Усилия от расчетных и нормативных нагрузок

Стр 1 из 2Следующая ⇒

Исходные данные

Рассчитать ребристую железобетонную плиту перекрытия и сделать арматурный чертеж по варианту 6.

Рис.1 расчетная схема ребристой плиты

Размеры плиты:

- длина плиты l, м – 6, 8 м;

- ширина плиты B, м – 1, 4 м;

- толщина полки h’_f, мм – 50 мм = 0, 05 мм.

Нормативные нагрузки:

- вес пола и перегородок - G_k_{, пп}= 0, 6 кН/м²;

- полезная нагрузка длительная Q_k_,_d = 10, 5 кН/м²;

- полезная нагрузка кратковременная - Q_k_,_k = 2, 5 кН/м².

Материалы:

- бетон класса С20/25 мелкозернистый;

- рабочая продольная арматура класса S500;

- поперечная и монтажная арматура класса S240.

Примечания:

1.Плита изготавливается без предварительного натяжения арматуры. Коэффициент условий работы для бетона класса не более С50/60 – = 1, п.6.1.5.4 .

2.Коэффициент надежности по назначению – _n = 0.95.

3.Расчетный пролет плиты – l₀ = l – 0, 2 м.

Расчет веду на основании СНБ 5.03.01-02, СНиП 2.01.07-85.

При расчетах применяю такие единицы физических величин:

- при расчете сечений – Н, мм, Н/мм, Н/мм², Н/м²;

- при расчете конструкций и их элементов – кН, кН/м, кН/мм².

1.2

Лист

6

Расчет железобетонной плиты перекрытия

Нормативные и расчетные нагрузки

Нагрузки, кН/м², действующие на плиту, определяю в табличной форме.

Нагрузку на 1 м² перекрытия:

Вид нагрузки Нормативная нагрузка, кН/м² Коэффициент безопасности по нагрузке γ _f Расчетная нагрузка, кН/м²

Постоянные

1.Вес пола и перегородок G_k_{, пп}= 0, 6 1, 35 G_d_{, пп} = 0, 81

2.Собственный вес плиты G_k_{, пл} = 22, 4 (1, 7) 1, 15 G_d_{, пл} = 25, 8(1, 9)

Итого g_k = G_k_{, пп +}G_k_{, пл}= 0, 6 + 22, 4 = 23(2, 3) g_d= G_d,_пп + G_d,_пл = 0, 81 + 25, 8 = 26, 6(2, 7)

Переменные

3.Полезная длительно действующая Q_k_,_d = 10, 5 1, 35 Q_d_,_d = 14, 175

4.Полезная кратковременная Q_k_,_k = 2, 5 1, 5 Q_d_,_k = 3, 75

Суммарные

Полные q_k = g_k+ Q_{k, d}+ Q_{k, k}= 23 + 10, 5 + 2, 5 = 36(15, 3) q_d= g_k+ Q_{d, d}+ Q_{d, k}= 26, 6 + 14, 175 + 3, 75 = 44, 5(20, 69)

В том числе длительно действующие q_k_,_d = g_k + Q_k_,_d= 23 + 10, 5 = 33, 5(25, 08) q_d_,_d = g_d + Q_d_,_d= 26, 6 + 14, 175 = 40, 8(34, 9)

Примечание – собственный вес плиты определяется по приведенной толщине бетона h_пр, м, которая вычисляется как отношение объема плиты к ее площади в плане: для плиты из мелкозернистого бетона G_k_{, пл}= 18 h_пр(кН/м²).

Усилия от расчетных и нормативных нагрузок

От действия нагрузок в сечениях плиты возникают изгибающие моменты и поперечные силы. В моей конструкции наибольший изгибающий момент – в середине плиты, а наибольшая поперечная сила – у опоры.

Для расчетов плиты по предельным состояниям первой группы вычисляю следующие значения изгибающих моментов, кН*м², и поперечных сил, кН:

1) от расчетной нагрузки:

Лист

Расчет железобетонной плиты перекрытия

2) от нормативной полной нагрузки:

3) от нормативной постоянной и длительной нагрузок:

где

B – ширина плиты, м, переводит нагрузку, вычисленную в таблице на 1 м², в нагрузку на 1 м длины плиты;

– коэффициент надежности по назначению.

Рис.2 расчетная схема плиты с эпюрами

1.4

Лист

Расчет железобетонной плиты перекрытия

Характеристики прочности бетона и арматуры

Для выполнения расчетов по предельным состояниям требуются следующие характеристики бетона С20/25 и арматуры:

– нормативное сопротивление бетона осевому сжатию, 20 Мпа, табл.6.1 ;

= 20/1, 5 = 13, 3 Мпа = 13, 3 Н/мм² – расчетное сопротивление бетона осевому сжатию;

= 1, 5 – коэффициент безопасности по бетону, п.6.1.11.21. ;

– нормативное сопротивление бетона осевому растяжению, 1, 5 Мпа табл. 6.1 ;

= 1, 5/1, 5 = 1 Н/мм² – расчетное сопротивление бетона осевому растяжению;

= 450 Н/мм² – расчетное сопротивление продольной арматуры (хомутов), согласно табл.6.1 ;

= 324 Н/мм² – расчетное сопротивление поперечной арматуры (хомутов), согласно табл.6.1 ;

= 218 Н/мм² – нормативное сопротивление продольной арматуры (хомутов), согласно табл.6.1 ;

= 157 Н/мм² – нормативное сопротивление поперечной арматуры (хомутов), согласно табл.6.1 ;

= 29000*0, 85 = 24650 Мпа, согласно табл.6. (0, 85 – коэффициент для мелкозернистого бетона);

= 200 кН/мм² = 200000 Мпа – модуль упругости арматуры, согласно п.6.2.1.4 .

Расчеты плиты по предельным состояниям первой группы

Расчеты по прочности выполняю для сечений, нормальных к продольной оси элемента, на действие изгибающего элемента и для сечений, наклонных к продольной оси элемента, на действие поперечной силы .

и принимаются от расчетной нагрузки.

Исходные данные

Рассчитать и сконструировать лестничный марш ребристой конструкции при следующих данных:

· высота этажа - Н_э=2, 78 м;

· ширина марша - b = 1200 мм;

· высота ребер – h_пр – 170 мм;

· толщина ребра – b_p – 80 мм;

· размеры ступеней марша – 300х150 мм;

· ширина проступей – 220 мм;

· расчетная полная нагрузка, действующая на 1 м.п. горизонтальной проекции марша – q₁ – 11, 65 кН/м;

· угол наклона косоуров - = 36°;

· бетон - С20/25;

· расстояние между опор косоура – l = 2750 мм.

Рис.6 лестничный марш

Нагрузки на марш

Расчетная полная нагрузка, действующая на 1 м.п. горизонтальной проекции марша при ширине марша b = 1200 мм – q₁ – 11, 65 кН/м.

Полная расчетная нагрузка, действующая перпендикулярно маршу:

= q₁ * cos α = 11, 65 * 0, 809 = 9, 4 кН/м.

Марш работает как свободнолежащая на двух опорах балка с расчетным пролетом l = 2, 75 м и нагруженная равномерно распределенной нагрузкой

= 9, 4 кН/м.

Рис.7 расчетная схема марша

Лист

Расчет сборного железобетонного лестничного марша

Определяю расчетные усилия в марше:

Изгибающий момент (в середине пролета) от расчетной нагрузки:

Поперечная сила (на опоре) от расчетной нагрузки:

Предварительное назначение размеров сечения марша

По конструктивным соображениям назначаю толщину плиты (по сечению между ступенями) = 40 мм.

Высоту ребер (косоуров) назначаю = 180 мм, толщину ребер b_p = 80 мм.

Рис.8 фактическое сечение марша

Рис. 9 расчетное тавровое сечение

Лист

Расчет сборного железобетонного лестничного марша

Фактическое сечение марша заменяю на расчетное тавровое сечение с полкой в сжатой зоне. Ширину ребра принимаю:

Ширину полки при отсутствии поперечных ребер принимаю не более:

= 2 *1/6 * + = 2 * 1/6 * 2750 + 160 = 1077 мм

= 12 * + = 12 * 40 + 160 = 640 мм

За расчетное принимаю меньшее из значений = 640 мм.

Конструирование марша

Принимаю 6 стержней S240 в сетку рабочей арматуры С-1 в обоих направлениях диаметром 5 мм с и шагом 250 мм. Диаметр арматуры ступеней принимаю 6 мм S240 в поперечном направлении с шагом 140 мм и продольной арматурой диаметром 6 мм S500 с шагом 250 мм.

Лист

Расчет сборного железобетонного лестничного марша

В результате расчетов для данного проекта выполняю лестничный марш по индивидуальному проекту, с такими размерами:

- ширина марша - b = 1200 мм;

- размеры ступеней марша – 240х180 мм;

- угол наклона - = 36°.

Исходные данные

Определить размеры и армирование монолитного железобетонного фундамента под сборную центрально-нагруженную колонну.

Лист

Расчет монолитного железобетонного фундамента

рис.10 фундамент под колонну

- продольная сила от расчетных нагрузок - ;

- сечение колонны - ;

- высота колонны - ;

- глубина заложения фундамента - ;

- расчетное сопротивление грунта - ;

- бетон класса С 25/30, с расчетными характеристиками:

- = / γ _c = 25/1, 5 = 16, 6 Н/мм² – расчетное сопротивление бетона при сжатии;

- = 1, 8/1, 5 = 1, 2 Н/мм² – расчетное сопротивление бетона при растяжении;

- ;

- рабочая продольная арматура принята класса S500 с расчетными характеристиками:

- = 450 Н/мм² – расчетное сопротивление продольной арматуры (хомутов), согласно табл.6.5 .

Лист

Расчет монолитного железобетонного фундамента

3.2 Определение нагрузок

Фундамент рассчитываю на действие нагрузки, передаваемой колонной, и нагрузки от собственного веса фундамента и грунта, находящегося на его уступах.

Нагрузка, передающаяся от колонны на фундамент, равна продольной силе в нижнем сечении колонны, т.е. определяется с учетом собственного веса колонны.

Нагрузку от собственного веса фундамента и грунта на его уступах определяю как ,

где – усредненная нагрузка от единицы объема фундамента и грунта на его уступах;

– глубина заложения фундамента.

Расчет основания

Расчет основания заключается в определении размеров подошвы фундамента из условия, чтобы среднее давление по подошве от нормативных нагрузок не превышало условного расчетного сопротивления грунта.

Определяю необходимую площадь подошвы фундамента:

где – коэффициент надежности по нагрузке, табл.1

– продольная сила в нижнем сечении колонны;

где – объемный вес железобетона;

– размеры сечения колонны;

– высота колонны.

Расчет тела фундамента

Расчет тела железобетонного фундамента заключается в определении высоты фундамента, количества и размеров ступеней фундамента, площади поперечного сечения арматуры. Минимальную высоту фундамента определяю из условия его прочности против продавливания в предположении, что продавливание может происходить по поверхности пирамиды, боковые стороны которой начинаются у колонны и наклонены под углом 45⁰.

Рабочую высоту фундамента с квадратной подошвой вычисляю по формуле:

где – расчетное сопротивление бетона фундамента на осевое растяжение;

= 1, 8/1, 5 = 1, 2 Н/мм²;

– реактивное давление грунта на единицу площади подошвы фундамента от расчетного продольного усилия без учета веса фундамента и грунта на его уступах;

Внешние части фундамента под воздействием реактивного давления грунта работают подобно консолям, заделанным в массиве фундамента; их рассчитываю: в сечениях 1-1 – по грани колонны, 2-2 – по грани верхней ступени, 3-3 – по границе пирамиды продавливания.

Рабочую высоту нижней ступени принимаю такой, чтобы она отвечала условию прочности по поперечной силе без поперечного армирования в наклонном сечении, которое начинается в сечении 3-3.

Лист

Расчет монолитного железобетонного фундамента

где с - принимаю 40 мм.

Площадь сечения арматуры фундамента нахожу из расчета сечений 1-1 и 2-2 на действие изгибающих моментов от действия реактивного давления грунта. Значения моментов в этих сечениях следующие:

где ;

;

Здесь – реактивное давление грунта от расчетного продольного усилия с учетом веса фундамента и грунта на его уступах.

Сечение продольной арматуры на всю ширину фундамента вычисляю по формулам:

Принимаю S500 8 стержней диаметром 20 мм с .

Лист

Расчет монолитного железобетонного фундамента

Принимаю S500 4 стержня диаметром 14 мм с

Конструирование фундамента

Армирую фундамент сварными сетками из стержней периодического профиля диаметром не менее 10 мм и шагом 100-200 мм. Сварную сетку устанавливаю по подошве фундамента с соблюдением защитного слоя. Сборную колонну жестко заделываю в фундамент, в котором с этой целью устраиваю стакан. Глубину заделки колонны принимаю не менее 1, 5*300 = 450 мм – большего размера сечения колонны. Зазоры между колонной и стенками стакана должны быть: по низу – не менее 50 мм, по верху – не менее 75 мм. Толщина стенок стакана должна быть не менее ¾ высоты верхней ступени.

Принимаю сетку для нижней ступени С-1 с размерами 3600х3600 мм, шаг продольных и поперечных стержней 450 мм.

Принимаю сетку для верхней ступени С-2 с размерами 1800х1800 мм, шаг продольных и поперечных стержней 450 мм.

Лист

Заключение

4. Заключение

Исходя из данных варианта 6, в данном курсовом проекте я рассчитала такие элементы железобетонных конструкций:

1. ж/б плита перекрытия – размеры 6800х1400 мм, расчетная нагрузка ; бетон класса С20/25 мелкозернистый; рабочая продольная арматура класса S500; поперечная и монтажная арматура класса S240;

2. сборный ж/б марш - ширина марша - b = 1200 мм; размеры ступеней марша – 300х150 мм; угол наклона - = 36°; бетон - С20/25; расстояние между опор косоура – l = 2750 мм; полная расчетная нагрузка, действующая перпендикулярно маршу = 9, 4 кН/м; расстояние между опор вдоль косоура - l₀= 2225 мм;

3. монолитный ж/б фундамент под колонну - глубина заложения фундамента - ; расчетное сопротивление грунта - ; продольная сила от расчетных нагрузок - ; бетон класса

С 25/30; рабочая арматура класса S500.

Список литературы

Лист

Список литературы

Практические занятия 1-26 по дисциплине “Строительные конструкции”;

2. Методические указания по выполнению курсового проекта по дисциплине “Строительные конструкции”;

3. СНиП 2.01.07-85 “Нагрузки и воздействия”;

4. СНиП 2-23-81 (1990) “Стальные конструкции”;

5. СНБ 5.01.01-99 “Основания и фундаменты зданий и сооружений”;

6. СНБ 5.03.01-02 “Бетонные и железобетонные конструкции”;

7. ГОСТ 2.321-84 ЕСКД “Буквенные обозначения”;

8. ГОСТ 8.417-81 ТСИ “Единицы физических величин”;

9. СТБ 1648-2006 “Строительство. Основания и фундаменты”;

10. СТБ 1704-2006 “Арматура ненапрягаемая”.