Рис. 4 Схема армирования плиты
Рис. 5 Схемы к расчёту второстепенной балки
Рис. 6 Армирование второстепенной балки сварными каркасами
Рис. 7 Схема к конструктивному расчёту второстепенной балки
Рис. 8 Схемы к расчёту главной балки
Рис. 10 Эпюра материалов
Рис. 9.2 Армирование главной балки сварными каркасами
Рис. 9.1 Армирование главной балки сварными каркасами
Рис. 11 Местное армирование главной балки