Курсовая работа по железобетонным конструкциям

Содержание

Содержание курсового проекта:

Компоновка конструктивной схемы здания

Расчет и конструирование многопустотной предварительно напряженной плиты перекрытия

Исходные данные

Расчет плиты по предельным состояниям первой группы

Расчет плиты по предельным состояниям второй группы

Расчет и конструирование однопролетного предварительно напряженного ригеля

Исходные данные

Определение усилий в ригеле

Расчет прочности ригеля по сечению, нормальному к продольной оси

Расчет прочности ригеля по сечению, наклонному к продольной оси

Построение эпюры материалов

1.4 Расчет и конструирование колонны

1.4.1. Исходные данные

1.4.2. Определение усилий в колонне

1.4.3. Расчет прочности колонны

1.5 Расчет и конструирование фундаментов под колонну

1.5.1. Исходные данные

1.5.2. Определение размера стороны подошвы фундамента

1.5.3. Расчет на продавливание

1.5.4. Определение площади арматуры фундамента

2. Монолитная плита перекрытия сплошного сечения

2.1. Исходные данные

2.2. Определение нагрузок и усилий в плите

2.3. Расчет несущей способности плиты

Литература

1.2. Расчет и конструирование многопустотной предварительно напряженной плиты перекрытия при временной нагрузке 7500 Н/м2

1.2.1. Исходные данные.

Нагрузки на 1 м2 перекрытия

Нагрузка на 1 п.м. длины плиты при номинальной её ширине 2,1 м с учетом коэффициента надежности по назначению здания (II класс ответственности) :

• расчетная постоянная 5,104 кН/м;

• расчетная полная 14,104 кН/м;

• нормативная постоянная 4,390 кН/м;

• нормативная полная 11,890 кН/м;

• нормативная постоянная и длительная 9,640 кН/м.

Материалы для плиты:

Бетон – тяжелый класса по прочности на сжатие В30. МПа, МПа (табл. 12[1]); МПа, МПа (табл. 13[1]); коэффициент условий работы бетона (табл. 15[1]). Плита подвергается тепловой обработке при атмосферном давлении. Начальный модуль упругости МПа (табл. 18[1]).

К трещиностойкости плиты предъявляются требования 3-ей категории. Технология изготовления плиты – агрегатнопоточная. Натяжение напрягаемой арматуры осуществляется электротермическим способом.

Арматура:

- продольная напрягаемая класса A-V. МПа, МПа, МПа (табл. 19*, 22*, 29* [1]).

• поперечная ненапрягаемая класса ВрI, МПа, МПа, МПа (табл. 29* [1]).

1.2.2. Расчет плиты по предельным состояниям первой группы.

Определение внутренних усилий

Расчетный пролет плиты в соответствии с рис. 2 равен:

Максимальное расстояние между напрягаемыми стержнями арматуры принимается не более 600 мм, что соответствует требованию п 5.20 [1] при .

Расчет по прочности сечения, наклонного к продольной оси плиты

Расчет прочности наклонных сечений выполняется согласно п.3.29…3.31 [1]. Поперечная сила кН.

Предварительно приопорные участки плиты заармируем в соответствии с конструктивными требованиями п.5.27 [1]. Для этого с каждой стороны плиты устанавливаем по четыре каркаса длиной с поперечными стержнями ∅4 ВрI, шаг которых см. (по п.5.27

Вывод: Условие удовлетворяется, конструктивного армирования достаточно.

1.2.3. Расчет плиты по предельным состояниям второй группы.

Геометрические характеристики приведенного сечения

Потери предварительного натяжения арматуры

При расчете потерь коэффициент точности натяжения арматуры .

Первые потери определяются по п. 1…6 табл.5 [1] с учетом указаний п. 1.25 [1].

Потери от релаксации напряжений в арматуре при электротермическом способе натяжения стержневой арматуры равны:

МПа.

Потери от температурного перепада между натянутой арматурой и упорами , так как при агрегатнопоточной технологии форма с упорами нагревается вместе с изделием.

Потери от деформации анкеров и формы при электротермическом способе натяжения равны 0.

Потери от трения арматуры об огибающие приспособления , поскольку напрягаемая арматура не отгибается.

Расчет по образованию трещин, нормальных к продольной оси

Для элементов, к трещинностойкости которых предъявляются требования 3-ей категории, коэффициент надежности по нагрузке . Расчет производится из условия (124) [1]:

.

1.3. Расчет и конструирование однопролетного ригеля.

Для опирания пустотных панелей принимается сечение ригеля высотой см. Ригель выполняется предварительно напряженным.

Высота сечения обычного ригеля .

1.3.1. Исходные данные

Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м2 перекрытия принимаются те же, что и при расчете панели перекрытия. Ригель шарнирно оперт на консоли колонн, см. Расчетный пролет:

, где

- пролет ригеля в осях;

- размер сечения колонны;

20 - зазор между колонной и торцом ригеля;

250 - размер площадки опирания.

Расчетная нагрузка на 1 м длины ригеля определяется с грузовой полосы, равной шагу рам, в данном случае шаг рам 6,0 м.

Постоянная нагрузка :

Временная нагрузка с учетом коэффициента надежности по назначению здания и коэффициента снижения временной нагрузки в зависимости от грузовой площади:

1.3.2. Определение усилий в ригеле

Расчетная схема ригеля – однопролетная шарнирно опертая балка пролетом . Вычисляем значения максимального изгибающего момента М и максимальной поперечной силы Q от полной расчетной нагрузки:

Как видно, по трудоемкости варианты аналогичны, но по расходу арматуры наиболее целесообразен 1 вариант.

1.3.4. Расчет прочности ригеля по сечению, наклонному к продольной оси

Расчет прочности ригеля по сечению, наклонному к продольной оси, выполняется согласно п.п. 3.29…3.33 [1].

Расчет производится рядом с подрезкой в месте изменения сечения ригеля.

Поперечная сила на грани подрезки на расстоянии 10 см от торца площадки опирания

(значение силы обжатия см. ниже) принимается с учетом коэффициента :

Для определения P2 воспользуемся расчетом ригеля по предельным состояниям 2 группы.

Геометрические характеристики приведенного сечения

Тавровое сечение ригеля заменяем эквивалентным прямоугольным со сторонами 20 и 45 см.

Потери предварительного натяжения арматуры ригеля

При расчете потерь коэффициент точности натяжения арматуры .

Потери от релаксации напряжений в арматуре при электротермическом способе натяжения стержневой арматуры равны:

Вывод: Условие не удовлетворяется, конструктивного армирования недостаточно. Поперечная арматура необходима по расчету.

Расчет для обеспечения прочности по наклонной трещине производится по наиболее опасному наклонному сечению из условия:

Окончательно принимаем шаг поперечных стержней:

• на приопорных участках длиной 2 м s=15 см;

• на приопорных участках в подрезке s=10 см;

• на остальной части пролета s= 33,75 см.

Натяжение обрываемой арматуры осуществляется при помощи приварки её к закладным деталям, находящимся на нижерасположенных предварительно натянутых арматурных стержнях.

1.3.5. Построение эпюры материалов

Продольная рабочая арматура в пролете 4∅18 AVI с . Площадь этой арматуры определена из расчета на действие максимального изгибающего момента в середине пролета. В целях экономии арматуры по мере уменьшения изгибающего момента к опорам два стержня обрываются в пролете, а два других доводятся до опор.

Площадь рабочей арматуры AS(2∅18)=5,09 см2.

Определяем изгибающий момент, воспринимаемый ригелем с полной

Окончательно принимаем длину обрываемого стержня 4,1 м.

1.4. Расчет и конструирование колонны

Для колонн применяют бетон классов по прочности на сжатие не ниже В15, для сильно загруженных не ниже В25. Колонны армируют продольными стержнями диаметром 1240 мм, преимущественно из горячекатаной стали класса AIII и поперечными стержнями из горячекатаной стали классов AIII, A-II, A-I.

1.4.1. Исходные данные.

Нагрузки на 1 м2 перекрытия принимается такой же, как и в предыдущих расчетах, нагрузка на 1 м2 покрытия приводится в табл.2.

Место строительства – г. Шостка, II снеговой район.

Материалы для колонны:

Бетон – тяжелый класса по прочности на сжатие В20. МПа, МПа (табл. 13[1]); коэффициент условий работы бетона (табл. 15[1]).

Арматура:

• продольная рабочая класса AIII, МПа, МПа (табл. 22*, 29* [1]).

Принимаем размер сечения колонны см.

1.4.2. Определение усилий в колонне.

Грузовая площадь средней колонны м2.

Постоянная нагрузка от перекрытия одного этажа с учетом коэффициента надежности по назначению здания : .

Нагрузка от ригеля: , где

3,4 кН/м – погонная нагрузка от собственного веса ригеля;

5,6 м – длина ригеля при расстоянии между осями колонн 6 м.

Нагрузка от собственного веса колонны типового этажа:

.

Нагрузка от собственного веса колонны подвального этажа:

.

Постоянная нагрузка на колонну типового этажа с одного этажа:

175+19,0+12,5=206,5 кН.

Постоянная нагрузка на колонну подвального этажа с первого этажа:

170+19,0+16,7=205,7 кН.

Постоянная нагрузка от покрытия, приходящаяся на колонну:

.

Общая постоянная нагрузка на колонну от покрытия с учетом веса ригеля:

181+19=200 кН.

Временная нагрузка, приходящаяся на колонну с одного этажа:

.

Временная нагрузка, приходящаяся на колонну с покрытия:

.

Коэффициент снижения временных нагрузок в многоэтажных зданиях:

, где

- число перекрытий, от которых учитывается нагрузка. Для здания, имеющего 7 этажей и подвал, имеем:

Нормальная сила в средней колонне на уровне подвала составит:

1.4.3. Расчет прочности колонны.

Расчет прочности сжатых элементов из тяжелого бетона классов В15…В40 на действие продольной силы, приложенной со случайным эксцентриситетом, при допускается производить из условия:

Арматура рассчитана верно.

Монолитная плита перекрытия сплошного сечения

2.1. Исходные данные.

Монолитная плита перекрытия является элементом балочного перекрытия каркасного монолитного здания с объемно-планировочным решением, аналогичным решению, выполненному в сборном железобетоне.

Плита перекрытия толщиной 160 мм в конструктивной ячейке м. Расположение балок – вдоль буквенных и цифровых осей. По контуру здания использованы навесные фасадные стеновые панели.

Расчетная схема плиты – плита защемлена по трем сторонам и не имеет опоры по четвертой стороне. Расчетные пролеты: мм;

Следовательно, прочность плиты обеспечена.

Схема армирования дана По конструктивным соображениям свободный край дополнительно армируется объемным каркасом К1 из четырех стержней диаметром 10 мм из стали класса AIII для восприятия усадочных и температурных воздействий.

Литература

1. СНиП 2.03.0184*. Бетонные и железобетонные конструкции / Госстрой России, ГУП ЦПП, 1996.

2. Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции: Общий курс; Учебник для вузов. –5е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1991.

3. СНиП 2.01.0785. Нагрузки и воздействия / Госстрой СССР–М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989.

4. Лекционный материал по курсу.

Вариант с пустоткой 1.dwg