Расчет и конструирование монолитных железобетонных конструкций шестиэтажного здания в г. Тюмень

Курсовой.dwg

Огибающие эпюры моментов и поперечных сил главной балки
ПОСТРОЕНИЕ ЭПЮРЫ МАТЕРИАЛОВ ВТОРОСТЕПЕННОЙ БАЛКИ М 1:50 ЭТО ЧЕРНОВИК!!!
ПОСТРОЕНИЕ ЭПЮРЫ МАТЕРИАЛОВ ВТОРОСТЕПЕННОЙ БАЛКИ М 1:50
Условные обозначения эпюр M и Q
Исходная эпюра М (кНхм)
Эпюры моментов и поперечных сил от различных сочетаний нагрузок
Перераспределение моментов для сочетания загружений (1+4)
Добавочная эпюра ΔМ (кНхм)
Перераспеределенная эпюра М (кНхм)
ГЛАВНАЯ БАЛКА М 1:50
Эпюра материалов главной балки
Опалубочный чертёж плиты перекрытия на отм. +4
0 План фундаментов на отм. -1
Армирование фрагмента плиты на отм. +4
у нижней грани у верхней грани
Фрагмент второстепенной балки
1 смотреть совместно с листами 2 и 3; 2. Все несущие стены - кирпичные толщиной 510 мм; 3. Плиты перекрытия выполнить из бетона класса В35; 4. Колонны выполнить из бетона класса В25; 5. Раскладку арматурных стержней для сеток С-1
С-11 см. пояснительной записке; 6. Фундаменты выполнить из бетона класса В15; 7. Не оговоренный защитный слой бетона принимать не менее 20 мм; 8. Стыковку арматуры колонн по длине осуществлять при помощи ванной сварки по ГОСТ 14098-2014;
Армирование колонны К-1 и фундамента Ф-1
2 смотреть совместно с листами 1 и 3; 2. Второстепенные балки выполнить из бетона класса В35; 3. Бетонную подушку выполнить из бетона класса В15; 4. Не оговоренный защитный слой бетона принимать не менее 20 мм; 5. Не оговоренную заделку рабочей арматуры принять не менее 40 мм в главные балки и не менее половины заделки второстепенной балки в кирпичную стену - 125 мм; 6. Стыковку арматуры по длине осуществлять по ГОСТ 14098-2014;
3 смотреть совместно с листами 1 и 2; 2. Главные балки выполнить из бетона класса В35; 3. Бетонную подушку выполнить из бетона класса В15; 4. Не оговоренный защитный слой бетона принимать не менее 20 мм; 5. Не оговоренную заделку рабочей арматуры принять не менее 40 мм в колонны и не менее половины заделки глабной балки в кирпичную стену - 190 мм; 6. Стыковку арматуры по длине осуществлять по ГОСТ 14098-2014;
Ведомость расхода стали на второстепенную балку
Ведомость расхода стали на главную балку
0План фундаментов на отм. -1
у нижней грани М1:200 у верхней грани М1:200
1 смотреть совместно с листами 2 и 3; 2. Плиты перекрытия выполнить из бетона класса В35; 3. Колонны выполнить из бетона класса В25; 4. Раскладку арматурных стержней для сеток С-1
С-11 см. пояснительной записке; 5. Фундаменты выполнить из бетона класса В15; 6. Не оговоренный защитный слой бетона принимать не менее 20 мм; 7. Стыковку арматуры колонн по длине осуществлять при помощи ванной сварки по ГОСТ 14098-2014;
Армирование колонны К-1 и фундамента Ф-1 М1:100
Ведомость расхода стали на плиту перекрытия на отм +4
С-11 см. пояснительной записке; 6. Фундаменты выполнить из бетона класса В15; 7. Не оговоренный защитный слой бетона принимать не менее 20 мм; 8. Стыковку арматуры по длине осуществлять при помощи ванной сварки по ГОСТ 14098-2014;
Шестиэтажное промышленное здание с неполным каркасом в г. Тюмень
Опалубочные чертежи и армирование плиты перекрытия на отм. 4
Опалубочные чертежи колонны К-1 и фундамента Ф-1
КФУ АСиА АСФ ПГС-431 г. Симферополь
Спецификация элементов и материалов на плиту перекрытия на отм. 4
Ведомость расхода стали на плиту перекрытия на отм. 4
Спецификация элементов и материалов на второстепенную балку
Спецификация элементов и материалов на главную балку
Второстепенная балка
Второстепнная балка (ВБ)
Рабочая арматура ø8 А500С (ориентировочно)
Плита перекрытия толщ. - 60 мм
Щебёночная подготовка - 100 мм
Сетка С-11 ø16 А500С 150х150
Х-1 ø8 А240С шаг 100200150
Хомут Х-1 ø8 А240С шаг 100200150
Хомут Х-1 ø8 А240 шаг 100
Фундамент Ф-1 низ на отм. -1
Фундамент ленточный ФЛ-1 низ на отм. -1
Главная балка (ГБ) 300х600
Второстепенная балка (ВБ) 200х400
Наружные кирпичные стены толщ. - 510 мм
Стыковка выпусков по ГОСТ 14098-2014
Стыковка выпусков арматуры
Выпуски арматуры из фундамента 3ø36 А500С
Рабочая арматура колонны 3ø36 А500С
Расчетный периметр продавливания U
Выпуски арматуры из фундамента 3ø36 А500С

Пояснительная записка.docx

Министерство образования и науки Российской Федерации
Крымский федеральный университет им. Вернадского В.И.
Академия строительства и архитектуры
Архитектурно-строительный факультет
Кафедра «Строительных конструкций»
По дисциплине: «Железобетонные конструкции»
Тема: «Расчет и конструирование монолитных железобетонных конструкций шестиэтажного здания в г. Тюмень»
Студента 4 курса группы ПГС-431
направление «Строительство»
специальность 08.03.01 ПГС
Симферополь – 2016 г.
Содержание курсового проекта
Задание на курсовое проектирование
Наименование параметра
Длина здания в осях м
Количество этажей шт
Переменная нагрузка кНм2
Глубина заложения фундаментов м
Класс бетона перекрытия
Класс бетона фундаментов
Класс арматурной стали
Расчетное сопротивление грунта МПа
Компоновка конструктивной схемы монолитного ребристого перекрытия
Разработка конструктивной схемы перекрытия при следующих исходных данных: размеры здания в плане 72х208 м; высота этажа 48 м; наружные стены – кирпичные несущие; нормативная временная нагрузка на перекрытие vn = 13 кНм2.
На основании требований и рекомендаций принимаем:
-три пролета главных балок в поперечном направлении здания с размерами 68 м 72 м 68 м;
-двенадцать пролетов второстепенных балок в продольном направлении здания с размерами 55 м в крайних и 61 в средних пролетах;
-ширина плиты в крайних пролетах 2 м в средних пролетах – 24 м.
Принимаем следующие размеры поперечных сечений элементов:
Толщина плиты при временной нагрузке 13 кНм2 – hпл = 90 мм;
Высота главной балки hгб = 06 м;
Ширина главной балки bгб = 03 м;
Высота второстепенной балки hвб = 04 м;
Ширина второстепенной балки bвб = 02 м;
Поперечное сечение колонны 04х04 м.
Принимаем следующие размеры пролетов:
-одиннадцать пролетов главных балок в продольном направлении с размерами 63 м в крайних и 66 м в средних пролетах;
-четыре пролета второстепенных балок в поперечном направлении с размерами 51 м в крайних и 53 м в средних пролетах;
-ширина плиты 19 м в крайних и 22 м средних пролетах.
Высота главной балки hгб = 06 м;
Ширина главной балки bгб = 03;
Ширина второстепенной балки bвб = 02 м; Поперечное сечение колонны 04х04 м.
Рис. 1 – Схема ребристого перекрытия по первому варианту
Рис. 2 – Схема ребристого перекрытия по второму варианту
Определяем расход бетона на перекрытие для принятых вариантов (табл. 2).
Наименование элемента
Второстепенные балки
h=400 мм b=200 мм n=8
h=600 мм b=300 мм n=11
h=400 мм b=200 мм n=32
h=600 мм b=300 мм n=3
Для дальнейшего расчета принимаем Вариант 1.
Расчет и конструирование плиты перекрытия
1.Определение нагрузок
Определение нагрузок на 1 м2 перекрытия приведено в табл. 2 Конструкция пола – дубовый паркет.
Характеристическое значение равномерно распределенной полезной нагрузки на перекрытие 13 кНм2.
Состав перекрытия принят следующий:
-дубовый паркет «елочка» =15 мм;
-подложка под паркет (пробка) =5 мм
-цементно-песчаная стяжка =30 мм;
-слой керамзитового гравия =50 мм;
-1 слой оклеечной пароизоляции =3 мм;
-монолитная железобетонная плита перекрытия =90 мм.
Нормативная нагрузка кНм2
Коэффициент надежности γfm
Расчетная нагрузка кНм2
Железобетонная плита () – 90 мм
- паркетная доска (дуб) () – 15 мм
-подложка под паркет (пробка) () – 5 мм
- стяжка из цем.-песч. раствора () – 30 мм
- Звукоизоляционный слой () – 50 мм
Полная расчетная нагрузка на 1 м2 плиты с учетом коэффициента надежности по ответственности –
2.Определение усилий
Определяем изгибающие моменты в балочной плите монолитного перекрытия.
- крайний при глубине опирания плиты на стены 120 мм
Изгибающие моменты в сечениях балочной плиты расчетные усилия с учетом их перераспределения в результате пластических деформаций бетона определяем следующим образом:
- в крайнем пролете:
- на вторых от края опорах:
- в средних пролетах и опорах:
- для полосы 1’ изгибающие моменты в средних пролетах:
Наибольшая поперечная сила на первой промежуточной опоре слева:
Рис. 3 – Определение расчетных пролетов плит
Рис. 4 – Расчетная схема и эпюра изгибающих моментов в плите
Рис. 5 – грузовые площади элементов перекрытия
- грузовая площадь для расчета плиты крайнего ряда
’- грузовая площадь для расчета плиты среднего ряда;
- грузовая площадь для расчета второстепенной балки;
- грузовая площадь для расчета главной балки;
- грузовая площадь для расчета колонн.
3.Расчет сечений продольной арматуры
Расчетное сопротивление бетона при осевом сжатии = 195 МПа расчетное сопротивление бетона при осевом растяжении = 13 МПа коэффициент условий работы бетона при продолжительном (длительном) действии нагрузки согласно указаниям п.6.1.12 [2] = 09.
Рабочая арматура класса А500C:
Расчетное сопротивление арматуры =435 МПа =200000 МПа.
Толщину плиты предварительно принятую для определения ее веса уточняем с учетом действия наибольшего изгибающего момента:
Определяем рабочую высоту сечения:
где: – коэффициент соответствующий рекомендуемой по экономическим условиям относительной высоте сжатой зоны бетона .
Граничная относительная высота сжатой зоны:
Полная толщина плиты:
- диаметр стержней рабочей арматуры (предварительный);
–защитный слой бетона;
Принимаем окончательно толщину плиты - .
Уточняем рабочую высоту сечения:
Условие удовлетворяется установка поперечной арматуры для плиты не требуется.
Рис. 6 - Расчетное поперечное сечение плиты
Расчет арматуры в пролетных и опорных сечениях плиты приведен в таблицу 4.
Результаты расчета арматуры плиты
Рассматриваемое сечение плиты
У первых промежуточных опор
В средних пролетах и у средних опор не окаймленных плит (полоса 1)
В средних пролетах и у средних опор окаймленных плит (полоса 1')
4.Конструирование плиты
Принимаем вариант армирования плиты плоскими сварными сетками с поперечным расположением рабочих стержней (рис. 2.8).
Результаты подбора арматуры сеток приведены в таблице 5.
Армирование плиты сварными сетками
Принятое армирование
Распределительные стержни
В нерабочем направлении у опор возле стен
В нерабочем направлении над главными балками
План раскладки сеток схема армирования и арматурные изделия показаны на рис. 7.
Определение габаритных размеров сеток (рис. 7):
нижние сетки верхние сетки
Рис. 7 – План раскладки сеток поперечной рабочей арматурой
Рис. 8 - Армирование плит сварными сетками с поперечной рабочей арматурой (разрез 1-1 и разрез 2-2)
Рис. 9 - Сетки С1 С2 С3 и С4
Спецификация на арматурные сетки
Расчет и конструирование второстепенной балки
Рис. 10 – Определение расчетных пролетов второстепенной балки
Для конструктивной схемы перекрытия по варианту 1 при длине площадки опирания второстепенной балки на стену 250 мм расчетный крайний пролет составит:
Для средних пролетов второстепенной балки при ширине ребра главных балок 300 мм:
Вес конструкции пола и железобетонной плиты:
Расчетные нагрузки на 1 погонный метр второстепенной балки:
- от веса плиты и пола
- от веса ребра балки
суммарная постоянная нагрузка:
временная полезная (переменная) нагрузка:
Рис. 11 – расчетная схема второстепенной балки
Определяем изгибающие моменты и поперечные силы во второстепенной балке для конструктивной схемы перекрытия по варианту 1.
Определение изгибающих моментов приведено в таблице 7 при соотношении:
Расчетные значения поперечных сил:
на первой промежуточной опоре слева:
на первой промежуточной опоре справа и на всех средних опорах:
Расстояние от левой опоры до рассматриваемого сечения м
Значения коэффициентов
Изгибающие моменты кНм
Определение изгибающих моментов во второстепенной балке
Эпюры М и Q для второстепенной балки показаны на рис. 12.
Рис. 12 - Эпюры изгибающих моментов и поперечных сил второстепенной балки
2.Определение размеров сечения второстепенной балки
Определяем высоту второстепенной балки используя исходные данные проектирования: Бетон класса В35 расчетное сопротивление бетона сжатию Rb=195 Мпа расчетное сопротивление бетона растяжению Rbt =13 Мпа начальный модуль упругости бетона Eb= 34500 МПа.
Определяем минимальную требуемую рабочую высоту второстепенной балки:
Принимаем расстояние от верхней грани балки до центра тяжести рабочей арматуры на опоре а = 50 мм полная высота балки h = h0 + a = 3076+5 = 3576 см.
Принимаем h = 40 см b=20 см тогда h0 = h – a = 40 – 5 = 35 см.
Проверяем принятые размеры по условию:
Принятые размеры поперечного сечения второстепенной балки достаточны.
3.Расчет прочности нормальных сечений
Определяем требуемую площадь сечения продольной рабочей арматуры во второстепенной балке.
Данные о материалах:
Продольная рабочая арматура класса А400:
Поперечная рабочая арматура класса А240:
При расчете прочности нормальных сечений и при определении сечения рабочей продольной арматуры в пролете сечение второстепенной балки принимаем тавровым так как плита расположена в сжатой зоне. Расчетную ширину полки таврового сечения принимаем меньшей из двух значений:
Выбираем наименьшее
Тогда ширина полки тавра равна:
В приопорных зонах второстепенных балок свесы полок не учитываем поскольку они согласно эпюре изгибающих моментов (см. рис. 12) расположены в растянутых зонах и расчетные поперечные сечения принимаются прямоугольными (см. рис. 14) с размерами
Размеры расчетных сечений второстепенной балки в пролетах и над промежуточными опорами показаны на рис. 13-14.
Рис. 13 - Расчётное сечение в пролётах второстепенной балки
Рис. 14 - Расчётное сечение балки в приопорных зонах
Определяем положение границы сжатой зоны для таврового сечения в пролетах при максимальных значениях пролетного момента (табл. 7)
следовательно в пролетах граница сжатой зоны проходит в пределах полки и сечение следует рассчитать как прямоугольное с размерами
Расчет арматуры второстепенной балки сводим в табл. 8 а её размещение показано на рис. 16.
Определение площади сечения рабочей арматуры в сечениях второстепенной балки
Расположение сечения
Требуемая площадь арматуры
Количество диаметр и класс арматуры
Площадь поперечного сечения
4.Расчет прочности второстепенной балки по наклонным сечениям на действие поперечной силы
Определяем диаметр и шаг поперечной арматуры во второстепенной балке.
Наибольшая поперечная сила действует у опоры В слева
Определяем требуемую интенсивность поперечного армирования приопорного участка:
то интенсивность поперечной арматуры определяем следующей по формуле:
Шаг поперечной арматуры согласно п. 10.3.13 [2] у опоры должен быть:
Максимально допустимый шаг у опоры:
Принимаем шаг поперечных стержней (хомутов):
Требуемая площадь поперечной арматуры (хомутов):
Принимаем двухсрезные хомуты диаметром 8 класса А240. Площадь поперечного сечения составляет:
Принятая интенсивность хомутов у опоры равна:
Принятая интенсивность хомутов в пролёте равна:
Исходя из этого условия значения и не корректируем.
Определим согласно п.3.34 [2] длину участка с интенсивностью хомутов у опоры В слева. Так как:
Принимаем длину участка у опоры В слева с шагом хомутов равной в пролете и у опоры А -
Длина участка с интенсивностью у опоры В справа и у опоры С слева :
В приопорных зонах второго пролета принимаем длину участка с шагом хомутов равной .
5.Построение эпюры материалов второстепенной балки
Несущая способность сечений балки при принятой площади арматуры определяем по формуле:
– табличный коэффициент в зависимости от высоты сжатой зоны
Определение ординат эпюры М
Изгибающий момент который может быть воспринят сечением
Определение мест теоретического обрыва стержней:
- для пролетных стержней обрываемых на левом конце пролёта №1
Расстояние от края балки до места обрыва:
- для пролетных стержней обрываемых на правом конце пролёта №1
- для пролетных стержней обрываемых на левом конце пролёта №2
- для пролетных стержней обрываемых на правом конце пролёта №2
- для приопорный стержней обрываемых на опоре B слева
- для приопорный стержней обрываемых на опоре B справа
- для приопорный стержней обрываемых на опоре C слева
- для приопорный стержней обрываемых на опоре C справа
Эпюра материалов показана на рис. 15.
Рис. 15 – Построение эпюры материалов для второстепенной балки
Рис. 16 – Конструирование второстепенной балки
Расчет и конструирование главной балки
1.Расчётная схема расчетные пролеты и нагрузки
Расчетную схему главной балки принимаем в виде неразрезной балки на шарнирно вращающихся опорах загруженной сосредоточенными силами приложенными в местах опирания второстепенных балок.
Для принятого варианта монолитного перекрытия (рис. 1) конструктивная схема и расчетная схема главой балки приведены на рис. 17 18.
Рис. 17 – Конструктивная схема и расчетные пролеты главной балки
Рис. 18 – Расчётная схема главной балки
Расчетные пролеты главной балки принимаем равными расстоянию между осями опор а для крайних пролетов - расстоянию от середины площадки опирания на стену до оси колонны.
Принимаем длину заделки главной балки на стену получим:
Определяем нагрузки на главную балку:
Грузовая площадь для определения сосредоточенной нагрузки от второстепенной балки на главную балку составляет (рис. 3):
где – расстояние между второстепенными балками; – длина второстепенной балки.
При компоновке перекрытия сечение главной балки принято 03х06 м.
Вычисляем расчетные нагрузки:
Постоянная нагрузка:
-от веса конструкции пола и плиты (табл. 1)
-от веса ребра второстепенной балки длиной 61 м
-от веса ребра главной балки на участке 24 м
-итого постоянная нагрузка
Расчетные нагрузки на главную балку с учетом коэффициента надежности по назначению здания :
2.Определение изгибающих моментов и поперечных сил
Для постоянной нагрузки:
Рис. 18.1 – расчетная схема для определения изгибающих моментов и поперечных сил от постоянной нагрузки
Для 3-х пролетной балки рассматриваем следующие варианты положения временной нагрузки:
Вариант 1 – нагружены 1-й и 3-й пролеты:
Рис. 18.2 – расчетная схема для определения изгибающих моментов и поперечных сил от временной нагрузки по первому варианту
Вариант 2 – нагружен 2-й пролет:
Рис. 18.3 – расчетная схема для определения изгибающих моментов и поперечных сил от временной нагрузки по второму варианту
Вариант 3 – нагружены 1-й и 2-й пролеты:
Рис. 18.4 – расчетная схема для определения изгибающих моментов и поперечных сил от временной нагрузки по третьему варианту
Определение изгибающих моментов и перерезывающих сил в неразрезных балках при различных вариантах загружения выполнено с помощью программы ЭСПРИ 2014 («Электронный справочник инженера») содержащий раздел «Статический расчет неразрезных балок». Расчет представлен в виде электронной таблицы «Excel 2016».
Опорный момент уменьшаем на 30%:
Результаты определения изгибающих моментов и поперечных сил при различных схемах загружения и различных комбинациях нагрузок сведены в табл. 10 - 11 и показаны на рис. 19. Эпюры после перераспределения на рис. 20. Огибающая эпюра моментов и поперечных сил для дальнейшего расчета изображены на рис. 21.
Изгибающие моменты в сечениях главной балки
Схема загружения балки
Ординаты огибающей эпюры
Ординаты выравнивающей эпюры для сочетания 1+4
Ординаты эпюры для сочетания 1+4 после перераспределения
Ординаты огибающей эпюры после перераспределения
Поперечные силы в главной балке
Ординаты огибающей эпюры поперечных сил Q
Рис. 19 – Эпюры моментов и поперечных сил для различных сочетаний нагрузок
Рис. 20 – Перераспределение моментов для сочетания загружений 1+4
Рис. 21 - Огибающие эпюры моментов и поперечных сил
3.Проверка размеров сечения балки
Изгибающий момент у грани опоры В балки при сечении колонны 400х400 мм
где – максимальный момент на опоре В при сочетании нагрузок (1+4) после перераспределения;
– меньшее значение (по абсолютной величине) поперечной силы на опоре В справа для сочетания (1+4).
– размер поперечного сечения колонны.
Рабочая высота сечения балки при (при этом соответствующее значение ) и ширине ребра :
Полная высота сечения при расположении продольных стержней в один ряд при
Окончательно принимаем высоту главной балки а ширину
Рабочая высота сечения при расположении стержней в один ряд
Проверяем принятые размеры по условию прочности при
следовательно принятые размеры поперечного сечения главной балки достаточны.
4.Расчет на прочность по нормальным сечениям
Расчетную ширину полки таврового сечения согласно п.8.1.11 [2] принимаем меньшей из двух значений:
В приопорных зонах главных балок расчетные поперечные сечения
принимаем прямоугольными с размерами .
Размеры расчетных сечений главной балки в пролетах и над промежуточными опорами показаны на рис. 22 и рис. 23.
Рис. 22 – Расчетное сечение главной балки в пролете
Рис. 23 – Расчетное сечение главной балки на опоре
Определяем положение границы сжатой зоны для таврового сечения в пролетах при максимальных значениях пролетного момента (табл. 10)
следовательно в пролетах граница сжатой зоны проходит в пределах полки и сечение следует рассчитывать как прямоугольное с размерами .
Армирование главной балки выполняется из сварных каркасов.
Расчет арматуры главной балки приведен в табл. 12 а ее размещение показано на рис. 24.
По результатам расчета продольной арматуры принимаем:
в первом пролете – два каркаса в каждом два нижних продольных стержня (228 А500С) и один верхний (112 А500С);
во втором пролете - два каркаса в каждом два нижних продольных стержня (225 А500С) и один верхний (125 А500С);
на опорах В и С - два каркаса в каждом два верхних продольных стержня (225 А500С) и один нижний (112 А500С).
Определение площади сечения рабочей арматуры в сечениях главной балки
5.Расчет прочности главной балки по наклонным сечениям на действие поперечной силы
Определяем поперечное армирование главной балки. Наибольшая поперечная сила в главной балке у опоры В слева
Определяем минимальное значение прочности по наклонному сечению
Так как требуемую интенсивность поперечной арматуры определяем по формуле:
Назначаем шаг поперечных стержней. Наибольшее расстояние между
поперечными стержнями по формуле:
При высоте сечения балки шаг поперечных стержней должен быть не более и не более . Принимаем .
Требуемая площадь поперечной арматуры при принятом шаге
При четырех плоских каркасах в приопорной зоне балки на участке 12-В и В-21 принимаем диаметр поперечной арматуры 410 А240С с площадью:
У крайних опор на участках А-11 и 32-Д поперечная сила
Требуемая интенсивность поперечной арматуры на этих участках:
Определяем шаг поперечных стержней на приопорных участках принимая при двух каркасах диаметр поперечной арматуры 10 А240С:
Принимаем шаг поперечной арматуры в пролетных каркасах на участках А-11 и 32-Д .
На средних участках главных балок (участки 11-12 21-22 31-32) где поперечная сила не превышает шаг поперечной арматуры принимаем:
Не удовлетворяет условию
Окончательно принимаем .
Принимаем в средних частях пролета поперечную арматуру 10 А240С с шагом 300 мм.
Армирование главной балки приведено на рис. 26.
В местах опирания второстепенных балок во избежание отрыва растянутой зоны главной балки устанавливаем дополнительную поперечную арматуру на длине a (рис. 24)
где – ширина ребра второстепенной балки;
– высота призмы отрыва (рис. 24)
Рис. 24 – К расчету главной балки на отрыв
где х – высота сжатой зоны на опоре второстепенной балки
Требуемая площадь сечения поперечной арматуры на участке a
Принимаем два дополнительных каркаса из 7 поперечных стержней с шагом 100 мм. Длина каркасов Диаметр поперечных стержней дополнительных каркасов 10 А240С
6.Конструирование главной балки
В первом пролете обрываем 228 А500С во втором пролете 225 А500С в опорных каркасах 225 А500С.
- для пролетных стержней 228 А500С обрываемых на левом конце первого и на правом конце третьего пролётов:
- для пролетных стержней 228 А500С обрываемых на правом конце первого и левом конце третьего пролётов:
- для пролетных стержней 225 А500С обрываемых на левом конце второго пролёта:
- для пролетных стержней 225 А500С обрываемых на правом конце второго пролёта:
- для надопорных стержней 225 А500С обрываемых с левой стороны первого и правой стороны третьего пролетов:
- для надопорных стержней 225 А500С обрываемых с левой и правой сторон второго пролета:
Расчет арматуры главной балки приведен в табл. 13 а ее размещение показано на рис. 26.
Определение ординат для главной балки
Рис. 25 – Построение эпюры материалов для главной балки
Рис. 26.1 – Конструирование главной балки
Рис. 26.2 – Конструирование главной балки
Расчёт и конструирование колонны
1.Определение действующих нагрузок и усилий
Определяем нагрузку на колонну первого этажа при следующих исходных данных: сетка колонн 61х72 м; высота этажа ; количество этажей n=6; размеры поперечного сечения колонны ; составы покрытия и перекрытий приведены в табл. 14 и 15; нормативное значение снеговой нагрузки для г. Тюмень 1800 Па.
Расчет нагрузок от покрытия приведен в табл. 14 от перекрытия в табл. 15.
Нагрузки на 1 м2 покрытия
Конструкция покрытия:
- трехслойная кровля
- цементно-песчаная стяжка () – 30 мм
- минераловатный утеплитель () – 100 мм
- монолитная железобетонная плита () – 60 мм
- второстепенная балка
Нагрузки на 1 м2 перекрытия
Конструкция перекрытия:
- подложка под паркет (пробка) () – 5 мм
- звукоизоляционный слой () – 50 мм
-второстепенная балка
в том числе длительно
Собственный вес колонны в пределах одного этажа
Грузовая площадь колонны
Определяем усилие в колонне первого этажа:
- от постоянных нагрузок:
- от временных полных нагрузок:
- от временных длительных нагрузок:
- от временных кратковременных нагрузок:
Расчетное усилие в колонне первого этажа в основном сочетании включающем постоянную нагрузку и одну из временных нагрузок
Расчетное усилие в колонне первого этажа включающее постоянную нагрузку и не менее двух временных нагрузок при коэффициенте сочетания для длительных нагрузок и для кратковременных нагрузок [1]
Расчетным является второе сочетание нагрузок:
– полное усилие в колонне первого этажа
– длительная часть усилия в колонне первого этажа.
2.Расчет армирования колонны
Определяем сечение арматуры колонны первого этажа при следующих исходных данных: колонна с сечением размерами мм бетон класса B25 продольная арматура класса А500С ; продольные силы от вертикальных нагрузок в опорном сечении: от всех нагрузок от постоянных и длительных ; высота этажа .
Геометрическая длина колонны равная для колонны первого этажа расстоянию между нижней плоскостью главной балки и обрезом фундамента согласно рис. 28 составляет .
Закрепление колонны первого этажа при определении расчетной длины принимаем шарнирно - неподвижным в уровне перекрытия и с жёсткой заделкой в сопряжении с фундаментом.
Расчетная длина с учетом условий закрепления колонны согласно п.3.55 [4] .
Требуемая площадь сечения арматуры:
Принимаем 836 А500С с общей площадью .
Поперечные стержни принимаем из арматуры класса А240 диаметром 8 мм (не менее ). Шаг поперечных стержней должен быть не более: а) ; б) ; в) . Принимаем шаг поперечных стержней (хомутов) . В сечениях расположенных на расстоянии равном большему размеру сечения колонны выше и ниже балки. В нахлесточных соединениях продольных стержней максимальный шаг принимаем равным .
Поперечное сечение колонны первого этажа показано на рис. 27.
Рис. 27 – Поперечное сечение колонны первого этажа
Рис. 28 – Армирование колонны первого этажа
Расчет центрально нагруженного монолитного железобетонного фундамента
1.Конструирование столбчатых фундаментов
Проектируем фундамент под центрально нагруженную колонну при следующих данных: сечение колонны продольная арматура колонны 836 А500С расчетное усилие передаваемое колонной Бетон класса B15: Арматура класса А500C: . Расчетное сопротивление грунта основания . Средний вес тела фундамента и грунта на его уступах . Нормативная глубина сезонного промерзания грунта 22 м.
Высота заложения фундамента в зависимости от глубины промерзания грунта:
– соответственно расчетная и нормативная глубина промерзания (для Тюмени); – коэффициент учета теплового режима здания. - для здания без подвала с устройством пола по грунту со среднетемпературным режимом 150С :
Принимаем глубину заложения 18 м
2.Определение размеров подошвы фундамента
Площадь подошвы фундамента:
где – глубина заложения фундамента.
Центрально нагруженные фундаменты принимаем квадратными в плане:
Принимаем квадратный в плане фундамент со сторонами:
Площадь подошвы фундамента:
Расчетное давление грунта на подошву фундамента:
Условие прочности выполняется. Размеры подошвы не меняем.
3.Определение высоты плитной части монолитного фундамента
Расчет фундамента на продавливание при действии сосредоточенной силы производим из условия:
где – расчетное усилие вызывающее продавливание определяемое без учета веса фундамента и грунта на его уступах;
– периметр контура расчетного поперечного сечения расположенного на расстоянии от границы площадки опирания сосредоточенной силы F (рис. 29);
– рабочая высота плитной части равная среднеарифметическому
значению рабочим высотам для продольной арматуры в направлении осей х и у.
Рис. 29 – К расчету фундамента на продавливание
где – расчетное значение продольной силы передаваемой фундаменту
- среднее давление на грунт
Условие прочности на продавливание выполняется. Постановка поперечной арматуры не требуется.
Определяем минимальную рабочую высоту фундамента из условия продавливания по формуле:
Полная высота плитной части фундамента с учетом защитного слоя при отсутствии подготовки
Принимаем полную высоту плитной части . Проектируем
плитную часть состоящую из трех ступеней высотой каждой ступени 450 мм. Вылет ступеней принимаем: нижняя средняя верхняя (рис. 30).
Проверяем отвечает ли рабочая высота нижней ступени фундамента условию прочности по поперечной силе без поперечного армирования в наклонном сечении. Для единицы ширины этого сечения :
Условие прочности выполняется.
4.Расчет рабочей арматуры подошвы фундамента
Рабочая высота плиты фундамента:
Рабочая высота нижней ступени фундамента:
Изгибающие моменты в сечениях по грани уступов:
Площадь сечения арматуры в расчетных сечениях по граням уступов:
Из сопоставления полученных площадей армирования можно сделать вывод что определяющим является расчет по прочности нижней ступени фундамента. Коэффициент армирования:
Принимаем сетку из стержней 16 класса А500С с шагом 150 мм. Площадь принятой арматуры на всю ширину фундамента
Фундамент Ф-1 и его армирование представлены на рис. 30.
Рис. 30 – Фундамент Ф-1
Список использованной литературы
СП 20.13330.2011 Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*
СП 63.13330.2012. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003
ГОСТ Р 54257-2010. Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения и требования.
Пособие по проектированию бетонных и железобетонных
Методические указания к выполнению курсового проекта по курсу «Основания и фундаменты» Дьяков И.М. Курбатова И.М. – Симферополь: НАПКС 2009
Учебное пособие для выполнения курсового проекта по курсу «Железобетонные конструкции» Жигна В.В. Литовченко С.П. – Симферополь: АСиА 2014
СП 22.13330.2011 Основания зданий и сооружений. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*