• RU
  • icon На проверке: 34
Меню

Курсовой проект - Многоэтажное каркасное здание

  • Добавлен: 13.02.2023
  • Размер: 4 MB
  • Закачек: 2
Узнать, как скачать этот материал

Описание

Курсовой проект по ЖБК - Многоэтажное каркасное здание (сборные конструкции) НГАСУ(Сибстрин) 2022г

Состав проекта

icon расчет.xlsx
icon ЖБК чертежи.dwg
icon СтарчакЕВ.414.ПЗ.docx

Дополнительная информация

Контент чертежей

icon ЖБК чертежи.dwg

ЖБК чертежи.dwg
Схема расположения панелей перекрытия на отметке +3.600
Схема расположения ригелей и колонн на отметке +3.600
Промышленное предприятие
Многоэтажное каркасное здание
КП1.ЖБК.12.КЖ.И-Р2-02
Изделия арматурные и закладные
КП1.ЖБК.12.КЖ.И-Р2-01
Каркас пространственный КП1
КП1.ЖБК.12.КЖ.И-К4-02
Схема армирования М1:25
КП.ЖБК.12-КЖ.И-П1.1-01
Каркас пространственный КР1
-В500С ГОСТ 52544-2006
-А500С ГОСТ 34028-2016
Общий вид. Схема армирования.
Разрез 2-2. Ведомость расхода
КП.ЖБК.12-КЖ.И-Р2-01
Изделие закладное М1
Отпускная прочность бетона - не ниже 21 МПа
в зимнее время - не ниже 27 МПа 2. з.с - защитный слой
Ведомость расхода стали
Ведомость расхода стали.
КП1.ЖБК.11-КЖ.И-П1.1
Не для коммерческого использования
Общий вид. Схема армирования. Узел 1.
КР1.ЖБК.11-КЖ.И-Р2-01
в зимнее время - не ниже 27 МПа.
ГОСТ 34028-2016 ГОСТ 103-2006
∅14 ∅18 Итого -10х150Итого
Россия. Все права защищены.
Инв. № подл.Взам. инв. №
КР1. КР2. М1. Петля.
Каркасы варить контактно точечной сваркой
Размеры гнутых стержней даны по внешним
* - сварка в тавр под слоем флюса
** - ручная дуговая сварка электродом Э42
КП1.ЖБК.11-КЖ.И-Р2-02
-А400С ГОСТ 34028-2016
Общий вид. Вид А. Узел 1.
КР1.ЖБК.11-КЖ.И-К4-01
Каркас пространственный КП2
Изделие закладное М1.1
-В500С ГОСТ Р 52544-2006
В ведомости деталей радиусы загиба даны по внутренним граням стержней
размеры гнутых стержней - по внешним.
КП1.ЖБК.11-КЖ.И-Р2-01
КП1. Разрез 1-1. Ведомость деталей.
КП1.ЖБК.11-КЖ.И-К4-02
-А240 ГОСТ 34028-2016
КП1.ЖБК.11-КЖ.И-К4-01
-В500С ГОСТ 34028-2016
ВСт3пс2 ГОСТ 380-2005
КП.ЖБК.12-КЖ.И-К4-01
-А400С ГОСТ 43028-2016
-А400 ГОСТ 43028-2016
-А240С ГОСТ 52544-2006
КР1. КР2. М1. Петля. Разрезы
КП1.ЖБК.12.КЖ.И-К4-01
Каркас и сетки варить контактно-точечной сваркой
Каркасы варить контактно-точечной сваркой 2. Размеры гнутых стержней даны по внешним l5
* - сварка в тавр под слоем флюса ** - ручная дуговая сварка электродом 342
КП1. Разрез 1-1. Ведомость
КП2. Ведомость деталей.
КП.ЖБК.12-КЖ.И-К4-02
КП.ЖБК.12-КЖ.И-Р2-02
-А400 ГОСТ 52544-2006
-А240 ГОСТ 52544-2006
-В500С ГОСТ34028-2016
-А400 ГОСТ 34028-2016

icon СтарчакЕВ.414.ПЗ.docx

Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет
Кафедра железобетонных конструкций
«Многоэтажное каркасное здание»
Проектирование элементов здания10
1. Расчет и конструирование плиты без предварительного напряжения10
2. Расчет и конструирование ригеля22
3. Расчет и конструирование колонны34
Цель курсового проекта – закрепить теоретические знания научиться работать с нормативной и технической литературой совершенствовать навыки выполнения и чтения строительных чертежей.
В состав курсовой работы входит проектирование (расчет и конструирование) конструкций сборных железобетонных элементов многоэтажного здания. Заданием предусматривается проектирование следующих элементов: сборной многопустотной плиты перекрытия сборного разрезного ригеля сборной средней колонны 1-го этажа.
постоянная (пол) – 1 кПа;
полная временная – 62 кПа;
длительная часть – 3 кПа;
кратковременная – 62-3= 32 кПа;
Высота этажа – 36 м;
Место строительства – Омск;
Арматура – А400С А500С
Рис. 2. Опирание пустотных панелей на полки ригелей
Следует также помнить что при изготовлении изделий и их монтаже фактические размеры и расстояния между осями могут отклоняться от проектных в большую или меньшую сторону. Отклонения ограничивают допусками которые учитывают при проектировании: в чертежах предусматривают зазоры между элементами которые должны обеспечивать также удобство заполнения их раствором или бетоном после монтажа. С учетом этих зазоров и назначают проектную длину конструкций.
В курсовом проекте применяют пустотные панели перекрытий с высотой сечения 220 мм. Ширину пустотных панелей принимаем в пределах 12–18 м доборных – не менее 06 м. По местоположению в перекрытии различают панели рядовые межколонные средние и межколонные крайние. Межколонные могут иметь вырезы в торцах для огибания колонн. Пустотные панели укладывают на полки ригелей через выравнивающий слой раствора толщиной 10 мм.
Размеры сечения ригелей зависят от нагрузки и пролета; высота h колеблется от 450 до 600 мм а ширина ребра b – от 200 до 300 мм. При этом ширина свесов полок как правило составляет 100 мм а высота полки h ≤ 150 мм.
Колонны связевых каркасов имеют квадратное сечение размеры которого обычно не меняют по всей высоте здания и определяют по колоннам первого этажа.
Предварительно требуется определить габаритные размеры несущих конструкций 5-этажного трехпролетного каркасного здания связевого типа и вычертить схему расположения элементов каркаса: план перекрытия первого этажа поперечный разрез узлы и спецификацию.
Для назначения размеров сечения колонн приближенно без учета собственного веса ригелей и колонн определяем усилие от расчетной нагрузки в колонне первого этажа.
Нагрузки на перекрытия
– пол со звукоизоляцией
Постоянная и длительная
Нагрузки на покрытие
Коэффициенты надежности γf приняты по СП 20.13330.2016 [4]. Для пола со звукоизоляцией и собственного веса железобетонной панели по табл. 7.1; для временной нагрузки на перекрытие – п. 8.2.7 на покрытие – п. 10.12. Согласно п. 10.11 для районов со средней температурой января минус 5 °С и ниже пониженное нормативное значение снеговой нагрузки определяется умножением ее нормативного значения на коэффициент 05. При этом коэффициенты сe и сt принимаем равными единице.
усилие в колонне составит
Полное усилие в колонне: 157772 +224078 =18018 кН.
Принимаем сечение колонн bк × hк = 300 × 300 мм. Колонны принимают с поэтажной разрезкой стыки колонн располагаем на расстоянии 650 мм от верха ригелей.
Так как привязка крайних колонн осевая проектная длина ригелей с учетом зазоров по 20 мм с каждой стороны (рис. 3):
Рис. 3. Опирание ригелей на консоли колонн
При расстоянии между продольными (буквенными) осями колонн 6300 мм номинальную ширину рядовых и средних межколонных панелей назначаем равной 1500 мм и 1800 соотвественно а крайних межколонных – 900 мм (фактическая проектная ширина с учетом допусков будет на 10 мм меньше – соответственно 1490 1790 и 890 мм).
Проектная длина панелей с учетом зазоров по 10 мм с каждой стороны (рис. 2):
Вычерчиваем схемы расположения элементов скомпонованного каркаса включая план первого этажа поперечный разрез узлы и спецификацию (чертеж КП1.ЖБК.№12-КЖ). При этом предусматриваем в колоннах по осям А и Г одну консоль в отличие от двух консолей в колоннах по осям Б и В. Колонны расположенные у торцевых стен нагружены меньше остальных поэтому всем им присваиваем разные марки – от К1 до К4. Ригели имеют две марки – однополочные у торцевых стен (на них опираются только с одной стороны) и двухполочные остальные. По-разному маркируем также панели перекрытий – рядовые межколонные средние и межколонные крайние. Диафрагмы жесткости лестничные клетки наружные стеновые панели и другие элементы на схеме условно не показываем. Спецификацию заполняем после подсчета собственной массы конструкций т.е. после завершения их рабочих чертежей.
Проектирование элементов здания
1. Расчет и конструирование плиты без предварительного напряжения
Нагрузки и воздействия.
Усилия от расчетной нагрузки:
Усилия от нормативной полной нагрузки:
Усилия от нормативной постоянной и длительной нагрузки:
Рис. 4. Поперечное сечение многопустотной плиты перекрытия:
а – фактическое сечение; б – тавровое расчетное сечение по первой группе предельного состояния; в – двутавровое расчетное сечение по второй группе предельного состояния
ширина полки равна ширине плиты по верху
расчетная ширина ребра
Расчет прочности нормальных сечений.
Определим граничный момент при x = h'f :
сжатая зона не выходит за пределы полки.
Вычисляем коэффициент
Относительная высота сжатой зоны:
Определяем требуемую площадь сечения растянутой арматуры:
Принимаем 712 А500 с площадью Аs = 792 мм2. Напрягаемые стержни располагаем симметрично в ребрах панели так чтобы неармированным оставалось не более одного ребра подряд.
конструктивные требования соблюдены.
Проверяем прочность сечения при подобранной арматуре:
Прочность достаточна арматура подобрана правильно.
Опыт проектирования показывает что в многопустотных панелях перекрытия особенно в предварительно напряженных поперечная арматура по расчету не нужна. На приопорных участках длиной четверть пролета арматуру устанавливаем конструктивно. Определим минимальное поперечное армирование в крайних четвертях пролета по конструктивным требованиям [5 п. 10.3.13].
Для расчета плиты перекрытия по предельным состояниям второй группы необходимо определить геометрические характеристики приведенного сечения (рис. 4в).
Определим площадь приведенного сечения:
Статический момент приведенного сечения относительно нижней грани:
Определим расстояние от нижней грани до центра тяжести приведенного сечения:
Момент инерции приведенного сечения:
Момент сопротивления сечения по нижней зоне:
Расчет по образованию трещин.
Момент воспринимаемый сечением при образовании трещин в стадии эксплуатации:
Момент от нормативных нагрузок вызывающий появление трещин
Трещины в стадии эксплуатации образуются необходим расчет их раскрытия.
Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси.
Производят из условия:
Ширина продолжительного раскрытия трещин:
Ширина непродолжительного раскрытия трещин:
Ширина раскрытия трещин определяется по формуле:
Напряжение в продольной растянутой арматуре в нормальном сечении с трещиной от соответствующей внешней нагрузки:
Для панелей с широкой и тонкой полкой в сжатой зоне без большой погрешности и с некоторым запасом плечо внутренней пары равно
Напряжение в продольной растянутой арматуре в нормальном сечении от действия постоянных и временных (кратковременных и длительных) нагрузок:
Напряжение в продольной растянутой арматуре в нормальном сечении от действия постоянных и временных длительных нагрузок:
Определим ширину продолжительного раскрытия трещин:
Условие выполняется.
Определим ширину непродолжительного раскрытия трещин:
– ширина раскрытия от непродолжительного действия постоянных и временных (длительных и кратковременных):
– ширина раскрытия от непродолжительных постоянных и временных длительных:
Трещины раскрываются в пределах допустимой величины.
Расчет прогиба панели.
Прогиб панели перекрытия определяют от действия постоянной и длительной нагрузок. При продолжительном действии постоянной и длительной нагрузок трещины не образуются. Расчет по прогибам производят из условия
Вертикальные предельные прогибы элементов конструкций и нагрузки от которых следует определять прогибы приведены в [4 табл. Д.1].
Прогиб от действия внешней нагрузки:
Кривизну железобетонных элементов от действия постоянных и временных длительных нагрузок определяют по формуле:
Изгибную жесткость приведенного поперечного сечения элемента вычисляют по формуле:
Рис. 6. Расчетное сечение плиты для вычисления кривизны на участке с трещинами
Статический момент приведенного сечения относительно сжатой грани:
Изгибная жесткость приведенного поперечного сечения элемента:
Кривизна от продолжительного действия постоянных и временных длительных нагрузок:
Жесткость панели достаточна.
Конструирование панели.
Рабочие чертежи пустотной панели приведены на двух листах. Первый лист содержит опалубочный чертеж схему армирования спецификацию и ведомость расхода стали. На втором листе изображены сетки каркасы монтажная петля и групповая спецификация арматуры. Поперечную арматуру объединяем в каркасы КР1 а продольную (поз. 1) в растянутой зоне – в сетку С5 с ячейками 185×250 мм. Кроме этого предусматриваем сетку в сжатой зоне с ячейками 200×250 мм из проволоки класса В500С.
Четыре петли предназначены для подъема панели. Собственная масса плиты:
Имея в виду что собственная масса панели распределяется на три петли вычислим массу изделия приходящуюся на одну петлю: 220053 = 7335 кг. Принимаем петли диаметром 12 мм (при массе изделия на одну петлю 7335 кг).
2. Расчет и конструирование ригеля
Рис. 7. К расчету нормального сечения ригеля
В связевых каркасах ригели работают как свободно опертые однопролетные балки. Расчетный пролет равен расстоянию между осями опор:
Полная расчетная нагрузка определяется по табл. 2 с учетом шага ригелей 63 и номинальной длины панелей 52 м:
– временная: 74463=4687 кНм
– от веса пола: 1363=819 кНм
– от веса плиты: 3352=1716 кНм
– от веса ригеля: qp=479 кНм
Изгибающий момент в середине пролета:
Поперечная сила на опоре:
Расчет прочности нормальных сечений.
Условие прочности имеет вид:
Граничная относительная высота сжатой зоны:
Момент воспринимаемый сжатым бетоном:
Условие выполняется прочность достаточна.
Так как известен диаметр для нижней растянутой и верхней сжатой арматуры уточним расстояния а и а'. Минимальная толщина защитного слоя бетона в закрытых помещениях при нормальной и пониженной влажности принимается не менее 20 мм [5 табл. 10.1] и не менее диаметра арматуры.
)Защитный слой для нижней арматуры:
)Защитный слой для верхней арматуры:
Обрываемая арматура заводится за точки теоретического отрыва на длину
Расчет прочности наклонных сечений на поперечную силу.
Опасные наклонные сечения начинаются там где резко меняются размеры сечения ригеля т.е. в углу подрезки (рис. 9). Высота сечения ригеля:
=ригеляк.к.=550150=400 мм
где hригеля – высота ригеля; hк.к. – высота консоли колонны.
Рис. 9. К расчету наклонного сечения ригеля
Проверяем прочность наклонной полосы на сжатие:
Условие выполнено. Прочность ригеля по наклонной полосе обеспечена при любой поперечной арматуре.
Проверяем прочность по наклонной трещине из условия
Поперечное усилие воспринимаемое бетоном в наклонном сечении определяется из условия
Поперечное усилие воспринимаемое хомутами в наклонной трещине:
где Rsw = 280 МПа – расчетное значение сопротивления поперечной арматуры [5 табл. 6.15]. Поперечную арматуру учитывают в расчете если соблюдается условие
Условие выполнено. Поперечную арматуру можно учитывать в расчете.
Поскольку наклонная трещина начинается в углу подрезки т.е. почти у грани опоры проекцию опасной наклонной трещины находим по формуле:
Прочность достаточна
Расчет прочности наклонных сечений на изгибающий момент.
Подрезка бетона в опорных участках не позволяет завести продольную арматуру за грани опор поэтому устанавливаем по два дублирующих горизонтальных стержня заанкеривая их на опорах приваркой к закладным пластинам. Сечение стержней класса А400 подбираем расчетом наклонных сечений на изгибающий момент из условия
Проекция опасного наклонного сечения
Момент усилия в продольной арматуре относительно точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне:
Требуемая площадь арматуры:
Стержни должны быть заведены в бетон на длину анкеровки [5 п. 10.3.24 п. 10.3.25].
Базовая длина анкеровки необходимая для передачи усилия:
Расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном:
Требуемую расчетную длину анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяют по формуле:
Конструирование ригеля.
Пространственный каркас КП1 состоит из трех плоских каркасов. Два вертикальных КР1 включают продольные рабочие стержни 10 А400 (поз. 2) 32 А400 (поз. 4) и распределительные 5 В500С (поз. 3) а также поперечные 14 А400 (поз. 1). Горизонтальный каркас КР2 состоит из продольных рабочих стержней 32 А400 (поз. 3) и распределительных: продольных 5 В500С (поз. 2) и поперечных 8 А240 (поз. 1). Для сборки КП1 используем отдельные распределительные стержни 5 В500С (поз. 3) и 20 А400 (поз. 4) на каркасе КП1 причем стержни (поз. 4) кроме того предупреждают отрыв полок при воздействии нагрузок от плит.
Фактическая длина стержней:
Поскольку КР1 и КР2 являясь деталями КП1 сами состоят из деталей оформляем две отдельные таблицы групповых спецификаций: одну для элементов входящих в ригель (КП1 М1) другую – для элементов входящих в КП1 (КР1 КР2). Для П-образных стержней (поз. 4 каркаса КП1) нуждающихся в эскизе составляем ведомость деталей.
Опорная закладная деталь М1 включает пластину из стали марки ВСт3пс2 (поз. 1) анкеры 414 А400 (поз. 2) приваренные к пластине в тавр под слоем флюса и горизонтальные стержни 222 А400 (поз. 3 подбор см. в разделе "Расчет прочности наклонных сечений на изгибающий момент"). Последние приваривают к поз. 1 ручной дуговой сваркой (электроды Э42) двусторонними швами.
По металлу шва из условия
Определяем катет шва:
По металлу границы сплавления из условия
Прочность швов достаточна.
Две петли предназначены для подъема ригеля. Собственная масса ригеля:
Масса изделия на одну петлю 25222 = 126105 кг. По табл. 4 [13] принимаем петли диаметром 14 мм (при массе изделия на одну петлю 126105 кг). Размеры петли назначаем по [табл. 5 и рис. 5 13].
3. Расчет и конструирование колонны
Расчетная нагрузка от перекрытия одного этажа (по табл. 2):
в том числе постоянная и длительная:
Расчетная нагрузка от собственного веса ригеля:
Расчетная нагрузка от собственного веса колонны:
Расчетная нагрузка от покрытия на колонну (по табл. 3):
От постоянных и длительных нагрузок:
Расчет прочности нормального сечения внецентренно сжатой колонны со случайным эксцентриситетом.
Полученный процент армирования от рабочей площади бетона составляет:
где рабочая высота сечения 0=30045=255 мм.
Расчет прочности консоли колонны.
Скрытые консоли (рис. 10) имеют малые размеры поэтому их армируют жесткой арматурой которую рассчитывают на воздействие опорных реакций ригелей Q без учета работы бетона.
Рис. 10. К расчету консоли колонны
Усилия в наклонных пластинах (2 на рис. 10) определяем из условия равенства нулю проекций сил на вертикаль:
Усилие в растянутых стержнях арматуры (1 на рис. 10):
Нижние сжатые и распределительные стержни (3 и 4 на рис. 10) принимаем того же сечения что и верхние: 22 А400.
Конструирование колонны.
В верхней части колонны по углам предусматриваем выемки для выпусков арматуры с последующей их сваркой с выпусками стержней вышестоящей колонны. После монтажа выемки заделывают бетоном. Класс заделки стыка используют не ниже класса бетона колонны.
Продольные стержни определенные расчетом включаем в два плоских каркаса КР1.1 которые с помощью поперечных стержней объединяем в пространственный каркас КП2.
Во внецентренно сжатых линейных элементах при наличии необходимой по расчету сжатой продольной арматуры в целях предотвращения выпучивания продольной арматуры следует устанавливать поперечную арматуру с шагом не более 15d и не более 500 мм (d – диаметр сжатой продольной арматуры). Если содержание сжатой продольной арматуры устанавливаемой у одной из граней элемента более 15 % поперечную арматуру следует устанавливать с шагом не более 10d и не более 300 мм [5 п. 10.3.14]. В нашем случае
Для удобства изготовления каркасов принимаем шаг поперечных стержней 420 мм.
По глубине сетки располагают: 1) в пределах удвоенного размера грузовой площади – при толщине элемента более удвоенного большего размера грузовой площади; 2) в пределах толщины элемента – при толщине элемента менее удвоенного большего размера грузовой площади.
Назначаем шаг сеток s = 70 мм стержни 6 В500С с ячейками 45×45 мм для С1.1 и 60×60 мм для С2.1. Определяем коэффициент армирования для С2.1 (у них более крупные ячейки):
Условие выполняется.
Объем бетона колонны:
Две петли предназначены для подъема колонны. Собственная масса колонны:
Масса изделия на одну петлю 113632 = 56814 кг. Принимаем петли диаметром 10 мм A240 (при массе изделия на одну петлю 56814 кг.
Байков В. Н. Железобетонные конструкции. Общий курс: учебник для вузов В. Н. Байков Э. Е. Сигалов. – 5-е изд. перераб. и доп. – Москва: Стройиздат 1991. – 767 с.
Расчет и конструирование частей жилых и общественных зданий : справочник проектировщика П. Ф. Вахненко В. Г. Хилобок Н. Т. Андрейхо М. Л. Яровой ; под ред. П. Ф. Вахненко. – Киев : Будiвельник 1987. – 424 с.
Сборные железобетонные конструкции многоэтажного каркасного здания (связевой вариант) : метод. указания по выполнению курсового проекта спец. 29.03 "Пром. и гражд. стр-во" всех форм обучения М-во образования РФ Новосиб. гос. архитектур.-строит. ун-т Каф. железобетон. конструкций ; сост.: В. В. Габрусенко Ю. М. Редько. – Новосибирск 1999. – 44 с.
СП 20.13330.2016. Нагрузки и воздействия : пересмотр СП 20.13330.2011 "СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия" : введ. 2017-06-04. – Текст : электронный Техэксперт. Электронный фонд правовых и нормативно-технических документов.
СП 63.13330.2018. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения : пере- смотр СП 63.13330.2012 : введ. 2019-06-20. – Текст : электронный Техэксперт. Электронный фонд правовых и нормативно-технических документов.
СП 52-102-2004. Предварительно напряженные железобетонные конструкции : введ. впер- вые. – Текст : электронный Техэксперт. Электронный фонд правовых и нормативно-технических документов.
Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетонных конструкций из тяжелого бетона (к СП 52-102-2004) ЦНИИПромзданий НИИЖБ. – Москва : ЦНИИПромзданий 2005. – 158 с.
ГОСТ 14098-2014. Соединения сварные арматуры и закладных изделий железобетонных конструкций. Типы конструкции и размеры : взамен ГОСТ 14098-91 : введ. 2015-07-01. – Текст : электронный Техэксперт. Электронный фонд правовых и нормативно-технических документов.
СП 16.13330.2017. Стальные конструкции : актуализированная ред. СНиП II-23-81* : введ. 2017-08-28. – Текст : электронный Техэксперт. Электронный фонд правовых и нормативно-технических документов.
ГОСТ Р 21.101-2020. Система проектной документации для строительства. Основные требования к проектной и рабочей документации : введ. 2021-01-01. – Текст : электронный Техэксперт. Электронный фонд правовых и нормативно-технических документов.
ГОСТ 21.501-2018. Система проектной документации для строительства. Правила выполнения рабочей документации архитектурных и конструктивных решений : взамен ГОСТ 21.501-2011 : введ. 2019-06-01. – Текст : электронный Техэксперт. Электронный фонд правовых и нормативно- технических документов.
up Наверх