ЖБК Решетчатая балка, Колонна прямоугольного сечения

ЖБК Бочарова 2015.doc

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО РЫБОЛОВСТВУ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«МУРМАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
по дисциплине «Железобетонные и каменные конструкции»
на тему «Одноэтажное промышленное здание»
студентка группы Ст(б)-411.1
Задание на проектирование . 3
Компоновка конструктивной схемы здания
Подбор типовой плиты по ключу
Расчет и конструирование ригеля
2 Расчет по прочности нормальных сечений
3 Определение геометрических характеристик сечения
4 Определение потерь предварительного напряжения
5 Расчет по наклонным сечениям на действие поперечной силы
6 Расчет по образованию нормальных трещин
7 Расчет по деформациям
Статический расчет поперечной рамы
Расчёт и конструирование колонны
2 Расчет надкрановой части колонны
3 Расчет подкрановой части колонны
4 Расчет консоли колонны
Расчёт и конструирование фундамента
2 Определение усилий 27
3 Определение размеров фундамента 28
4 Проверка краевых давлений под подошвой фундамента
5 Расчет фундаментной плиты на продавливание
6 Проверка фундаментной плиты по наклонным сечениям 29
7 Расчет армирования фундаментной плиты 33
8 Расчет подколонника 31
Список используемой литературы 33
Задание на проектирование
Район строительства: Псков;
Размеры здания в плане (м): 18х36;
Отметка низа несущих конструкций (м): 108;
Грузоподъемность крана (т): 10;
Температурно-влажностный режим: отапливаемое;
Тип ригеля: двускатная решетчатая балка;
Тип колонн: прямоугольного сечения;
Условное давление на грунт: 03 МПа;
Выполнить: подбор типовой плиты расчет ригеля колонны фундамента под колонну рамы.
Компоновка конструктивной схемы здания
Привязка колонн крайних рядов к продольным разбивочным осям принимается равной 250 мм т.к. шаг колонн B=12м к поперечным осям – 500 мм.
Схема размещения колонн и их привязка к продольным и поперечным разбивочным осям показана на рисунке 1.
Рисунок 1 – План здания на отметке 0000
Рисунок 2 – Компоновка поперечной рамы
Сечение верхней части колонны принимаем равным bхh=500x600мм нижней – 500х800мм при шаге колонн 12 м и продольной привязке «250».
Высота верхней части колонны равна
где - высота подкрановой балки для шага колонн В=12 м
- высота подкранового рельса (КР-70)
- высота крана грузоподъемностью 10 т
- конструктивный зазор.
Высота нижней части колонны равна
где - отметка верха несущих конструкций
- высота заглубления колонны в грунт.
Подбор типовой плиты по ключу
Таблица 1 – Сбор нагрузок на покрытие
цементно-песчаная стяжка =003м p=18кНм3
в соответствии с расчетной нагрузкой p=5502 кНм2 принимаем типовую плиту 1ПГ-3Т Ат-6. Вес плиты Gser = 6.2 т=62кН
Условная марка плиты
Напрягаемая арматура
Ненапрягаемая арматура
Расчет и конструирование ригеля
Напрягаемая арматура А1000 ; ; .
Расчетный пролет: где
3 м – расстояние от торца балки до оси опоры.
Таблица 2 – Сбор нагрузок на ригель
Итого постоянная нагрузка:
в т.ч. кратковременная
нормативная полная ;
Нормативная нагрузка от собственного веса ригеля:
Для определения максимального момента в балке необходимо определить высоту опасного сечения. Опасное сечение находится на расстоянии Х равном 0375 от длины балки.
Х=0375l0=0375177=665 м.
Высота сечения в данной точке равна h=089+Δ=089+056=145 м
– рабочая высота сечения.
Рисунок 3 – К расчету ригеля
РАСЧЕТ ПО 1-Й ГРУППЕ ПРЕДЕЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ
2Расчет продольного ребра на действие изгибающего момента.
Расчетное сечение ригеля – двутавр.
Рисунок 4 - Расчетное сечение балки
Граница сжимаемой зоны проходит в полке.
где - рабочая высота сечения.
где - для арматуры А1000;
Продольная арматура 6 А1000 с .
3 Расчет продольного ребра на действие поперечной силы
Минимальная поперечная сила воспринимаемая бетоном
где - площадь бетонного сечения без учета свесов сжатой полки.
Арматура ставится по расчету.
Проверка условий при выполнении которых поперечная арматура ставится конструктивно:
– рабочая высота опорного сечения балки;
– угол между сжатой и растянутой гранями балки;
Приняли конструктивно 2 А400 с
следовательно принимаем
следовательно то принимаем max
условие прочности выполняется.
РАСЧЕТ ПО 2-Й ГРУППЕ ПРЕДЕЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ
4 Определение геометрических характеристик поперечного сечения
Площадь сечения арматуры учитывается.
Площадь приведенного сечения:
Статический момент приведенного сечения относительно его нижней грани
Расстояние от центра тяжести приведенного сечения до нижней грани:
Момент инерции приведенного сечения относительно его центра тяжести:
Момент сопротивления относительно нижних и верхних волокон:
5 Определение потерь предварительного напряжения
Предварительные напряжения принимаем
Первые потери при электротермическом способе напряжения арматуры
Потери от релаксации напряжений арматуры
Потери от температурного перепада т.к. натянутая арматура и устройство воспринимающее натяжение находятся в пропарочной камере.
Потери от деформации стальной формы не учитываются при электротермическом способе.
Потери от деформации анкеров .
Усилие предварительного обжатия с учетом первых потерь
Потери от усадки бетона для бетона В45 и ниже
Передаточная прочность бетона .
Максимальные напряжения сжатия в бетоне от усилия предварительного обжатия
Потери от ползучести бетона:
где (2 табл. 2.6.); ; .
Напряжения в бетоне на уровне крайнего сжатого волокна от усилия предварительного обжатия:
6 Расчет по образованию нормальных трещин
а) В верхней зоне от усилия предварительного обжатия
где – для прямоугольного сечения;
- нормативное передаточное сопротивление бетона растяжению класс которого соответствует передаточной прочности
где - расстояние до ядровой точки удаленной от растянутой зоны усилия .
Так как трещины не образуются.
б) В нижней зоне от эксплуатационных нагрузок
где – для прямоугольного сечения; - для бетона В30
трещины не образуются.
7 Расчет по деформациям
=177 – расчетный пролет балки
Т.к. нормальные трещины не образуются то:
- кривизна от кратковременного нагружения;
- кривизна от действия длительного нагружения;
- кривизна от усилия предварительного обжатия;
- кривизна вследствие усадки бетона.
Статический расчет поперечной рамы
Рисунок 4 – Расчетная схема поперечной рамы
При шаге колонн 12 м Nп.б. = 10 т = 100 кН.
Собственный вес колонны
Район строительства г. Псков III снеговой район - Sg=18 кПа
где k = 081( по СНиП «Нагрузки и воздействия» табл. 6)
v = 4 мс – скорость ветра в зимний период
=1 (Приложение 3* СНиП «Нагрузки и воздействия»)
коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузки на покрытие (при одно- и двускатной кровле при уклоне принимается ).
- для I ветрового района (г. Псков).
с заветренной стороны;
Грузоподъемность Q = 10 т;
Основные габариты: В = 5400 мм – ширина
Давление колеса на подкрановый рельс Fkma
Масса тележки Gтел = 24 т;
Масса крана с тележкой Gкр+тел = 128 т.
Сбор данных для ввода в ЭВМ
Рисунок 6 – Определение изгибающих моментов
) Изгибающий момент от веса покрытия в верхней части колонны:
) Изгибающий момент от постоянных нагрузок в нижней части колонны:
) Изгибающий момент от снеговой нагрузки в верхней части колонны:
) Изгибающий момент от снеговой нагрузки в нижней части колонны:
) Тип колонны – прямоугольная (1);
СТАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ РАМЫ ОДНОЭТАЖНОГО ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ЗДАНИЯ
Расчет выполнен 22.04.2015
Студент группы St(b)-411.1 Bocharova E.M.
И С Х О Д Н Ы Е Д А Н Н Ы Е
M1= 86.3 кН*м M2=-39.74 кН*м Msb= 17.3 кН*м Msn= 3.5 кН*м
W1= 2.6 кНм F5= 3.89 кН W2= 1.95 кНм F6= 2.92 кН
Iв= 0.009 м^4 Iн= 0.021 м^4
Lk= 12 м а= 3.400000095367432 м H= 11.10000038146973 м
Mmax= 134.5 кН*м Mmin=-45.9 кН*м T= 8.199999809265137 кН
Колонна прямоугольная
F1= 690.6500244140625 кН F2= 0 кН F3= 28.2 кН F4= 100 кН
Fmax= 224.1 кН Fmin= 76.5 кН FS= 138.2 кН NKN= 84.7 кН
Р Е З У Л Ь Т А Т Ы Р А С Ч Е Т А
==============================================================
Сечения колонны 2.1 2.3 3
Внутренние усилия M2.1 M2.3 M3 Q3
Левая колонна 7.28 10.78 -11.90 -2.95
С коэфф. 0.9 6.56 9.71 -10.71 -2.65
Левая колонна 8.90 8.90 140.16 30.95
С коэфф. 0.9 8.01 8.01 126.14 27.85
Правая колонна -17.40 -17.40 -140.15 -26.37
С коэфф. 0.9 -15.66 -15.66 -126.13 -23.73
КРАНОВАЯ ВЕРТИКАЛЬНАЯ НАГРУЗКА
Левая колонна Mmax -48.71 85.79 -24.52 -14.33
С коэфф. 0.9 -43.84 77.21 -22.07 -12.89
Левая колонна Mmin -23.63 22.27 -31.24 -6.95
С коэфф. 0.9 -21.27 20.04 -28.12 -6.25
КРАНОВАЯ ГОРИЗОНТАЛЬНАЯ НАГРУЗКА
Левая колонна +- 7.52 7.52 -19.64 -2.72
С коэфф. 0.9 +- 6.77 6.77 -17.67 -2.45
Правая колонна +- 2.74 2.74 8.94 -0.81
С коэфф. 0.9 +- 2.47 2.47 8.05 -0.73
ПОСТОЯННЫЕ НАГРУЗКИ
Левая колонна 59.27 19.53 -41.69 -7.95
Значения продольных сил N2.1 N2.3 N3
ПОСТОЯННЫЕ НАГРУЗКИ 690.6500244140625 818.75 903.4499969482422
СНЕГОВАЯ НАГРУЗКА 138.6999969482422 138.6999969482422 138.6999969482422
С коэфф. 0.9 124.829997253418 124.829997253418 124.829997253418
Левая колонна 224.1000061035156 224.1000061035156
С коэфф. 0.9 201.6900054931641 201.6900054931641
Правая колонна 76.5 76.5
С коэфф. 0.9 68.85 68.85
ПЕРВЫЙ ТИП СОЧЕТАНИЯ НАГРУЗОК
(постоянная и одна временная)
Nmax 829.4 1042.8 1127.6
Mсоотв 66.6 112.8 -85.8
Mmax 68.2 112.8 98.5
Nсоотв 690.7 1042.8 903.5
Nсоотв 690.7 818.8 903.5
=============================================================
ВТОРОЙ ТИП СОЧЕТАНИЯ НАГРУЗОК
(постоянная и сумма временных с коэффициентом 0.9)
Nmax 829.4 1145.3 1230.0
Mсоотв 66.6 113.2 -92.1
Mmax 73.8 121.2 98.5
Nсоотв 815.5 1145.3 903.5
Mmin -7.0 2.1 -218.3
Nсоотв 690.7 818.8 1230.0
Расчет и конструирование колонны
Сечение: надкрановая часть b
подкрановая часть b x h = 50 × 80 см.
- для надкрановой части в плоскости рамы при учёте крана .
- для надкрановой части из плоскости рамы .
- для подкрановой части в плоскости рамы.
- для подкрановой части из плоскости рамы.
2 Расчет надкрановой части колонны
Рисунок 7 - К определению сочетаний нагрузок
Таблица 3 - Сочетание нагрузок для сечения 2.1
Проектируем несимметричное армирование надкрановой части колонны из-за большой разницы положительных и отрицательных моментов.
При расчете из плоскости рамы необходимо учесть максимальное усилие N= 8294 кН.
Случайный эксцентриситет
е0 > еа => расчет проводим как для внецентренно сжатых элементов.
Расчет в плоскости рамы
При расчете в плоскости рамы наиболее опасным является сочетание е0max=987 см N=6907 кН М= 682кНм.
случай больших эксцентриситетов.
необходимо учитывать влияние прогиба на величину эксцентриситета.
– условная критическая сила;
– учитывает влияние длительного действия нагрузки на прогиб элемента в предельном состоянии;
– коэффициент армирования.
Расчет несимметричной арматуры:
Принимаем армирование
Расчет из плоскости рамы
Необходимо учесть максимальное усилие N= 8294 кН.
-гибкость колонны из плоскости рамы;
гибкость колонны в плоскости рамы;
устойчивость обеспечена.
3 Расчет подкрановой части колонны
Расчетные длины: в плоскости рамы с учетом крана
из плоскости рамы l0 =08Н1=0877=616 м.
Таблица 4 – Сочетания нагрузок для сечений 2.3 и 3
N = 11276 кН М=2319 кН*м.
– коэффициент армирования;
Принимаем армирование 3 16 А400 с А’s=603 см2;
6 А400 с Аs=603 см2.
Необходимо учесть максимальное усилие N=11276 кН.
4 Расчет консоли колонны
Консоль воспринимает нагрузку от веса подкрановой балки и максимального давления колеса крана.
Принимаем стандартные размеры консоли колонны:
- высота свободного края .
Тогда рабочая высота консоли
Принимаем 4ø16 А400 с
Прочность консоли по наклонной сжатой полосе проверяем по условию
Условие выполняется.
Расчет и конструирование фундамента
Условное давление на грунт: 03 МПа.
2 Определение усилий
Усилия в сечении 3.3:
Вес конструкций стенового ограждения: Nст.ог = Nст+Gфб = 301+150=3160 кН
где – вес стенового ограждения;
Gфб=15кН – вес фундаментной балки.
3 Определение размеров фундамента
Фундамент проектируется с подколонником стаканного типа и фундаментной плитой.
Принимаем высоту типового фундамента
Площадь подошвы фундамента:
где - объемный вес фундамента и грунта на уступах;
- расчетное сопротивление грунта.
Проектируем фундамент с подколонником стаканного типа с размерами 12*18 м и фундаментной плитой с размерами 24*30 м.
4 Проверка краевых давлений под подошвой фундамента
5 Расчет фундаментной плиты на продавливание
где давление под подошвой фундамента.
принимаем конструктивно.
Высота плитной части
6 Проверка толщины фундаментной плиты по наклонным сечениям
Q Qbmin = 05·Rbt·b·h0
условие не выполняется увеличим класс бетона до В 25:
7 Расчет армирования фундаментной плиты
Определяем момент в характерных сечениях.
Принимаем продольную арматуру 616 А 400 мм
Принимаем поперечную арматуру 816 мм А400 с Аs=1608 см2.
8 Расчет подколонника
При выполнении условия граница сжатой зоны проходит в полке и сечение рассматривают как прямоугольное.
-граница сжатой зоны проходит в ребре подбираем арматуру для таврового сечения.
Следовательно армируем 4ø16 A400 с .
Проверка прочности сечения наклонного к продольной оси по формуле
Поперечную арматуру следует ставить конструктивно ø6 В500 .
Список использованной литературы
Проектирование железобетонных конструкций: справочное пособиеА.Б.Голышев В.Я. Бачинский и др.; под ред. А.Б. Голышева. – Киев: Будивельник 1990. – 554 с.
Жилые и общественные здания: Краткий справочник инженера-конструктора Ю.А. Дыховичного. – М.: Стройиздат 1991. – 656 с.

колонна.dwg

Плита ребристая t=300мм
Пароизоляция из одного слоя рубероида
Цементно-песчаная стяжка t=20мм
Гидроизоляционный ковер
Двускатная решетчатая балка
Расчетная схема балки
Цементно-песчаная стяжка t=30мм
производственное здание
КП "Железобетонные конструкции
Колонна прямоугольная. Фундамент
Объем бетона фундамента V=2.77м.куб.
Объем бетона колонны V=3.71м.куб.
Твердение при тепловой обработке
Класс бетона фундамента В20
Класс бетона колонны В15
Ведомость расхода стали
КП "Железобетонные и каменные конструкции
Одноэтажное производственное здание
Колонна прямоугольная
Одноэтажное промышленное здание
ø25 А-1000 L=17960мм
Класс бетона балки: В45
Класс напрягаемой арматуры балки: А1000
Класс ненапрягаемой арматуры балки: А400
Электротермический способ натяжения =900 МПа
Передаточная прочность бетона R =25 МПа