Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Компоновка сборного железобетонного перекрытияСтр 1 из 6Следующая ⇒
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА к курсовому проекту
по дисциплине «Железобетонные и каменные конструкции»
на тему «Конструирование и расчет элементов железобетонных конструкций многоэтажного здания»
Выполнил студент группы
Допущен к защите
Руководитель (нормоконтролер) проекта (работы) (подпись, дата, расшифровка подписи)
Защищен Оценка (дата)
Члены комиссии
(подпись, дата, расшифровка подписи)
Краснодар 2014 г Реферат Пояснительная записка курсового проекта: 65 с., 16 рис., 4 табл., 8 источников., 0 приложений. Иллюстрированная часть курсового проекта – 2 листа формата А1. РЕБРИСТАЯ ПРЕДНАПРЯЖЕННАЯ ПЛИТА, НЕРАЗРЕЗНОЙ РИГЕЛЬ, ЦЕНТРАЛЬНО-СЖАТЫЕ КОЛОННЫ, ФУНДАМЕНТ, МОНОЛИТНОЕ ПЕРЕКРЫТИЕ. Объектом строительства является 6-этажное промышленное здание в г. Сочи. Цель проекта – расчет сборных и монолитных железобетонных конструкций данного здания. В процессе работы над проектом произведены расчет ребристой преднапряженной плиты по первой и второй группам предельных состояний, неразрезного трехпролетного ригеля и его стыка с колонной, для него выполнен обрыв арматуры, запроектированы и рассчитаны центрально-сжатая колонна, трехступенчатый фундамент под колонну, монолитное ребристое перекрытие. В результате сконструированы ребристая плита перекрытия, ригели крайнего и среднего пролетов, колонна первого этажа, фундамент, монолитное ребристое перекрытие.
Содержание Введение5 1 Нормативные ссылки…………………………………………………………......6 2 Компоновка сборного железобетонного перекрытия ………………………….7 3 Проектирование предварительно напряжённой плиты…………………………9 3.1 Данные для расчёта ………………………………………………………………9 3.2 Сбор нагрузок на перекрытие …………………………………………………..11 3.3 Усилия от расчётных и нормативных нагрузок ……………………………….12 3.4 Компоновка поперечного сечения плиты ……………………………………..12 3.5 Расчёт полки на местный изгиб ………………………………………………..13 3.6 Расчёт прочности сечений, нормальных к продольной оси ………………….14 3.7 Определение усилий предварительного обжатия …………………………….15 3.8 Расчёт прочности по наклонным сечениям ……………………………………17 3.9 Расчёт преднапряжённой плиты по предельным состояниям II группы ……19 3.9.1 Расчёт по образованию трещин, нормальных к продольной оси ………….19 3.9.2 Расчёт прогиба плиты …………………………………………………………21 3.10 Расчет плиты на усилия, возникающие при изготовлении, транспортировании и монтаже …………………………………………………………………………….24 4 Проектирование неразрезного ригеля …………………………………………..24 4.1 Данные для проектирования ……………………………………………………24 4.2 Статический расчет ригеля ……………………………………………………..25 4.3 Расчет прочности ригеля по сечениям, нормальным к продольной оси …….29 4.4 Расчет прочности ригеля по сечениям, наклонным к продольной оси ………31 4.5 Построение эпюры арматуры …………………………………………………..35 4.6 Расчет стыка сборных элементов ригеля ………………………………………39 5 Проектирование сборной колонны ………………………………………………41 5.1 Сбор нагрузок на колонны ………………………………………………………41 5.2 Определение расчётной продольной нагрузки на колонну …………………43 .3 Расчёт прочности колонны первого этажа ………………………………………44 5.4 Расчёт прочности колонны первого этажа …………………………………….45 5.5 Конструирование арматуры колонны. Стык колонн …………………………47 5.6 Расчет сборных элементов многоэтажной колонны на воздействия в период транспортирования и монтажа ……………………………………………………..48 6 Расчет трехступенчатого центрально-нагруженного фундамента ……………49 7 Расчет монолитного ребристого перекрытия …………………………………..53 7.1 Расчет многопролетной плиты ребристого перекрытия………………………54 7.1.1 Расчетный пролет и нагрузки …………………………………………………54 7.1.2 Характеристики прочности бетона и арматуры …………………………….56 7.1.3 Подбор сечений продольной арматуры ……………………………………..56 7.2 Расчет многопролетной второстепенной балки ………………………………57 7.2.1 Расчетный пролет и нагрузки …………………………………………………57 7.2.2 Определение расчетных усилий ………………………………………………58 7.2.3 Характеристики прочности бетона и арматуры …………………………….58 7.2.4 Расчет прочности второстепенной балки по сечениям, нормальным к продольной оси ………………………………………………………………………….58 7.2.5 Расчет прочности второстепенной балки по сечениям, наклонным к продольной оси ………………………………………………………………………….60 Заключение…………………………………………………………………………..63 Список использованных источников……………………………………………….64
Введение Современному инженеру-строителю необходимо успешно освоить основы проектирования и расчета железобетонных конструкций. В последние десятилетия бетон и железобетон являются основными строительными материалами в гидротехническом, промышленном, жилищном, теплоэнергетическом, транспортном, дорожном и сельскохозяйственном строительстве. Применение сборного железобетона совершило революционный переворот в строительной технике, позволило значительно сократить сроки строительства и капитальные затраты. Были разработаны заводская технология изготовления железобетонных изделий и конструкций, технология механизированного индустриального возведения сборных конструкций, создан парк новых механизированных средств монтажа. Значительный прогресс за последние годы был достигнут и в области расчета железобетонных конструкций. Современные методы расчетов конструкций на различные виды напряженно-деформированного состояния приведены в СП 52-101-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры» и СП 52-102-2004 «Предварительно напряженные железобетонные конструкции». В данном курсовом проекте рассмотрены вопросы проектирования и конструирования железобетонных предварительно напрягаемых и ненапрягаемых элементов сборных конструкций многоэтажного здания: плиты перекрытия, ригеля, колонны, фундамента, а также представлен расчет монолитного железобетонно перекрытия.
Исходные данные: Район строительства - г. Сочи (I снеговой район) Размеры здания в осях 60, 8х16, 8м Шаг колонн 7, 6х5, 6м Нормативная полезная нагрузка на перекрытие - 11, 5 КПа Количество этажей - 6 Высота этажа - 4, 8 м Нормативное сопротивление грунта на уровне подошвы фундамента R0=0, 45 МПа Класс арматуры A300 и В500 и бетона В22, 5 для железобетонных элементов с ненапрягаемой арматурой. Класс арматуры А600 и бетона В30 для железобетонных элементов с напрягаемой арматурой. Нормативные ссылки В настоящем курсовом проекте использованы ссылки на следующие нормативные документы: СП 52-102-2004. Предварительно напряженные железобетонные конструкции. СП 52-101-2003. Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетонных конструкций из тяжелого бетона (к СП 52-102-2004) Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 52-101-2003) СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия. ГОСТ 2.105-95 ЕСКД. Общие требования к текстовым документам. ГОСТ 2.301-68 ЕСКД. Форматы. ГОСТ 2.302-68 ЕСКД. Масштабы. ГОСТ 2.303-68 ЕСКД. Линии. ГОСТ 2.304-81 ЕСКД. Шрифты чертежные. ГОСТ 7.9-95 Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Реферат и аннотация. Общие требования. ГОСТ 8.417-2000 Единицы величин. ГОСТ 21.101-97 СПДС. Основные требования к проектной и рабочей документации. Данные для расчёта Высота сечения предварительно напряжённой ребристой плиты принимается в зависимости от длины пролёта плиты перекрытия: h= ℓ /20 Предварительно задаёмся размерами поперечного сечения ригеля. h = (1/10~1/15)ℓ = 1/12*5600 = 467 мм ≈ 500 мм. b = (0, 4 ~ 0, 5)h = 0.4*500 = 200 мм. Расчётный пролёт плиты при опирании по верху прямоугольного сечения ригеля определяется по формуле: ℓ 0=ℓ − b/2, где - ℓ 0 – расчётный пролёт плиты при опирании по верху ригелей; ℓ - расстояние между разбивочными осями; b – ширина сечения ригеля. Рисунок 2 - К определению расчётного пролёта плиты Расчётный пролёт равен: ℓ 0=ℓ − b/2=7600-200/2=7500 мм. Высота плиты равна: h=ℓ 0/20=7600/20=380 мм. Конструктивная ширина плиты по низу принимается на 10 мм меньше номинальной. Материалы для ребристой плиты перекрытия: -класс бетона В 30. -арматура для предварительно напряжённой плиты А-600. Нормативное сопротивление бетона для расчёта по второй группе предельных состояний при сжатии Rbn=22МПа, при растяжении Rbtn=1, 75 МПа. Расчётное сопротивление бетона при расчёте по предельным состояниям первой группы при сжатии Rb=17 МПа, при растяжении Rbt= 1, 15 МПа. Начальный модуль упругости бетона естественного твердения при сжатии Eb=32, 5*10³ МПа. Напрягаемая арматура в продольных ребрах класса А600. Нормативное сопротивление Rsn = Rs, ser =600 МПа; расчетное сопротивление растяжению Rs = 520 МПа; модуль упругости Es = 200000 МПа. Ненапрягаемая арматура: Класса В500 в полке плиты в виде сварных сеток. Нормативное сопротивление Rsn = Rs, ser =500 МПа; расчетное сопротивление растяжению Rs = 415 МПа; Rsw = 300МПа Класса А300 в продольных и поперечных ребрах в виде продольной рабочей арматуры в сварных каркасах. Нормативное сопротивление Rsn = Rs, ser =300 МПа; расчетное сопротивление растяжению Rs = 270 МПа; Технология изготовления плиты - агрегатно-поточная с пропариванием. Рассчитываемая плита будет работать в закрытом помещении при влажности воздуха окружающей среды выше 40%. Требования к расчету по второй группе предельных состояний: - из условия обеспечения сохранности арматуры и условия ограничения проницаемости конструкции допускается ограниченное по ширине непродолжительное acrc = 0, 3 мм и продолжительное acrc = 0, 2 мм раскрытие трещин; - из эстетических требований предельно допустимый прогиб плиты fult согласно СНиП 2.01.07-85* для пролета 7, 6 м равен fult = 35, 7 мм.
Сбор нагрузок на перекрытие Таблица 1 - Нагрузка на 1м² междуэтажного перекрытия
Расчётная нагрузка на 1 м при ширине плиты 1 м с учётом коэффициента надёжности по назначению здания γ n=0, 95: - Постоянная g = 4525·1·0, 95 = 4298, 75 Н/м - Полная g+p = 18325·1·0, 95 = 17408, 75 Н/м Нормативная нагрузка на 1 м при ширине плиты 1 м с учётом коэффициента надёжности по назначению здания γ n=0, 95: - Постоянная g = 3950·1·0, 95 = 3752, 5 Н/м - Полная g+V = 15450·1·0, 95 = 14677, 5 Н/м - Постоянная и длительная полезная 11950·1·0, 95= 11352, 5 Н/м
Расчёт прогиба плиты Расчет производят из условия: f ≤ fult, fult =l/200 Согласно табл.19 поз.3 СНиП 2.01.07-85* для пролета 7, 6 м относительное значение предельного прогиба из эстетических требований равно , и следовательно, fult = 0, 0047·7600 = 35, 7 мм. Для элементов постоянного сечения прогиб допускается определять по формуле
S=5/48 - коэффициент, принимаемый по табл.4.3 [1] Для участков с трещинами прогиб определяют по формуле: Найдем кривизну от непродолжительного действия всех нагрузок: при непродолжительном действии всех нагрузок при продолжительном действии всех нагрузок Определяем вспомогательные значения для нахождения , По таблице 4.5 [1] находим Отсюда Найдем - кривизна от непродолжительного действия постоянных и длительных нагрузок: , По таблице 4.5 [1] находим Отсюда Найдем кривизна от продолжительного действия постоянных и длительных нагрузок: , По таблице 4.5 [1] находим Отсюда Тогда Вычисляем прогиб плиты < мм→ прогиб не превышает предельно допустимый
Данные для проектирования Сечение ригеля - прямоугольное.
Расчетный пролет ригеля между осями колонн 5, 6 м, а в крайних пролетах l = 5, 6 – 0, 2 + 0, 3/2 = 5, 55 м, где 0, 2 м – привязка оси стены от внутренней грани, а 0, 3 м – глубина заделки ригеля в стену. Подсчет нагрузок на 1 м 2 перекрытия приведен в табл. 1 (п. 3.1) Материалы ригеля и их расчетные характеристики: Бетон тяжелый класса В22, 5; Rb = 13 МПа, Rbt = 0, 98 МПа; предполагается эксплуатация ригеля в закрытом помещении с нормальным режимом; арматура: продольная рабочая из стали класса А300, Rs = 270 МПа, Es = 2∙ 105 МПа; поперечная арматура из стали класса В500, Rs=415МПа, Rsw = 300 МПа.
Статический расчет ригеля Предварительно задаёмся размерами поперечного сечения ригеля. h = (1/10~1/15)ℓ = 1/12*5600 = 467 мм ≈ 500 мм. b = (0, 4 ~ 0, 5)h = 0, 4*500 = 200 мм. Предварительно определяем размеры сечения ригеля: высота Нагрузка от массы ригеля g = 0, 5× 0, 2× 25000 = 2500 Н/м. Нагрузку на ригель собираем с грузовой полосы шириной, равной номинальной длине плиты перекрытия. Вычисляем расчетную нагрузку на 1 м длины ригеля. Постоянная от перекрытия с учетом коэффициента надежности по назначению здания γ n = 0, 95 g1 = 4, 525∙ 7, 6∙ 0, 95 = 32, 67 кН/м; от массы ригеля с учетом коэффициентов надежности γ f = 1, 1 и γ n = 0, 95 g2 = 2, 5∙ 1, 1∙ 0, 95 = 2, 61 кН/м. Итого: g = 32, 67 + 2, 61 = 35, 28 кН/м Временная нагрузка с учетом коэффициента надежности по назначению здания γ n = 0, 95 v = 13, 8∙ 7, 6∙ 0, 95 = 99, 64 кН/м Полная расчетная нагрузка q = g+V = 35, 28 + 99, 64 = 134, 92 кН/м Расчетные значения изгибающих моментов и поперечных сил находим с помощью табл. 1 [3] в предположении упругой работы неразрезной трехпролетной балки. Схемы загружения и значения M и Q в пролетах и на опорах приведены в табл. 2. По данным табл. 2 строим эпюры изгибающих моментов и поперечных сил для различных комбинаций нагрузок. Далее производим перераспределение усилий (изгибающих моментов). В общем случае величина снижения опорных и пролетных моментов не ограничивается, но при этом необходима проверка ширины раскрытия трещин в сечениях, где уменьшаются усилия, полученные из расчета по упругой схеме. Принимаем следующий порядок перераспределения усилий. Для обеих промежуточных опор устанавливаем одинаковое значение опорного момента, равное сниженному на 30 % максимальному значению момента на опоре ”В”. Мв = Мс = -(476, 23 – 0, 3∙ 476, 23) = -333, 36 кН∙ м Исходя из принятого опорного момента отдельно для каждой комбинации осуществляем перераспределение моментов между опорными и пролетными сечениями добавлением треугольных эпюр моментов. Максимальную ординату каждой треугольной эпюры определяем как разность между принятым опорным моментом и опорными моментами по рассматриваемой комбинации схем загружения. Расчетным на опоре будет сечение ригеля по грани колонны. В этом сечении изгибающий момент устанавливаем по величине выравненного опорного момента и соответствующей поперечной силы. Расчетным на опоре будет сечение ригеля по грани колонны со стороны пролета, загруженного только постоянной нагрузкой при схемах загружения 1+2. Опорный момент ригеля по грани колонны на опоре ”В” со стороны второго пролета при высоте сечения колонны h = 40 см; Мв2 = Мв- Qв2∙ hcol/2 = -(333, 36 – 98, 78∙ 0, 4/2) = -313, 6 кН∙ м. Для расчета прочности по сечениям, наклонным к продольной оси, принимают значения поперечных сил ригеля, большие из двух расчетов: упругого расчета и с учетом перераспределения моментов. На крайней опоре QА = 327, 17 кН, на опоре ”В” слева по схеме 1+4 Qв1 = -458, 16 кН, на опоре ”В”справа по схеме 1+4 Qв2=424, 08 кН. ’ Рисунок 7 - К статическому расчету трехпролетного ригеля Таблица 2 - Определение расчетных изгибающих моментов и поперечных сил
Построение эпюры арматуры. Эпюру арматуры строят в такой последовательности: – определяют изгибающие моменты М, воспринимаемые в расчетных сечениях, по фактически принятой арматуре; – устанавливают графически или аналитически на огибающей эпюре моментов по ординатам М места теоретического обрыва стержней; – определяют длину анкеровки обрываемых стержней W = Q/2qsw+5d ³ 20d, причем поперечная сила Q в месте теоретического обрыва стержня принимается соответствующей изгибающему моменту в этом сечении; здесь d-диаметр обрываемого стержня. – в пролете допускается обрывать не более 50% расчетной площади сечения стержней, вычисленных по максимальному изгибающему моменту. Рассмотрим сечения первого пролета. Арматура 2 Æ 32 А300 + 2Æ 28 А300 c As = 28, 4 см2. Определяем момент, воспринимаемый сечением, для чего рассчитываем необходимые параметры: ,
Арматура 2 Æ 32А300 с As = 16, 08 см2 доводится до опор, а стержни 2 Æ 28 A300 обрываются в пролете. Определяем момент, воспринимаемый сечением с этой арматурой: , Графически определяем точки обрыва двух стержней 2Æ 28А300. В первом сечении поперечная сила , во втором . Интенсивность поперечного армирования в первом сечении при шаге хомутов равна: Длина анкеровки арматуры Принимаем . Во втором сечении при шаге хомутов Принимаем . Сечение во втором пролете: принята арматура 2Æ 22 А300 + 2Æ 20 А300 с AS = 13, 88 см2. Определяем момент, воспринимаемый сечением, для чего рассчитываем необходимые параметры: Арматура 2Æ 20 А300 обрывается в пролете, а 2 стержня 2Æ 22 А300 c доводятся до опор. Определяем момент, воспринимаемый сечением с этой арматурой: Графически определяем точки обрыва двух стержней Æ 20 A300. Поперечная сила в сечении . Интенсивность поперечного армирования при шаге хомутов равна: Длина анкеровки Принимаем длину анкеровки W3=0, 4 м. На первой промежуточной опоре принята арматура 4Æ 28 А300 с общей площадью AS =24, 63 см 2: , Стержни 2Ø 28 А300 c доводятся до опор. Определяем момент, воспринимаемый сечением с этой арматурой: , Поперечная сила . Интенсивность поперечного армирования при шаге хомутов равна: . Принимаем .
Рисунок 9 – Построение эпюры арматуры
Сбор нагрузок на колонны Сетка колонн 7, 6х5, 6 м, высота первого этажей 4, 8 м, количество этажей 6. Нормативная нагрузка 11, 5 кПа, район строительства - г. Сочи, I – снеговой район. Материалы колонны и их расчетные характеристики: Бетон тяжелый класса В22, 5; Rb = 13 МПа, Rbt = 0, 98 МПа, начальный модуль упругости бетона естественного твердения при сжатии Eb=28, 75∙ 10³ МПа.; Арматура: продольная рабочая из стали класса А300, Rs = 270 МПа, Es = 2∙ 105 МПа; поперечная арматура из стали класса В500, Rs=415МПа, Rsw = 300 МПа.
Таблица 3 – Сбор нагрузок на колонну на 1м2
Нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия определено по формуле 10.1 [8]: где сe– коэффициент, учитывающий снос снега с покрытий зданий под действием ветра или иных факторов, принимаемый в соответствии с пп. 10.5-10.9 [8]; сt– термический коэффициент, принимаемый в соответствии с п. 10.10 [8]; – коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие, принимаемый в соответствии с п. 10.4 [8]; Sg – вес снегового покрова на 1 м2горизонтальной поверхности земли, принимаемый в соответствии с п. 10.2 [8]. Согласно п. 10.9 [8] не учитывается в районах со среднемесячной температурой воздуха в январе выше минус 5 С.
Расчетный пролет и нагрузки Рисунок 15 - Монолитная плита ребристого перекрытия Расчетный пролет плиты равен расстоянию в свету между гранями ребер в продольном направлении . Отношение пролетов 7, 35/1, 55=4, 74> 2 – плиту рассчитываем как работающую по короткому направлению. Принимаем толщину плиты 0, 06м.
Таблица 4 - нагрузка на 1 м2 перекрытия
Для расчета многопролетной плиты выделяем полосу шириной 1 м. Расчетная нагрузка на 1 м длины плиты с учетом коэффициента надежности по назначению здания . Изгибающие моменты определяем как для многопролетной плиты с учетом перераспределения моментов: - в средних пролетах и на средних опорах: - в I пролете и на I промежуточной опоре кНм, где Средние пролеты плиты окаймлены по всему контуру монолитно связанными с ними балками и под влиянием возникающих распоров изгибающие моменты уменьшаются на 20 , если При условие не соблюдается. Изменять моменты не нужно.
Рисунок 16 – К расчету плиты монолитного ребристого перекрытия
Расчетный пролет и нагрузки Расчетный пролет равен расстоянию в свету между главными балками: . В крайних пролётах м Расчетные нагрузки на 1 м длины второстепенной балки: Постоянная: -собственный вес плиты и пола: - то же балки сечением Итого: C учетом коэффициента надежности по назначению здания . Временная нагрузка с учетом Полная расчетная нагрузка
Заключение Была рассчитана ребристая плита номинальными размерами: ширина 1000 мм, длина 7600 мм, высота 380мм. Бетон для плиты принят класса В30. Был сконструирован и рассчитан неразрезной ригель, центрально-сжатая колонна, трехступенчатый фундамент, вариант монолитного ребристого перекрытия. Бетон для перечисленных элементов принят В22, 5. Размеры, армирование элементов показано на прилагаемой иллюстрированной части.
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА к курсовому проекту
по дисциплине «Железобетонные и каменные конструкции»
на тему «Конструирование и расчет элементов железобетонных конструкций многоэтажного здания»
Выполнил студент группы
Допущен к защите
Руководитель (нормоконтролер) проекта (работы) (подпись, дата, расшифровка подписи)
Защищен Оценка (дата)
Члены комиссии
(подпись, дата, расшифровка подписи)
Краснодар 2014 г Реферат Пояснительная записка курсового проекта: 65 с., 16 рис., 4 табл., 8 источников., 0 приложений. Иллюстрированная часть курсового проекта – 2 листа формата А1. РЕБРИСТАЯ ПРЕДНАПРЯЖЕННАЯ ПЛИТА, НЕРАЗРЕЗНОЙ РИГЕЛЬ, ЦЕНТРАЛЬНО-СЖАТЫЕ КОЛОННЫ, ФУНДАМЕНТ, МОНОЛИТНОЕ ПЕРЕКРЫТИЕ. Объектом строительства является 6-этажное промышленное здание в г. Сочи. Цель проекта – расчет сборных и монолитных железобетонных конструкций данного здания. В процессе работы над проектом произведены расчет ребристой преднапряженной плиты по первой и второй группам предельных состояний, неразрезного трехпролетного ригеля и его стыка с колонной, для него выполнен обрыв арматуры, запроектированы и рассчитаны центрально-сжатая колонна, трехступенчатый фундамент под колонну, монолитное ребристое перекрытие. |
Последнее изменение этой страницы: 2017-04-13; Просмотров: 524; Нарушение авторского права страницы