Расчёт сметной стоимости строительной конструкциии

21

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1 Плита

2 Колона

2.1 Расчет колоны

2.2 Сбор нагрузок на колону

2.3 Определение расчетной длинны колоны

3 Фундамент

3.1 Расчет фундамента

3.2 Определение размеров подошвы

3.2 Определение высоты фундамента и подбор фундамента по таблице

3.4 Определение рабочей высоты фундамента и ширины верхней ступени

3.5 Проверка фундамента на продавливание

3.6 Расчет армирования фундамента

Литература

Перечень графического материала

ВВЕДЕНИЕ

Железобетоном - называется строительный материал, в котором соединены в монолитное бетон и сталь.

Совместная работа бетона и арматуры в железобетонных конструкциях оказалась возможной благодаря выгодному сочетанию следующих свойств: 1. Сцеплению между бетоном и поверхностью арматуры, возникающему при твердении бетона и стали.

2. Близкому по назначению коэффициенту линейного расширения бетона и стали (для бетона а=0,00001 … 0,000015, для стали а=0,000012) при t=1000C, что исключает появления внутренних усилий, которые могут нарушить сцепление бетона с арматурой.

3. Защищенности арматуры, заключенной в теле бетона, от коррозии и непосредственных конструкций:

1. Долговечность.

2. Огнестойкость.

3. Стойкость против атмосферных воздействий.

4. Способность задерживать радиоактивные излучения.

5. Высокая сопротивляемость статическим и динамическим нагрузкам.

6. Возможность использования местного сырья для приготовления бетона.

7. Небольшие эксплуатационные расходы на железобетонные конструкции зданий и сооружений.

Недостатки железобетонных конструкций:

1. Значительный вес (q=2500 кг/м3)

2. Относительно высокое тепло и звукопроводимость.

3. Необходимость устройства форм и выдерживания в них конструкций до приобретения бетоном установленной прочности.

4. Необходимость подогрева бетона при работе в зимних условиях.

5. Раннее образование трещин в бетоне растянутой зоны.

Вид нагрузок	Нормативная	д f	Расчетная
1 Постоянная
а) вес 1м2 рулонного ковра	12	1,3	15,6
б) (асфальт) д =0,03м с =2300 кг/м2	69	1,3	80,7
в) Утеплитель с =800кг/м3 д =0,17м	136	1,3	176,8
г) Пароизол 2 слоя горячего битума	5	1,3	6,5
д) Собственный вес полки плиты д =0,03м с =2500кг/м3	75	1,1	82,5
Итого постоянная	297	-	361,3
Временная
Всего в том числе	P=150	1,4	210
Длительная	75	1,4	105
Итого: постоянная и длительная	372		466,3
б) Кратковременная	75	1,4	7,5
Полная нагрузка	447		541

Таблица 1- Сбор нагрузок в КГС, приходящихся на 1м2 полки плиты покрытия

1. ПЛИТА

1.1 Расчетные сопротивления бетона и арматуры.

Расчетные сопротивления бетона на основе сжатия Rb и осевое растяжение Rbt принимаем по таблице 13 СН и П 2.03.01-84

Они должны быть умножены на коэффициент условия работы: гВ2 =0.9

Расчетные сопротивления стержневой и проволочной арматуры и для предельных состояний 1 гр. Даны в таблице 22.и 23 СН и П 2.03.01-84

Rs=365МПа для арматуры класса А-3 диаметром от 10-40мм. И для арматуры класса Вр-1 диаметром 4мм.

Rsw=175МПа для арматуры класса А-1.

Расчет по 1 группе предельных состояний.

В ребристой плите рассчитываются: полка плиты, поперечные и продольные ребра.

1.2.1. Расчет полки плиты.

При расчете полки плиты метод расчета определяется в зависимости от отношения сторон полки плиты Ly:Lx

Ly:Lx;

0,81:0,94=0,86

В данном случае, следовательно, полку плиты рассчитываем как плиту, опертую по контуру по 2-м взаимно- перпендикулярным направлениям.

За расчетную длину полки принимаем пролет в осях между продольными ребрами:

L y=1190-65=1125(мм.)

В направлении Lx=0,960мм, полка представляет собой многопролетную неразрезанную балку.

Расчетная нагрузка на 1м 2 полки плиты (см.таблицу 2) является нагрузкой и на 1м. погонный полки плиты.

q = qm2 * 9,81; (Н/м)

q = 541 * 9,81 = 5307,2

Расчет плит, опертых по контуру, выполняем по уплощенным формулам с учетом перераспределения усилий между бетоном и арматурой вследствие пластических деформаций.

Изгибающий момент в этом случае будет равен:

М = q * ly2 /28;

M = 5307,21 * (1,125)2/28 = 239,89

Полезная толщина полки:

h0 = hf / 2; (см)

h0 = 3,0 / 2 = 1,5

Так как полка в сечений представляет собой прямоугольник, расчет ведем как для прямоугольного сечения.

Находим Ао по формуле:

А0 =

А0 =;

0,1030 < А0R = 0,427

В этой формуле расчетную ширину сечения принимаем равной 1м. то есть b=100см. В нашем случае расчет ведем как для прямоугольного сечения с одиночной арматурой.

По таблице находим коэффициент з = 0,945, соответствий вычисленному значению Ао=0,103 и вычисляем величину требуемой площади сечения арматуры на ширину =1м. полки плиты по формуле:

АS1 =(см2)

АS1 =

При ширине плиты bn=1,49м, требуемая площадь сечения арматуры:

АS = АS1 * b; (см2)

АS = 0,46 * 1,19 = 0,55

Зная AS=0,55 и bn=1,19м, определяем количество стержней и диаметр продольной арматуры. По сортаменту арматуры принимаем d=7 стержней диаметром 4мм класса Вр-1 с As=0,879см2.

1.2.2 Расчет поперечного ребра.

Поперечные ребра жестко связаны с продольными ребрами и полкой.

В целях упрощения расчета некоторым защемлением поперечных ребер на опорах пренебрегаем и рассматриваем поперечные ребра как свободно опертые балки с расчетным пролетом, равным расстоянию между осями продольных ребер:

Ly = 1190 - 65 = 1125 (мм) = 1,125 (см)

Расчет поперечного ребра также производим на воздействие постоянной и временной нагрузок. Нагрузка от собственного веса ребра будет равномерно распределенной.

Подсчет расчетных нагрузок на 1 погонный метр ребра при расстояний между осями поперечных ребер Lx=0,460мм производим следующим образом.

Собственный вес ребра:

q1 = (Н/м)

q1 =

Постоянная расчетная нагрузка:

q2 = g * lx * 9,81;

q2 = 491,95 * 0,96 * 9,81 = 4584,7

Временная расчетная нагрузка:

Р2 = р * lx * 9,81;

Р2 = 210 * 0,96 * 9,81 = 1977,6

От треугольной нагрузки с защемленными концами максимальный изгибающий момент в пролете ребра определяем по упрощенной формуле:

Мmax =

Мmax =

Для определения площади сечения арматуры поперечное ребро рассчитываем как тавровое сечение с шириной полки равной:

bIIf = (см)

bIIf =

Полезная высота ребра:

Ho = hp + hf - a; (см)

ho = 11 + 3 - 2 = 12

где a - 2см. из предположения, что диаметр арматуры не более 8-10мм.

Для определения необходимой площади сечения рабочей арматуры находим по формуле:

А0 =

А0 =

Зная Ао=0,012 по таблице, находим коэффициент, соответствующий вычисленному значению Ао=0

Необходимо площадь сечения арматуры определяем по формуле:

Аs =

Аs =

Зная As=0,174 , по сортаменту арматуры принимаем 1 стержень диаметром 8мм. Класса А-3 с As=0,174см

После расчета поперечного ребра по нормальному к его сечению, производим его расчет по наклонному сечению.

В начале производим расчет максимальный поперечной силы по формуле:

Qmax =

Qmax =

Затем находим величину поперечной силы, которая может быть воспринята бетоном, по формуле:

Qmax =

Qmax =

Так как Q= H Qmax= H, расчет прочности наклонных сечений не производим и вертикальные поперечные стержни по расчету не требуется. Ставим их конструктивно диаметром 4мм класса Вр-1 с шагом S=100.

1.2.3 Расчет продольного ребра

При расчете продольных ребер рассматриваем ребристую плиту, как свободно опертую балку П- образного сечения, приведенную к тавровому сечению (см. рис. 1.5)

Расчет продольных ребер производим на воздействие постоянной и временной равномерно распределенной нагрузки.

Расчетная нагрузка в Н, приходящаяся на 1 погонный метр плиты при ее ширине bn=0,490м.равна:

q = qm2 * bн * 9,81; (Н/м)

q = 671,95 * 1,49 * 9,81 = 9821,8

Расчетный пролет ребер принимаем из условия, что оси опор находятся на расстояний Lоп/2=6,5см. от конца плиты ( см. рис.1.6)

l0 = (ln - l0n) / 100; (см)

l0 = (4,70 - 13) / 100 = 4,65

Определяем максимальный изгибающий момент:

Мmax = (qn * l02 ) / 8; (Н *м)

Мmax = (9821,8 * 4,652) / 8 = 26546,48

Полезная высота:

ho = h - a = 30 -3 = 27(см.)

Устанавливаем случай расчета таврового сечения, для чего находим

Мсеч по формуле:

Мсеч = гВ2 * Rb * bIf * hIf * (h0 - 0,5 - hIf);

Мсеч = 0,9 * 11,5 * 115 * 3,0 * (27 - 0,5 * 3,0) = 3570,75 * 25,5 = 91054,12

Так как Мсеч = 91054,125 (Н*м), нейтральная ось проходит в пределах полки, т.е и имеет место 1 случай расчета таврового сечения.

В этом случае продольные ребра рассчитываются, как прямоугольное сечение с шириной bf=145см.

Находим Ао по формуле:

А0 =

А0 =

0,0305 < А0R = 0,427

По сортаменту арматуры принимаем 2 стержня диаметром 14мм. Класса А-3 с As=3,08см2.

После расчета продольного ребра по нормальному к его оси сечению приступаем к расчету по наклонному сечению.

Находим максимальную поперечную силу по формуле:

Qmax = (qn * l02 ) / 2; (Н)

Qmax = (9821,8 * 4,65) / 2 = 22835,685

Определяем величину поперечной силы, которая может быть воспринята бетоном, по формуле:

Q = 0,6 * гВ2 * Rbt * bn * h0; (Н)

Q = 0,6 * 0,9 * 0,9 * 2 6,5 * 27 * 100 = 17058,6

Так как Q=22835.685 H > Qmax=22834H, расчет прочности наклонных сечений не производим и вертикальные поперечные стержни по расчету не требуется. Ставим их конструктивно диаметром 6мм. Класса А-1 с шагом S=15см в опорных частях ребра и S=200мм. В средней части, что меньше S=Asw=0,283см2

Пsw=2шт.

S1 = (см)

S1 =

S2 = 4/2 = 300/2 = 150 (см) = 15 (см)

qsw =

qsw =

S3 = (см)

S3 =

Проведя анализ, получили:

>

Шаг=10см.

2 КОЛОНА

2.1Расчет колоны

Расчетное сопротивление арматуры принимаем:

Арматура класса А-III Rsc=365МПа

Расчетное сопротивление бетона сжатию для класса B20:

Rb гb2 ; (МПа)

11.5 0.9=10.35

гb2=0.9-коэффициент условий работы бетона.

2.2 Сбор нагрузок на колону

Расчет колоны начинаем со сбора нагрузок:

Сбор нагрузок на колону, в уровне обреза фундамента начинаем с определения величины грузовой площади:

Aгр = a l=4,8 6 = 28,8 (м2)

n1

Нагрузка на колону от покрытия:

N1 = q покр. Aгр 9,81 = 166507,2 (Н)

Нагрузка на колону от перекрытия (здание 3-этажное):

N2 = qпер. Агр n1 * 9.81 = 1862311,5 (H)

n1 = n - 1;

n1 = 2 - 1 = 1

Нагрузка на колону от ригелей и балок:

N3 = p n гf9.81=24171,84 (H)

Нагрузка на колону от ее собственного веса:

N4=bhlkpгf9.81=44027,28 (H)

Для многоэтажных зданий: размер колоны от уровня обреза фундамента до верха колоны:

lk = (H + 0.6) n; (м)

lk = (4,5 + 0,6) 2 = 10,2

В этой формуле H-расстояние от чистого пола до низа несущей конструкции перекрытия.

Полная нагрузка на колону.

N = N1 + N2 + N3 + N4;(Н)

N = 166507,2 + 1862311,5 + 24171,84 + 44027,28 = 2097017,7

Кратковременная нагрузка на колону:

NКР = (pкр пок + pкр пере n)Aгр9.81 = 315962,36 (Н)

Длительно действующая нагрузка на колону в уровне отрезка фундамента определяется по формуле:

Nдл = N - Nкр = 17810555,4 (Н)

2.3 Определение расчетной длинны колоны

Расчетная длинна l0 колон многоэтажных зданий при числе пролетов не менее 2-х принимается равной расстоянию между центрами узлов, то есть для колоны первого этажа расчетная длинна определяется по формуле:

l0 = 1.2(H + 0.15) =

Определяем требуемую площадь сечения колоны, т.к размеры сечения колоны не известны:

А = (см)

А =

Определяем требуемые размеры сечения:

h = b = vA = 38,7 ? 40 (см),

принимаем размеры сечения колоны округляя при этом полученное значение в большую сторону до размера, кратного 50мм с учетом того, что минимальные размеры сечения сборных колонн для промышленного здания-4040см, а для гражданских и сельскохозяйственных зданий - 3030см.

Определяем гибкость колонны:

Определяем отношение:

По таблице 4.3 находим: цb, цж

цж = 0,785, цb = 0,68

Вычисляем ориентировочную площадь сечения арматуры:

(см)

Определяем величину б:

<

Если б > 0.5,то вычисленной площади As подбираем по сортаменту арматуру, учитывая при этом требования пункта «3» настоящих указаний.

По сортаменту подбираем арматуру, учитывая при этом, что колоны армируются четырьмя продольными стержнями диаметром 16-40мм устанавливаемыми по углам колоны с соблюдением минимальной толщины защитного слоя, которая по требованиям норм должно быть не менее диаметра стержней рабочей арматуры-20мм:

Вычисляем процент армирования:

Что удовлетворяет условие от 0,05% до 3%.

Подбираем поперечную арматуру. Диаметр поперечной арматуры dx подбирают из условия свариваемости. Шаг поперечной арматуры из условия обеспечения устойчевости рабочей арматуры должен быть не более 20d и не более 500мм (d-диаметр рабочих стержней). Шаг принимаем S=20d=400мм. Толщина защитного слоя должна быть не менее 15мм.

Поперечную арматуру, исходя из условия сварки принимаем диаметром 5мм класса Вр-1.

3 ФУНДАМЕНТ

3.1 Расчет фундамента

Фундаменты выполняют из тяжелых бетонов классов B15-25.

Расчетное сопротивление бетона:

B-20 Rb=11.5МПа Rbt=0.9МПа

Армирование фундамента производят сетками из арматурных стержней периодического профиля диаметром не менее 10мм.

Расчетное сопротивление арматуры:

Класса AII Rs=280МПа

3.2 Определение размеров подошвы

Центрально-нагруженные фундаменты выполняют квадратными в плане. Расчетную нагрузку на фундамент в уровне верхнего обреза<N>берут из расчета колоны, а нормативную нагрузку определяют по формуле:

Nn =

Nn =

гfср=1.2-определенный коэффициент надежности по нагрузке.

Требуемую величину площади подошвы фундамента предварительно определяем по формуле:

Amp= (см2)

Amp =

гm=0.02H/см3-средний удельный вес фундамента и грунта на его уступах.

R0-расчетное сопротивление грунта основания в МПа, принимаемое по зданию.

d-глубина заложения фундамента(см), измеряемая от чистого пола первого этажа либо подвала.

Требуемый размер подошвы фундамента определяем по формуле:

(см)

Полученный размер округляют в большую сторону до размера, кратного 10см. Принимаем подошву фундамента мм.

Aф=ab

-площадь подошвы принятого фундамента.

Аф=250250=62500

Затем определяют давление на грунт по формуле:

p=

p=

P=0.3МПб ? R0-размеры подошвы фундамента не достаточны, увеличиваем подошвы фундамента на 10см.

Аф=б*b

Аф = 260*260=67600

p=

p=

3.3 Определение высоты фундамента и подбор фундамента по таблице

Минимальную полезную высоту фундамента из условия продавливания (см.рис.4) определяем по формуле:

ho= (см)

hc,bc-размеры сечения колоны в см.

Тогда

hmin=h0+a; (см)

hmin=53,82+4=57,82

a -расстояние от подошвы фундамента до центра тяжести растянутой арматуры.

a =40мм -для фундаментов, лежащих на сухих песчаных или гравелистых грунтах, или при наличии подготовки из щебня и песка.

Определение минимальной полезной высоты фундамента из условия продавливания.

Минимальную высоту фундамента из условия обеспечения необходимо глубины заделки колоны в фундамент определяют по формуле:

hmin = 1.5hc+25

hmin = 1,5*53,82+25=105,73 (см)

Большее из двух значений hmin используют при подборе фундамента по каталогу. Подбор фундамента ведут по трем параметрам:

1.Сечение колоны

2.Размер подошвы фундамента «а»

3.Высота фундамента hmin

Марка фундамента-

Серия-

a= мм; h= мм; h1= мм; h2= мм; d= мм; f= мм; g= мм;

t= мм; b= мм; д= мм;

При подборе фундамента выполняется его эскиз по рисунку 5, и проставляются все размеры, взятые для принятого фундамента.

3.4 Определение рабочей высоты фундамента и ширины верхних ступени.

Рабочую высоту принятого фундамента h0 определяют по формуле:

h0=h-б'; (см)

h0=850-40=810=81

Рабочую высоту нижней ступени принятого фундамента h0 определяют по формуле:

h0=h2+b-б';(см)

h0=200+400-40=560=56

Ширину верхней ступени находят по формуле:

б1=d+2ѓ+5;(см)

б1=400+2*325+50=1100=110

3.5 Проверка фундамента на продавливание.

??0.5(б-hc-2h0) =0,5(270-40-2*81)=34 (см)

Если 1>0, то расчет ведут в следующей последовательности:

1)Вычисляем периметр основание пирамиды продавливания

Um = 4(hc+2ho)

Um = (0,75+2*81)=162,75

2)Определяют площадь основания пирамиды продавливания

A1= (hc+2ho)2

A1=(0,75+2*81)2=26487,5

3)Находят величину продавливания

F=N-A1p102

F=2097017,7-26487,5*0,336*100=1207037,7

4)Находим величину

гb2=Rbth0Um102=10,35*81*162,75*100=13644146,2

гb2=Rbth0Um102 ? F продавливание не произойдет.

3.6 Расчет армирования фундамента.

Армирование фундамента по подошве определяют расчетом на изгиб по сечениям I-I и II-II

Если фундамент одноступенчатый, то армирование рассчитывают только по сечению 1-1. Значение расчетных изгибающих моментов в этих сечениях определяют по формулам:

M1=0.125p(б-hc)2б

M1=0,125*0,0336*(270-0,75)2270=733939,34

M1f=0.125p(б-б1-2q)2б

M1f=0,125*0,336(260270-110-2*760)2*260270=1444170

Площадь сечения рабочей арматуры на всю ширину фундамента вычисляют по формулам:

As1=

As1

As1=

As1=

Количество стержней в сетке определяют следующим образом. Ширину подошвы фундамента в см делят на 20см, округляют до целого числа в меньшую сторону и плюсуют 1.

По большей из As1 и As11 по сортаменту арматуры находят диаметр стержней рабочей арматуры. Принятый диаметр стержней должен быть не менее 10мм и не более 20мм, а их шаг в сетке не более 200мм и не менее 100мм.

После определения количества и диаметра стержней рабочей арматуры вычисляют процент армирования:

В этой формуле As-принятая по сортаменту площадь сечения арматуры. Полученные проценты армирования должны быть больше или равны 0.05%. Если получается меньше 0.05%, то следует увеличить диаметр стержней.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. СНиП 2.01.01-82. Строительная климатология и геофизика/ Госстрой СССР. - М.: Стройиздат, 1983. - 136с.

2. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия/ Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1988. - 36с.

3. СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений/ Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1985. - 40с.

4. Линович Л.Е. «Расчеты и конструирование частей гражданских зданий», Киев.: «Будевельник», 1972. - 664с.

5. СНиП 2.03.01-84*. Бетонные и железобетонные конструкции/ Госстрой СССР - М.:ЦИТП Госстроя СССР, 1989. - 80с.

6. Голышев А.Б. и др. Проектирование железобетонных конструкций: Справочное пособие/ А.Б. Голышев, В.Я. Бачинский, В.П. Полищук, А.В. Харченко, И.В. Руденко; Под ред. А.Б. Голышева. - 2-е изд., перераб. и доп. - К.: Будевельник, 1990. - 544с.: ил. - (Библиотека проектировщика).

7. Байков В.Н., Сигалов Э.Е., Железобетонные конструкции: Общий курс: Учеб. Для вузов. - 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1991. - 767с.

8. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжел

ых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры (к СНиП 2.03.01-84*)/ ЦНИИ промзданий Госстроя СССР, НИИЖБ Госстроя СССР. - М.: ЦИТП Госстоя СССР, 1989. - 192с.

9. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия (Дополнения. Разд. 10. Прогибы и перемещения)/ Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1988. - 8с.

10. Цай Т.Н. «Строительные конструкции» т.2 - М.: Стройиздат, 1985. - 375с., ил., библ.

Таблица 2

Вид нагрузки	Нормативная	д ѓ	Расчетная
Вес плиты по каталогу	193,05	1,1	212,35
Итого: постоянная	415,05	-	491,95
Временная:	150	1,4	210
Всего в том числе	75	1,4	105
Длительная	490,05	-	596
Итого: постоянная и длительная	75	1,4	75
Кратковременная	565,05	-	671,95
Полная нагрузка

Таблица 4

Вид нагрузки	Нормативная	д ѓ	Расчетная
Собственный вес плиты	193,05	1,1	212,35
Пол (вес) м2	170	1,3	221
Итого: постоянная	150	1,3	195
в том числе длительная	120	1,3	156
Кратковременная	150-120=30	1,3	39
Итого: постоянная и длительная	483,05		589,35
Итого: постоянная нагрузка	513,05		628,35

Таблица 3

Вид нагрузки	Нормативная	д ѓ	Расчетная
Собственный вес полок плиты	75	1,1	82,5
Собственный вес полок	170	1,3	221
Итого постоянная	245		303,5
Временная полная	150	1,3	195
Всего в том числе длительная	120	1,3	156
Итого: постоянная и длительная	365		455,5
Кратковременная	150-120=30	1,3	39
Полная нагрузка	395		498,5