Подбор номинальных размеров здания.

Стр 1 из 2Следующая ⇒

ЗАДАНИЕ

• Место строительства: Санкт-Петербург

• Номинальные размеры проектируемого здания: 18 x 78

• Число этажей: 5

• Высота этажа: 3,0 м

• Временная нормативная нагрузка на перекрытие (P): 4кН/м²

• Расчётное сопротивление грунта основания (R_o): 0,30 МПа

• Материалы железобетонных монолитных конструкций плит, балок колонн и фундаментов:

Класс бетона: B 20

Класс рабочей арматуры: каркасы балок, колонн: А 400

Сетки плит перекрытий при непрерывном армировании: B 500

Сетки фундамента: А 400

При разработке проекта принимаю:

• каркас здания – неполный;

• стены – несущие (кирпичные);

• кровля плоская или скатная;

• на верхнем этаже предусмотреть зал.

Подбор номинальных размеров здания.

Проектирование плана межэтажного перекрытия.

Требования, предъявляемые к разбивке сетки колонн:

• Наиболее оптимально для здания с точки зрения материала сетка колонн 6 x 6.

• l_m = 6 ÷ 8 м – пролёт главной балки

l_s = 5 ÷ 7,5 м – пролёт второстепенной балки

l_f = 1,5 ÷ 2,5 м – пролёт плиты

• Главные и второстепенные балки желательно назначать равнопролётными. При этом l_m≥ l_s.

• Соотношение сторон l_s/l_f> 2 (условие балочной плиты).

• h_m = l_m – высота главной балки

h_s = l_s – высота второстепенной балки

h_f = l_f – высота плиты

h_fmin принимать не менее 5 см для общественных зданий и 6 см для производственных зданий.

Для балочной плиты принимать ширину b_f = 100см.

b_s/m = (0,4 ÷ 0,5)h_s/m – ширина главной и второстепенной балки.

• Толщина стен из кирпича назначается из условия прочности и теплотехнических свойств.

Минимальная толщина стены кирпичной стены не менее 510 мм.

Если количество этажей не превышает 3, то принимать толщину стены 510(2 кирпича) мм.

Если количество этажей превышает 3, то принимать толщину стены 640(2,5 кирпича) мм.

• Привязочные оси назначать от внутренней поверхности стены. Привязка либо в кирпич (250 мм), либо в полтора кирпича (380 мм).

• Если длина здания для монолита превышает 50 м, то необходимо устраивать температурно-деформационный шов.

Исходя из данных требований принимаю:

пролёт главной балки - l_m = 6,0 м = 6000 мм,

пролёт вспомогательной балки - l_s1 = 5,5 м = 5500 мм, l_s2= 6,0 м = 6000 мм,

пролёт плиты l_f = 2,0 м = 2000 мм.

Для покрытия принимаю типовую (индивидуального пролёта) стропильную балку с параллельными поясами пролётом 13,2 м, многопустотные плиты пролётом 3 м, некратное место заполняю керамзитовым бетоном.

Расчет ширины температурно-деформационного шва.

∆ = α·∆T·L = 0,5·10^-5·78000·69 = 26,91 мм, где

L – длина, где устраивается шов; α = 0,5·10^-5;

∆T = │T_max│+│T_min│= 36º + 33º = 69º - разница температур (по СНиП).

Принимаю ∆ = 30 мм.

Проектирование поперечного разреза здания.

Глубину заложения фундамента определяю по формуле:

H_зал. = h_пром + 25 см, где

H_зал.– глубина заложения фундамента;

h_пром– нормативная глубина промерзания.

Для Санкт-Петербурга = 1,2 м.

H_зал. = 120 + 25 = 145 см

Принимаю H_зал. = 150 см.

Монолитный фундамент устраиваю на одной глубине со стеновым, следовательно, разрабатываю один котлован под всё здание.

Расчёт конструкций.

Расчёт и конструирование монолитной ж/б плиты.

Сбор нагрузки на 1 м² монолитной плиты междуэтажного перекрытия при принятой расчётной ширине сечения 1 м.

N п/п	Наименование Нагрузки		Нормативная нагрузка, кН/м²	Коэффициент надёжности по нагрузке, γ_f	Расчёт нагрузки, кН/м²
1	Постоянная нагрузка (g)	Паркет (на мастике) (γ = 8,0 кН/м³) h= 19 мм =0,019 м	0,152	1,1	0,152*1,1=0,1672
2		Мастика водостойкая(для паркета) (γ = 10,5 кН/м³),h=1 мм=0,001 м	0,010	1,2	0,010*1,2=0,012
3		Шлакобетон (γ = 15 кН/м³), h=30мм=0,03м	0,45	1,3	0,45*1,3=0,585
4		Выравнивающий слой цементо-бетона (γ = 18,0 кН/м³),h= 30 мм=0,03м	0,54	1,3	0,54*1,3=0,702
5		ж/б монолитная плита (γ = 25,0 кН/м³),h=50 мм=0,05	1,25	1,2	1,25*1,2=1,5
6	Временная полезная нагрузка (P_o)		4,0	1,2	4,0*1,2=4,8
Итого - q_f = g_f + P_f					7,77

Итого: q_f = g_f + P_f = ( 0,1672 + 0,012 + 0,585 + 0,702 + 1,5) + 4,8 = 7,77 кН/м²

Привожу нагрузку к погонной:

q_f = 7,77 кН/м² * 1 м = 7,77 кН/пм

Определение усилий в плите.

Эпюра моментов определяется с учетом переразделения усилий.

Определение материалов.

Принимаю:

класс бетона B 20 (R_b = 11,5 МПа; R_bt = 0,9 МПа),

класс арматуры В 500 (R_s = 415 Мпа; R_sc = 400 МПа).

Процент армирования для плит обозначается µ,% - (0,3…0,8) и определяется по формуле:

µ =

На данном этапе принимаю µ равным 0,3%.

Армирование будет рулонное (сетка), вид армирования непрерывный. Рекомендуемые диаметры: 3, 4, 5, 6, 8 мм.

Алгоритм определения армирования.

1.Определение относительной сжатой зоны

ζ= ,108
2.Определение статического момента сжатой зоны бетона

α_m=ζ(1-0,5ζ)=0,108(1-0,5*0,108) = 0,102

3.Уточнение или выбор рабочей высоты плиты.

h₀=

4.Определение полной высоты плиты (уточненная)

h_f = h₀+a₁=4,5 +1,5 = 6 см

a₁- расчетный защитный слой от центра арматуры до нижней фибры

a₁=a+d/2= 10+4 = 14 мм = 1,5 см

a_min=10мм

5.Уточняем по определенной рабочей высоте коэффициент α _m

γ_b - коэффициент условия работы = 0,9

Сопоставляем

α_m≤α_r - граничное положение

α_m⇒ζ

α_r⇒ζ_r

α_r = ζ_r * (1-ζ_r )

Вывод: усиливать сжатую зону бетона нет необходимости.

6.Определяем необходимое количество арматуры

М=R_s*A_s*η*h₀

⇒

h₀-окончательно уточнённое

η=(1-0,5ζ) - коэффициент плеча (опр. по табл. η(f)=α_m )

По полученным площадям выбираем сетку арматуры (табл.14;15;16). Рабочие продольные стержни подбираем по наименьшей площади. А по разнице площадей подбираем дополнительную сетку.

А_s*=А_s^бол- А_s^мен =115 – 87,9 = 27,1 мм²

C-1, С-2: L_сетки=B - 250*2 - 2*110= 18000 – 500 +220 = 17720 мм

С-1:

где b_m-ширина главой балки

0,25 – перехлест сеток.

Геометрические размеры дополнительных сеток С-3, С-4:

С-3: L_сетки = l_s₁– 250 + 110 – b_m/2 = 5510 мм

С-4: L_сетки = l_s₂– b_m = 6000 – 300 = 5700 мм

С-3, С-4: B_сетки= l_f₁– 250 + 110 +0,25 l_f₂+ 150 = 2000 - 140 + 560= 2420 мм

Получаем :

Где

В итоге сетки четырёх марок:

С-1

С-2

С-3

С-4