КЖ Проектирование 7-ми этажного промышленного здания с ж/б неполным каркасом

ЖБК.dwg

Трубы стальные водогазо-
-проводные цинкованные ø15
Вентиль запорный ø15
Счетчик холодной воды крыль-
Смеситель умывальника
Мойка стальная эмалированная
Умывальник керамический
Ванна чугунная эмалированная
Примечания: 1. За относительную отметку 0.000 принят уровень чистого пола 1-го этажа
соответствующий абсолютной отметке +33.500. 2. На схеме В1 размещение водоразборной арматуры на 1-5 этажах аналогично показанному. 3. На схеме К1 размещение приемников сточных вод на 1-5 этажах аналогично показанному. 4. Приготовление горячей воды осуществляется в водонагревателе
установленном в подвале здания. 5. Для учета расхода воды каждой квартирой на подводке к ней установить счетчик воды диаметром 15 мм. 6. В каждой квартире на сети В1 в качестве первичного устройства для пожаротушения на ранней стадии предусмотреть отдельный кран для присоединения шланга длиной не менее 15 м диаметром 19 мм
оборудованного распылителем 7. Монтаж внутренних систем водоснабжения и водоотведения выполнять в соответствии с требованиями СНиП 3.05.01-85.
соответствующий абсолютной отметке +36.000. 2. На схеме В1 размещение водоразборной арматуры на 1-6 этажах аналогично показанному. 3. На схеме К1 размещение приемников сточных вод на 1-6 этажах аналогично показанному. 4. Приготовление горячей воды осуществляется в водонагревателе
Водоснабжение и водоотведение
подвала. q*;Аксонометрические схемы В1
К1. Генплан участка.
Проектирование многоэтажного промышленного здания с неполным каркасомNN
Кафедра строительных конструкции
Схема расположения элементов каркаса
Спецификация элементов
Цементно-песчаный расвор
Схема армирования ригеля Р-1
Схема армирования ригеля Р-2
схема армирования Р-1

жбк.docx

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«ТЮМЕНСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра строительных конструкций
Пояснительная записка к курсовому проекту на тему:
Проектирование многоэтажного промышленного здания с неполным каркасом
Компоновка конструктивной схемы здания4
Схема расположения основных конструктивных элементов4
Расчет и конструирование ребристой плиты перекрытия7
1. Сбор нагрузок на 1 м2перекрытия7
3. Назначение размеров железобетонного ригеля железобетонной плиты перекрытия.9
4. Характеристики прочности бетона и арматуры11
1 Расчет прочности плиты по сечению нормальному продольной оси12
2 Расчет полки плиты на местный изгиб13
4 Расчет прочности плиты по сечению наклонному к продольной оси19
Расчет ребристой плиты перекрытия по II гр. предельных состояний20
1 Определение геометрических характеристик приведенного сечения20
2 Определение потерь предварительного напряжения22
3 Расчет на образование трещин в растянутой зоне23
4.Расчет на раскрытие трещин в растянутой зоне24
5 Расчет прогиба плиты26
Расчет и конструирование сборного неразрезного ригеля прямоугольного сечения для крайнего и среднего пролетов28
2 Определение усилий28
3Характеристика прочности бетона и арматуры30
4 Расчет прочности ригеля по сечению нормальному продольной оси30
5 Расчет прочности ригеля по сечению наклонному к продольной оси33
5 Построение эпюры материалов34
Список используемой литературы39
Компоновка конструктивной схемы здания
Размер здания в плане 24874 м (ширина длина) сетка колонн 6274 м 7 этажа высотой 54 м.
В состав конструкции балочного сборного перекрытия входят плиты и ригели. Направление ригелей – поперек продольной оси – обеспечивает наибольшую поперечную жесткость здания. Ригели опираются на стены и колонны и вместе с колоннами образуют рамы.
Стены – кирпичные толщиной 640мм с привязкой 250мм.
Плиты перекрытий – ребристые предварительно напряженные.
Принимаем сечение колонны: bh =400мм400мм
Схема расположения основных конструктивных элементов
Расчет и конструирование ребристой плиты перекрытия
1. Сбор нагрузок на 1 м2перекрытия
Нормативное значение нагрузки кгм2
Коэффициент надежности по назначению табл. 1 [2]
Расчетное значение нагрузки кгм2
Выравнивающий слой: цементно-песчаная стяжка =20мм; =1800кгм2
Звукоизоляция: =70мм; =600кгм2
Длительного действия
Определяем нормативные и расчетные нагрузки на 1м погонной длины плиты при ширине плиты 15 м с учетом коэффициента надежности по назначению =1
Нормативная нагрузка:
Постоянная: =26315м=3945
Временная:=80015 м=1200
Кратковременная:=24015 м=360
Постоянная + временная длительная: =(263+560)15м=12345
Полная: =106315м=15945
Постоянная: =305915м=45885
Временная:=96015м=1440
Полная: =1265915м=189885
2. Определение усилий в предварительно-напряженной плите перекрытия.
Расчетная схема железобетонной ребристой плиты перекрытия и эпюры внутренних усилий:
Определяем усилия от временной и расчетной нагрузок.
lp=7400-025b-025b=7250 мм =725 м
Нормативная нагрузка
Постоянная + длительная:
3. Назначение размеров железобетонного ригеля железобетонной плиты перекрытия.
Принимаем размеры ригеля прямоугольного сечения:
Ширина ригеля: bpиг=() hриг; hриг=()lpиг окончательные размеры ригеля устанавливаются с модулем кратности 50 мм.
lpиг= 62 м - шаг колонн в поперечном направлении.
Высота ригеля: hриг= принимаем hриг=600мм
bpиг= принимаем bpиг=300мм.
Назначаем размеры железобетонных плит перекрытия:
Ширина плиты: bпл= 1500мм согласно компоновке плит п 1.2.
Расчетная длина плиты: lр=l-bpиг2=7250 мм
Высота плиты: hпл= окончательно высота плиты принимается с модулем кратности 5 мм. Принимаем hпл=365 мм.
Так как расчетная длина плиты lр=7250 мм то ширина продольного ребра: нижний размер b1=100мм верхний размер b2=100 мм.
Нижняя ширина поперечного ребра верхняя ширина поперечного ребра
Основные размеры ребристой предварительно-напряженной плиты перекрытия:
4. Характеристики прочности бетона и арматуры
Бетон тяжелый для преднапряженных элементов - В25:
Rbn = Rbser = 185 МПа (18865) (согласно СП 63.13330.2012 табл 6.7)
Rb =145 МПа (148) (согласно СП 63.13330.2012 табл 6.8)
Rbtn = Rbtser = 155 МПа (1581) (согласно СП 63.13330.2012 табл 6.7)
Rbt= 105 МПа (1071) (согласно СП 63.13330.2012 табл 6.8)
Еb = 30103МПа (30591486 ) (согласно СП 63.13330.2012 табл 6.11)
Предварительно напряженная арматура А-VI (А1000):
Rsn = Rsser = 1000 МПа (10200) (согласно СП 63.13330.2012 табл 6.13)
Rs = 815МПа (8300) (согласно СНиП 2.03.01-84 табл 22)
Rsс = 500 МПа (5100) (согласно СНиП 2.03.01-84 табл 22)
Еs = 2105МПа (2039400) (согласно СП 63.13330.2012 п.6.2.12)
Арматура поперечного и косвенного армирования класса А-I (А240):
Rs = 225 МПа (2300) (согласно СНиП 2.03.01-84 табл 22)
Rsn = Rsser =400 МПа (407886) (согласно СП 63.13330.2012 табл 6.13)
Расчет ребристой плиты перекрытия по I гр. предельных состояний
1 Расчет прочности плиты по сечению нормальному продольной оси
Расчетное сечение плиты перекрытия:
= 12475445 =12475445 ;
Мвн=Rвbf'h’f(h0-h’f2)
Задаемся а=50 мм h0=h-a=365-50=315 мм.
bf'- расчетная ширина полки bf'=1450мм=145 см;
Предположим что граница сжатой зоны находится в полке (X=hf')
Мвн=Rвhf' bf'(h0- hf'2)=1485145(315-25)=3111700
Условие выполняется граница сжатой зоны находится в полке.
- коэффициент учитывающий преднапряженное состояние бетона
Назначаем количество стержней 414 АSPфакт=452 см2 (погрешность 93%)
2 Расчет полки плиты на местный изгиб
Данным расчетом производится подбор сеток С-1 и С-2 расположенных в полке.
Расчетная схема полки (по балочной схеме или опертая по контуру) выбирается в зависимости от отношения большего размера "в чистоте" к меньшему.
- ширина продольного ребра (верхний размер)
полка работает по балочной схеме.
Для расчета и сбора нагрузок на полку вырезаем полосу шириной 1м в поперечном направлении плиты.
Полка плиты воспринимает такую же нагрузку как сама плита поэтому для расчета полки принимаем величину нагрузки согласно табл.1.
С учетом того что принята для расчета полоса шириной 1м внешняя нагрузка равна:
qполки=1898851м=189885
Расчетная схема полки имеет вид:
Расчетное сечение полки имеет вид:
Полка плиты армируется сеткой из арматуры класса Вр-I (Вр500)
h0=h-a; а=15мм; h0=50-15=35мм=35см
Назначаем арматуру класса Вр-I d=5 мм
(226-196226)*100%=13%
Условие не выполняется переходим на арматуру класса А-I
Назначаем стержни арматуры класса А-I 7 As=385 см2
Шаг ячеек у сетки принимаем 100мм. Над продольными ребрами по всей длине устанавливаются сетки С-2 из арматуры диаметра и шага стержней аналогично как для сетки С-1.
Длина сеток С-1 и С-2:
мм – регламентированное расстояние от грани элемента до конца стержня арматуры.
Ширина для С-1 принимается равной:
Шаг ячеек у сетки принимаем 100мм.
Сетки С1 и С2 соответственно
3 Расчет поперечного ребра плиты перекрытия
Поперечное ребро армируется из каркаса Кр-2 из арматуры класса А-I (А240).
На поперечное ребро действует неравномерная нагрузка.
Грузовая площадь на поперечное ребро:
Для подбора арматуры сечение поперечного ребра приводится к расчетному - тавровому.
Принимаем а = 30 мм высота сжатой зоны: h0=h-a= 200-30=170 мм
Ширина свеса: c≤6hf c=650=300 мм
Полная ширина полки: bf'=bср+2с=130+2300=730 мм
Расчетная длина поперечного ребра: lп.р.=l1+4см = 1250+40=1290 мм
Расчетная схема поперечного ребра имеет вид:
q1 - от собственного веса полки веса конструкции пола и от расчетной временной нагрузки:
q2 - от собственного веса ребра
q = 16996+5363=175323 кгсм.
Максимальный момент в середине пролета:
Mmax= 23568+1116=24684 кгсм
В большинстве случаев нейтральная ось в тавровых сечениях проходит в пределах толщины сжатой полки поэтому необходимо уточнить границу сжатой зоны из условия прочности по изгибающему моменту.
Момент от внешней нагрузки не должен превышать несущей способности на изгиб:
684кгсм 78329 кгсм - граница сжатой зоны бетона находится в полке.
=00079 =099 R=0618 =008 R=0618
Определение площади рабочей арматуры:
В качестве рабочей арматуры используется арматура класса А-I9мм с площадью сечения AS=0636см2.
4 Расчет прочности плиты по сечению наклонному к продольной оси
Расчет прочности выполняется по наклонному сечению на действие поперечной силы Q. Расчетное сечение - тавровое. В результате расчета подбирается поперечная арматура. .
Задаемся арматурой класса А-I диаметром
Для принятой арматуры проверяются 2 условия:
- условие выполняется.
8333 кгс 3741255+570402= 4311652 кгс - условие выполняется.
- поперечная сила воспринимаемая бетоном
Qw=φsw*qsw*c=075*12072*63=570402 кгс
Sw=05ho=05*315=157.5мм
Принимаем Sw=150 мм= 15 см
Расчет ребристой плиты перекрытия по II гр. предельных состояний
1 Определение геометрических характеристик приведенного сечения
Для расчета предварительно-напряженной плиты по второй группе предельных состояний необходимо определить геометрические характеристики приведенного сечения. Сложное расчетное сечение разбивается на простые фигуры для упрощения расчета и вводится вспомогательная система координат "y-x0".
Бетон и арматура работают совместно но имеют разные модули упругости: при одинаковых деформациях в них возникают разные напряжения поэтому сечение арматуры приводится к одному материалу (к бетону) через коэффициент приведения:
Es - модуль упругости арматуры;
Eb - начальный модуль упругости бетона при сжатии и растяжении.
Ared - площадь приведенного сечения элемента:
A1 = hf'bf'= 5145 = 725 см2
A2 = b(h-hf')=20(635-5) = 630 см2
A3 = αAsp = 452667 = 3015 см2
Ared =725+630+3015= 138515 см2
Sred - статический момент площади приведенного сечения элемента относительно нижней грани:
Sred=24650+99225+1206=346931 см3
y – расстояние от нижней грани приведенного сечения до центра тяжести приведенного сечения:
- расстояние (эксцентриситет) от общего центра тяжести приведенного сечения до центра тяжести предварительно-напряженной арматуры.
- расстояние от общего центра тяжести приведенного сечения до верхней грани приведенного сечения.
Ired - момент инерции приведенного сечения элемента относительно его центра тяжести:
Wred - момент сопротивления приведенного сечения относительно центра тяжести:
для растянутой зоны:
Wred = Ired y = 17952612505= 716671 см3
W'red = Ired= 17952611145= 1567914 см3
Wpl - упругопластический момент сопротивления приведенного сечения:
Wpl = 13Wred = 13716671 = 931672 см3
2 Определение потерь предварительного напряжения
Полные потери предварительного напряжения арматуры составляют:
–потери от релаксации напряжений арматуры
Δ=003sp=003*600=18МПа
Δ– потери от температурного перепада между натянутой арматурой и устройством натяжения
Δ=125*Δt=125*65=8125
Δ–потери от деформации стальной формы при электротермическом способе натяжения арматуры: Δ=0
Δ–потери от деформации анкеров натянутых устройств при электротермическом способе: Δ=0
Δ–потери от усадки бетона
Δ=bsh*Es=0002*2*105=40 МПа
Δ–потери ползучести бетона
== 7365 кгссм2=722 МПа
P(1)=Asp*sp(1)=452*50075*102=2308658 кгс
sp(1)=sp-Δsp(1-4)=600-18-8125=50075МПа
Полные потери усилия обжатия:
P(2)=Asp*sp(2)=452*39126*102=1803865 кгс
sp(2)=sp-Δsp(2)=600-20874=39126 МПа
3 Расчет на образование трещин в растянутой зоне
Расчет по образованию трещин производится из условия:
где Мr - момент от действия нормативной полной нагрузки:
Mcrc - момент воспринимаемый сечением нормальным к продольной оси элемента при образовании трещин:
=1581*931672+1803865*2105=52701092 кгс*см
где Rbtser = 1581 кгссм2 – расчетное сопротивление бетона растяжению для предельных состояний второй группы;
N- продольная сила равная усилию обжатия с учетом полных потерь
Условие Мr=10475865 кгссмMcrc=52701092 кгссм не выполняется трещины в растянутой зоне образуются.
4.Расчет на раскрытие трещин в растянутой зоне
Цель расчета сводится к определению теоретической величины раскрытия трещин и сравнению её с допускаемой величиной. Допускаемая величина раскрытия трещин зависит от категории требований к трещиностойкости элементов и определяется по табл.2[СНиП].
Для арматуры класса А-VI эксплуатации изделия в закрытом помещении допустимая ширина раскрытия трещин составляет:
мм - при продолжительном раскрытии трещин;
мм - при непродолжительном раскрытии трещин;
При расчете должны выполняться два условия:
продолжительная ширина раскрытия трещин от действия нормативной постоянной и нормативной временной длительной нагрузок мм.
непродолжительная ширина раскрытия трещин от действия полной нормативной нагрузки мм;
непродолжительная ширина раскрытия трещин от действия нормативной постоянной и нормативной временной длительной нагрузок мм;
Каждая из величин рассчитывается по формуле:
коэффициент принимаемый согласно п 4.14 [СНиП]:
при учете непродолжительного действия полной нагрузки и постоянных и длительных нагрузок
при учете продолжительного действия нормативной постоянной и длительной нагрузки:
-коэффициент учитывающий профиль арматуры
- коэффициент учитывающий характер нагружения для изгибаемых и внецентренно-сжатых =1
-коэффициент учитывающий неравномерное распределение деформаций растянутой арматуры
ls- базовое расстояние между смежными нормальными трещинами
модуль упругости предварительно напряженной арматуры кгссм2;
напряжение в продольной растянутой арматуре от внешних нагрузок кгссм2
αs1=EsEbred=2**10212566667=1623
Ebred=Rbnb1red=1886500015=12566667 кгссм2
Проверяем выполнение условий:
Условия выполняются.
5 Расчет прогиба плиты
При расчете строительных конструкций должно быть выполнено условие
где - прогиб железобетонного элемента от действия внешней нагрузки;
fult- предельный прогиб устанавливаемый по табл. Е.1[3] (пункт «в») – для плит перекрытий при наличии на них полов цементных стяжек и т.д. исходя из конструктивных требований:
По правилам строительной механики определяется действительный прогиб:
Полная кривизна изгибаемого предварительно напряженного элемента с трещинами в растянутой зоне:
кривизна обусловленная выгибом элемента от непродолжительного действия полной нагрузки
кривизна обусловленная выгибом элемента от непродолжительного действия постоянной и временной длительной нагрузки
кривизна обусловленная продолжительным действием постоянной и временной длительной нагрузок .
Каждое из этих трех слагаемых рассчитывается по одной и той же формуле:
момент от соответствующей нормативной нагрузки кгссм;
Для продолжительного действия:
D=Eb1*Ired=8571429*102*17804337=15566077 491 кгс*см2
Eb1=Eb(1+φbcr)=30000 МПа(1+25)=8571429 МПа
Для непродолжительного действия:
D=Eb1*Ired=25500*102*17804337=46309080 537 кгс*см2
Eb1=085Eb=085*30000=25500 МПа
Кривизна элемента равна:
Величина прогиба плиты:
Предельная величина прогиба:
Условие выполняется. Прогиб плиты не превышает предельно допустимого значения следовательно необходимая жесткость конструкции обеспечена.
Расчет и конструирование сборного неразрезного ригеля прямоугольного сечения для крайнего и среднего пролетов
Постоянная расчетная нагрузка:
где L – ширина грузовой площади равная величине продольного пролета L=74 м;
- постоянная нагрузка от плиты перекрытия =3059кгсм;
ρ – объемный вес бетона;
ширина ригеля принимается 30 см высота 60 см
Временная расчетная нагрузка:
Общая нагрузка равна:
qобщ=qрриг+qврриг=275866+7104=986266 кгсм
2 Определение усилий
Геометрическая схема
При определении внутренних усилий рассматриваются различные варианты расположения временной нагрузки. Постоянная нагрузка всегда равномерно распределена по всем четырем пролетам. Для каждого частного случая при помощи справочника строителя для неразрезных многопролетных балок строим эпюру моментов и поперечных сил.
3Характеристика прочности бетона и арматуры
Арматура: А-II (А300) стержневая:
Rs = 2850 (согласно СНиП 2.03.01-84 табл 22)
Rsw = 1800 (согласно СНиП 2.03.01-84 табл 22)
Бетон тяжелый для ригелей колонны фундамента - В25:
4 Расчет прочности ригеля по сечению нормальному продольной оси
Для сечения предварительно принимаем а=50 мм.
Рассмотрим крайний ригель с растянутой зоной снизу:
h0 = h-a = 600-50 = 550 мм
В соответствии с требуемой площадью подбираем: АS=1963 см2.
Рассмотрим крайний ригель с растянутой зоной вверху:
В соответствии с требуемой площадью подбираем:А'S=3217 см2
Рассмотрим средний ригель с растянутой зоной снизу:
В соответствии с требуемой площадью подбираем:АS=616 см2
Рассмотрим средний ригель с растянутой зоной вверху:
Компоновка поперечного сечения крайнего ригеля:
Компоновка поперечного сечения среднего ригеля:
5 Расчет прочности ригеля по сечению наклонному к продольной оси
Для поперечной арматуры принимается класс арматуры А-I: Rsw = 1800кгсм2
Диаметр поперечных стержней принимаем равным dsw = 8мм с площадью As = 0503 см2 (1 стержень).
Qw=φsw*qsw*c=075*6585*110=568013
Sw=05ho=05*550=275 мм
9494 кгс > 1324125+10362= 1892138 кгс - условие не выполняется
Увеличиваем диаметр и уменьшаем шаг принимаем dsw = 12мм с площадью As = 1131 см2 (1 стержень) Sw= 125 мм
Qw=φsw*qsw*c=075*32573*110=2687256
9494 кгс 1324125+2687256= 4011381 кгс - условие выполняется
Окончательно применяем поперечную арматуру класса А-I (А240) 2 стержня диаметром 12 мм шаг Sw=125 мм.
5 Построение эпюры материалов
)Рассмотрим нижний ряд стержней крайнего ригеля (AS=9815 см2)
а=25+252=375 мм принимаем а=40 мм
Рассмотрим все стержни крайнего ригеля в нижней зоне AS=19.63 см2)
а=25+25+252=62.5 мм принимаем а=65 мм
Анкеровка нижней рабочей арматуры для крайнего ригеля:
)Рассмотрим верхний ряд стержней крайнего ригеля (A's=16085 см2)
а=32+322=48 мм принимаем а=50 мм
Рассмотрим все стержни крайнего ригеля в верхней зоне (A's=3217 см2)
Анкеровка верхней рабочей арматуры для крайнего ригеля:
)Рассмотрим нижний ряд стержней среднего ригеля (As=308 см2)
Рассмотрим все стержни среднего ригеля в нижней зоне (As=616 см2)
Анкеровка нижней рабочей арматуры для среднего ригеля:
) Рассмотрим верхний ряд стержней среднего ригеля (A's=16085 см2)
Список используемой литературы
СП 63.13330.2012 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения.
СНиП 2.03.01 – 84 «Бетонные и железобетонные конструкции» Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП 2001. – 76 с.
СП 15.13330.2012 Каменные и армокаменные конструкции
СП 20.13330.2011 Нагрузки и воздействия.
Демин В.А. Ю.В.Наумкина. Методические указания по проектированию железобетонной ребристой плиты перекрытия - Тюмень 2019.