Главная Коллекция "Otherreferats" Строительство и архитектура Сборные железобетонные конструкции многоэтажного каркасного здания

Сборные железобетонные конструкции многоэтажного каркасного здания

Выполнение каркасных зданий из сборного железобетона. Компоновка здания, его габариты и расчетные пролеты конструкций. Расчет и конструирование пустотной панели перекрытия, ригеля, колонны. Нагрузки и воздействия, плотность нормальных и наклонных сечений.

Рубрика Строительство и архитектура
Вид реферат
Язык русский
Дата добавления 21.11.2011
Размер файла 222,6 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

РОСЖЕЛДОР

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ (СГУПС)

Кафедра " Строительные конструкции и здания на железнодорожном транспорте "

Сборные железобетонные конструкции многоэтажного каркасного здания

Курсовой проект

по дисциплине "Железобетонные конструкции"

Руководитель к.т.н., доцент Редько Ю.М.

Разработал студент гр.10-П-37 Беневаленская А.Н.

Новосибирск 2011

Содержание

  • Введение
  • 1. Исходные данные для проектирования
  • 2. Компоновка здания, определение габаритов и расчетных пролетов конструкций
  • 3. Расчет и конструирование пустотной панели перекрытия
  • 3.1 Исходные данные
  • 3.2 Нагрузки и воздействия
  • 3.3 Расчет прочности нормальных сечений
  • 3.4 Расчет прочности наклонных сечений
  • 3.5 Потери предварительного напряжения арматуры
  • 3.6 Расчет по образованию трещин
  • 3.7 Расчет прогиба панели
  • 3.8 Конструирование панели
  • 4. Расчет и конструирование ригеля
  • 4.1 Исходные данные
  • 4.2 Нагрузки и воздействия
  • 4.3 Расчет прочности нормальных сечений
  • 4.4 Расчет прочности наклонных сечений на поперечную силу
  • 4.5 Расчет прочности наклонных сечений на изгибающий момент
  • 4.6 Конструирование ригеля
  • 5. Расчет и конструирование колонны
  • 5.1 Исходные данные
  • 5.2 Нагрузки и воздействия
  • 5.3 Расчет прочности нормальных сечений
  • 5.4 Расчет прочности консоли
  • 5.5 Конструирование колонны
  • Список литературы

Введение

Многоэтажными бывают не только жилые дома, но также здания производственного, административно-бытового и общественного назначения. Подобные здания чаще всего выполняют каркасными из сборного железобетона. Каркас - это пространственный остов, несущий вертикальные и горизонтальные нагрузки и собираемый из отдельных элементов: колонн, ригелей, панелей перекрытий и связей жесткости.

Панели (плиты) перекрытий непосредственно воспринимают нагрузки на каждом этаже от веса пола, оборудования и людей. Эти нагрузки, вместе с собственным весом панелей, передаются на ригели; последние опираются своими концами на выступы (консоли) колонн. Причем колонна каждого этажа воспринимает нагрузку от колонн вышележащих этажей. Следовательно, самые нагруженные - колонны первого этажа, их устанавливают на фундаменты, через которые и передается на основание (грунт) вся нагрузка от здания.

Кроме вертикальных на здание действуют и горизонтальные нагрузки: ветровое давление, от торможения внутрицехового транспорта, а также случайные воздействия, не всегда поддающиеся учету. Совместное действие вертикальных и горизонтальных нагрузок может привести к потере общей устойчивости здания, если не обеспечить пространственную жесткость, т.е. жесткость в трех плоскостях: двух вертикальных и горизонтальной. Сделать это можно двумя способами.

Первый - создать жесткие узлы сопряжения ригелей с колоннами, которые в отличие от шарнирных способны воспринимать не только продольные и поперечные силы, но и изгибающие моменты. Такие каркасы называют рамными. Второй - соединить часть колонн специальными связями жесткости, сохранив шарнирное опирание ригелей на консоли колонн. Роль таких связей могут выполнять межкомнатные железобетонные перегородки - их называют диафрагмами жесткости. Подобный тип каркасов получил название связевого. В обоих случаях горизонтальными связями являются панели перекрытий, которые образуют жесткие диски либо за счет приварки их к ригелям, либо за счет плотно замоноличенных продольных и поперечных швов между конструкциями. У каждой системы есть своя область применения. Например, рамные каркасы более трудоемки и материалоёмки, но зато этажные пространства в них не перегораживаются диафрагмами, поэтому они предпочтительны для производственных зданий. Связевые каркасы применяют там, где по соображениям планировки перегородки не являются помехой: учреждения, школы, больницы, некоторые промышленные предприятия. В таких зданиях нагрузки на перекрытия сравнительно небольшие, поэтому и конструкции здесь более легкие - в них можно применять так называемые "скрытые" консоли колонн, не выступающие за габариты ригелей, что увеличивает объем помещений и улучшает их интерьер.

1. Исходные данные для проектирования

1. Ширина и длина здания - L1ЧL2 19,5Ч44м

2. Сетка колонн - l1Чl2 6,5Ч5,5м

3. Нагрузка:

а) постоянная - 1,3 кПа

б) полная временная - 6,2 кПа

в) длительная часть - 4,2 кПа

4. Число этажей - 3

5. Высота этажа - 4,2м

6. Место строительства - г. Иркутск - II снеговой район

7. Арматура - А-IV

8. Пустотные панели перекрытия

9. Рекомендуемые размеры ригелей bЧh=200Ч450мм

10. Объемный вес ж/б=25кН/м3

11. Бетон марки В25

2. Компоновка здания, определение габаритов и расчетных пролетов конструкций

Для назначения размеров сечения колонн, определяем усилие от расчетной нагрузки в колонне первого этажа.

Грузовая площадь колонны:

6,55,5=35,75м2

По Таблице 1 расчетная нагрузка на перекрытие равна 12,3кПа, тогда усилие в колонне составит: (3-1) 12,335,75=879,5 кH.

По Таблице 2 расчетная нагрузка на покрытие равна 6,84 кПа, тогда усилие в колонне от нее: 6,84Ч35,75=244,5кH.

Нагрузки на перекрытие:

Таблица 1

Наименование нагрузки

Нормативная, кПа

Коэффициент надежности, гf

Расчетная, кПа

Постоянная:

1,3

1,2

1,56

Пол со звукоизоляцией

Собственный вес панели

3,0

1,1

3,3

Итого:

gn=4,3

g=4,86

Временная:

Длительная

4,2

1,2

5,04

Кратковременная

2,0

1,2

2,4

Итого:

pn=6,2

p=7,44

Полная

gn+pn=10,5

g+p=12,3

Постоянная и длительная

8,5

9,9

Нагрузка на покрытие

Таблица 2

Наименование нагрузки

Нормативная, кПа

Коэффициент надежности

Расчетная, кПа

Постоянная:

1,2

1,2

1,44

Кровля

Собственный вес панели

3,0

1,1

3,3

Итого:

gn=4,2

g=4,74

Временная от снега:

Длительная

0,64

1,4

0,9

Кратковременная

0,64

1,4

0,9

Итого:

pn=1,28

p=1,8

Полная

gn+pn=5,48

g+p=6,54

Постоянная и длительная

4,84

5,64

Полное усилие в колонне: 680,4 +196,2=876,6 кH 2000кH.

Принимаем сечение колонн 300Ч300 мм.

Проектная длина ригеля: 5000-300-40=4600мм.

Размеры сечения ригелей назначаем bЧh=200Ч450мм с шириной полки bf = 400мм.

Тогда проектная длина панели с учетом зазоров: 6000-200-20=5780мм

При расстоянии между продольными осями 5000мм, номинальную ширину рядовых и средних межколонных панелей назначаем равной 1200мм, а крайних межколонных - 750мм. (фактическая проектная ширина с учетом допусков будет на 10мм меньше - 1190мм и 740мм).

Колонны принимаем с поэтажной разрезкой, стыки колонн располагаем на расстоянии 650 мм от верха ригелей.

многоэтажное каркасное здание железобетонный

3. Расчет и конструирование пустотной панели перекрытия

Требуется запроектировать пустотную панель перекрытия с номинальными размерами 1,3Ч5,5 м.

3.1 Исходные данные

1. Проектные размеры - 1290Ч5280мм

2. Высота сечения - 220мм

3. Бетон тяжелый класса В25, с характеристиками (МПа):

· нормативное на сжатие -

· нормативное на растяжение -

· расчетное на сжатие -

· расчетное на растяжение -

·

при : .

4. Продольная напрягаемая арматура - стержни класса А-IV, с характеристиками (МПа):

· нормативное - Rsn=590

· расчетное - Rs=510

·

Способ предварительного натяжения арматуры ­ электротермический на упоры формы. Примем предварительное напряжение арматуры уsp=460МПа. При электротермическом способе натяжения возможное отклонение величины контролируемого напряжения:

p=30+360/l= 30+360/6,7 = 83,7 МПа;

уsp+ р=460+83,7= 543,7 МПа,

что не превышает Rsn= 590 МПа.

Поперечная арматура и сварные сетки из проволоки Вр-I с характеристиками (МПа):

·

·

·

Предусмотрены шесть круглых пустот диаметром d=159мм.

3.2 Нагрузки и воздействия

Глубина площадки опирания панели на полку ригеля: 100-10=90мм, тогда расчетный пролет панели:

l0= 5280 - 2·90/2 = 5190мм=5, 19м.

Погонные нагрузки на панель при номинальной ширине 1,3м с учетом коэффициента надежности по назначению :

· расчетная - q=12,30,951,3=15,19 кН/м

· нормативная полная - qn=10,50,951,3=12,96 кН/м

· нормативная постоянная и длительная - qn,l=8,50,951,3=10,49 кН/м.

Усилия от расчетной нагрузки:

Усилия от нормативной полной нагрузки:

Усилия от нормативной постоянной и длительной нагрузки:

Приведем фактическое сечение плиты к расчетному.

Высота сечения равна фактической высоте панели:

Полезная высота сечения:

В расчетах по предельным состояниям первой группы расчетная толщина полки таврового сечения:

Ширина полки равна ширине плиты по верху:

Расчетная ширина ребра:

Для расчета по второй группе предельных состояний сечение приводят к двутавровому, заменяя круглые отверстия на квадратные со стороной 0,9d. Тогда расчетные толщины полок:

Ширина нижней полки равна ширине плиты: bf =1290 мм.

Ширина верхней полки: bf' =1260 мм.

Расчетная ширина ребра:

3.3 Расчет прочности нормальных сечений

сжатая зона не выходит за пределы полки.

Определяем высоту сжатой зоны:

Относительная высота сжатой зоны:

Характеристика сжатой зоны:

Отклонение натяжения при электротермическом способе от проектного:

где nр - число натягиваемых стержней в сечении (предварительно принимаем nр=4).

Тогда коэффициент точности натяжения:

Граничная высота сжатой зоны:

Условие выполнено (0,08 0,571).

Определяем коэффициент условия работы s6, учитывающий работу напрягаемой арматуры выше условного предела текучести:

,

где - коэффициент, принимаемый равным для арматуры класса А-IV - 1,2.

Принимаем s6==1,2.

Затем определяем требуемую площадь сечения растянутой арматуры:

Принимаем 414 А-IV с площадью Аs=616 мм2. Напрягаемые стержни располагаем симметрично в ребрах панели, учитывая, что неармированной может оставаться не более одного ребра подряд.

Так как , конструктивные требования соблюдены.

Проверяем прочность при подобранной арматуре:

Прочность достаточна.

3.4 Расчет прочности наклонных сечений

В пустотных панелях, особенно предварительно напряженных, поперечная арматура по расчету не нужна. На приопорных участках ?/4 арматуру устанавливают конструктивно: 4 Вр-I с шагом не более h/2=220/2=110мм. Принимаем шаг S = 100 мм; в средней части пролета поперечную арматуру не устанавливают.

3.5 Потери предварительного напряжения арматуры

При определении потерь коэффициент точности натяжения арматуры принимают гsp = 1.

Потери от релаксации напряжений в арматуре при электротермическом способе натяжения арматуры:

1=0,03sp=0,03 543,7=16,3 мПа

Потери от перепада температуры между натянутой арматурой и упорами , т.к. при пропаривании форма с упорами нагревается вместе с изделием. При электротермическом способе натяжения потери от деформации анкеров у3 и форм у5 не учитываются, т.к. они учтены при определении полного удлинения арматуры.

Тогда усилие в арматуре к началу обжатия бетона:

P1= (sp-1) Аs= (543,7-16,3) 616=324878,4 Н

Для дальнейшего расчёта определим геометрические характеристики приведённого сечения. Площадь приведённого сечения:

Статический момент приведенного сечения относительно нижней грани:

Расстояние от нижней грани до центра тяжести приведённого сечения:

Момент инерции приведённого сечения:

Момент сопротивления сечения по нижней зоне:

то же, по верхней зоне

Эксцентриситет усилия обжатия Р1 относительно центра тяжести сечения:

еор=yo - a=107,2-30=77,2 мм

Напряжение в бетоне при обжатии на уровне арматуры:

Передаточную прочность бетона примем ,

тогда отношение

Потери от быстро натекающей ползучести при этом:

Усилие в арматуре к концу обжатия:

Р1= (sp-1-6) Аs= (543,7-16,3-7,93) 616=319993,52 Н;

и напряжение в бетоне на уровне арматуры:

Потери от усадки бетона 8=35 мПа;

от ползучести бетона

Суммарные

1+6+8+9=16,3+7,93+35+29,3=88,53 мПа.

Суммарные потери принимаются не менее 100 мПа. Тогда усилие в арматуре с учётом всех потерь

Р2= (543,7-100) 616=273319,2 Н.

3.6 Расчет по образованию трещин

Выполняем для выяснения необходимости проверки по раскрытию трещин. По условиям эксплуатации к панели предъявляются требования третьей категории, поэтому расчет ведется по действию нормативных нагрузок (Mn=43,64106 Н мм; Qn=33,63103 Н).

Вначале проверим трещиностойкость среднего нормального сечения в стадии изготовления. Максимальное напряжение в бетоне от усилия обжатия (без учета разгружающего влияния собственной массы):

Коэффициент

должен находиться в пределах , принимаем .

Тогда расстояние от ядровой точки, наиболее удаленной от растянутой (верхней) зоны, до центра тяжести сечения:

Упругопластические моменты сопротивления по растянутой зоне для двутавровых симметричных сечений при и можно определять как в стадии изготовления и в стадии эксплуатации, тогда

При проверке трещиностойкости в стадии изготовления коэффициент точности натяжения гsp принимаем больше единицы на величину отклонения ?гsp, а в стадии эксплуатации - меньше на ту же величину.

Момент, воспринимаемый сечением при образовании трещин в стадии изготовления:

здесь Rbt, ser - определяем при прочности бетона Rbp.

Момент от внецентренного обжатия, вызывающий появление трещин:

Поскольку Mrp<Mcrc, трещины при обжатии не образуются. По результатам выполненного расчёта трещиностойкость нижней грани в стадии эксплуатации проверяем без учёта влияния начальных трещин.

Максимальное сжимающее напряжение в бетоне сжатой (верхней) зоны от совместного действия нормативных нагрузок и усилия обжатия:

Коэффициент

должен находиться в пределах , принимаем .

Тогда расстояние от ядровой точки, наиболее удаленной от растянутой (нижней) зоны, до центра тяжести сечения:

Момент, воспринимаемый сечением при образовании трещин в стадии эксплуатации:

где Rbt, ser - определяем по классу бетона.

<

Трещины в стадии эксплуатации не образуются.

3.7 Расчет прогиба панели

Прогиб панели, от постоянной и длительной нагрузок, не должен превышать предельного значения:

Определим параметры необходимые для расчета панели с учетом трещин в растянутой зоне. Заменяющий момент равен изгибающему моменту от постоянной и длительной нагрузок ; суммарная продольная сила равна усилию предварительного обжатия с учетом всех потерь при .

Коэффициенты:

Принимаем цm=1.

Коэффициент, характеризующий неравномерность деформации растянутой арматуры на участке между трещинами

то же для бетона: Шb=0,9;

при длительной нагрузке: н=0,15.

По-прежнему допуская, что x=hf', определим кривизну в середине пролета при длительном действии нагрузок:

Кривизна, обусловленная выгибом панели от усадки и ползучести бетона вследствие обжатия:

Полная кривизна

Прогиб определим следующим способом

Жесткость панели достаточна.

3.8 Конструирование панели

Напрягаемые стержни располагаем в сечении симметрично. Поперечную арматуру объединяем в каркасы КР1, а продольную в сжатой зоне - в сетку СЗ с ячейками . Кроме этого предусматриваем в опорных участках сетки С1 из проволоки класса Bp-I, служащие для предохранения бетона от раскалывания предварительным обжатием.

Четыре петли предназначены для подъема панели, их диаметр 12мм, имея в виду, что собственная масса панели 2119кг распределяется на три петли.

При проектировании сеток и каркасов учитываем конструктивное требование норм: длина от концов стержней до оси крайнего пересекаемого стержня должна быть не менее диаметра выступающего стержня и не менее 20мм.

4. Расчет и конструирование ригеля

Требуется рассчитать и запроектировать ригель среднего пролета перекрытия с пустотными панелями.

4.1 Исходные данные

1. Длина ригеля - l=6160 мм

2. Размеры сечения: b=200мм, h=450мм, bf=400мм, высота ребра 230мм, hf=450-230=220мм

3. Бетон тяжелый класса В30, с характеристиками (МПа):

· расчетное на сжатие -

· расчетное на растяжение -

при : .

4. Рабочая арматура - стержни класса А-III, с характеристиками (МПа):

·

·

4.2 Нагрузки и воздействия

Расчетный пролет ригеля:

l0=l-2130/2=6160-130=6030мм

Погонная нагрузка от собственного веса ригеля

нормативная - кН/м;

расчетная - кН/м, (где гf=1,1 - коэффициент надежности по нагрузке).

Полную расчетную нагрузку определяем с помощью данных Таблицы 1 с учетом шага ригелей 5,5м и номинальной длины панелей 5,3 м.

· Временная кН/м

· От веса пола кН/м

· От веса панелей с заливкой швов кН/м

· От веса ригеля кН/м

_____________________

Итого: q=70,68 кН/м=70,68 Н/мм

С учетом коэффициента надежности по назначению гn=0,95 для зданий нормального уровня надежности расчетная нагрузка кН/м=67,1 Н/мм.

Изгибающий момент в середине пролета:

Поперечная сила на опоре:

4.3 Расчет прочности нормальных сечений

Задаемся . Тогда мм. Поскольку полка находится в растянутой зоне, сечение рассматриваем как прямоугольное шириной b=200 мм. Несущая способность сечения на изгиб складывается из моментов относительно арматуры : воспринимаемых сжатым бетоном и сжатой арматурой . Условие прочности имеет вид:

.

Вычисляем , задаваясь граничной высотой сжатой зоны:

мм,

где с учетом . Тогда

Мb М=.

Прочность недостаточна, требуется арматура As`.

Определяем, какую часть изгибающего момента М должна воспринимать арматура As`

Мs`= (304,98 - 207,1) 106=97,88106 Нмм.

Поскольку Мs`=RscAs` (ho-a`), требуемая площадь сжатой арматуры:

Из суммы проекций сил на горизонтальную ось Ns-Nb-Ns`=0 находим площадь растянутой арматуры:

П

ринимаем по сортаменту Аs`=760 мм2 (2 Ш22), As=2841 мм2 (2 Ш 28+2 Ш 32).

Проверяем прочность сечения:

В расчёт вводим x=xR, тогда

Mu=15,3200235,7 (405-117,85) +365760 (405-30) =311,13106 Нмм

Поскольку Mu >M=304,98106 Нмм прочность достаточна.

В целях экономии стали часть продольной растянутой арматуры (2 Ш 28 А-III, т.е. не более половины Аs) обрываем в пролёте. Для нахождения точек теоретического обрыва приравниваем внешний момент М (1) к несущей способности нормального сечения Мu (1) с оставшейся арматурой Аs (1) (2 Ш 32 A-III)

Mu (1) =Rbb x (1) (ho-0,5x (1)) +RscAs` (ho-a`) =

=15,3200101,3 (405-50,65) +365760 (405-30) =213,9106 Н мм =213,9 кН м

откуда

4.4 Расчет прочности наклонных сечений на поперечную силу

Опасные наклонные сечения начинаются там, где резко меняются размеры сечения ригеля, т.е. в углу подрезки. Высота сечения здесь h1=h-150=450-150=300 мм, ширина b=200 мм. Продольная арматура As (1), подобранная расчетом прочности нормальных сечений, до опор не доходит, поэтому в опорных участках устанавливаем дополнительную продольную арматуру As (2), диаметр которой определим в расчете наклонных сечений на изгиб. Для надежного заанкеривания её привариваем к опорной закладной пластине толщиной 10 мм. С учетом этого предварительно принимаем a=20 мм, тогда h0=280 мм.

Не приступая к расчету, определим минимальное поперечное армирование по конструктивным требованиям. При h1=300 мм шаг s поперечных стержней по длине, равной ј пролета, должен быть не более 150 мм и не более h1/2=150 мм. Принимаем s=150 мм. По условиям сварки диаметр хомутов dsw?0.25ds, где ds - максимальный диаметр пересекающихся свариваемых стержней. В нашем случае ds=32 мм, принимаем dsw=8 мм, Asw=101 мм2, при 28.

Проверяем прочность наклонной полосы на сжатие по формуле:

Коэффициент, учитывающий влияние поперечной арматуры:

<;

Здесь,

Коэффициент где для тяжелого бетона.

Прочность полосы:

>

Условие выполнено.

Проверяем прочность по наклонной трещине из условия При этом прочность сжатого бетона на срез

где (здесь учитывает вид бетона, - влияние свесов сжатой полки, - влияние преднапряжения). Прочность поперечной арматуры, пересекающей наклонную трещину:

,

где (здесь Rsw снижено на 10% с учетом ослабления стержней сваркой при dsw/ds=8/32<1/3).

Поскольку наклонная трещина начинается в углу подрезки, т.е. почти у грани опоры, проекцию опасной наклонной трещины находим по формуле:

<

Проекция расстояния от грани опоры до конца трещины, или пролет среза: .

Тогда,

> требуется увеличить qsw.

Принимаем s=50мм.

Тогда,

Прочность достаточна.

4.5 Расчет прочности наклонных сечений на изгибающий момент

Подрезка бетона в опорных участках не позволяет завести продольную арматуру за грани опор, поэтому, как отмечалось ранее, устанавливаем по два дублирующих горизонтальных стержня, заанкеривая их на опорах приваркой к закладным пластинам. Сечение стержней класса А-III подбираем расчетом наклонных сечений на изгибающий момент из условия:

<

где М - внешний изгибающий момент относительно точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне, - момент усилия в продольной арматуре относительно той же точки, - то же усилий в хомутах.

Проекция опасного наклонного сечения:

Принимаем

где Величина М определена без учета разгружающего действия q (нагрузка приложена не к верхней грани ригеля, а к полкам).

Требуемая площадь арматуры:

.

(здесь zs2 принято приближенно равным расстоянию между осями сжатой и растянутой арматуры (250мм).

Ближайшие по сортаменту стержни 220, As2=628 мм2.

Стержни должны быть заведены в бетон на длину не менее

где Rb =17 МПа (при гb2 =1), значения коэффициентов и приняты для стержневой арматуры периодического профиля.

Принимаем с округлением .

4.6 Конструирование ригеля

Пространственный каркас состоит из трех плоских каркасов. Два вертикальных КР1 включают продольные рабочие стержни 22 А-III (поз.2), 32 А-III (поз.4) и распределительные 5 Вр-I (поз.3), а также поперечные 8 А-III. Горизонтальный каркас КР2 состоит из продольных рабочих стержней 28 А-III (поз.3) и распределительных: продольных 5 Вр-I (поз.2) и поперечных 8 А-I (поз.1). Для сборки КП1 используем отдельные распределительные стержни 5 Вр-I (поз.3 и 4 на каркасе КП1), причем стержни поз.4 предупреждают отрыв полок при воздействии нагрузок от плит.

Укороченные продольные стержни 28 А-III каркаса КР2 имеют точки теоретического обрыва, расположенные на расстоянии m=1370 мм от осей опор. В этих сечениях , шаг хомутов s=250 мм,

Отсюда . Фактическая длина стержней составляет

Опорная закладная деталь М1 включает пластину из стали марки ВСтЗпс2 (поз.1), анкера A-III (поз.2), приваренные к пластине втавр под слоем флюса, и горизонтальные стержни 220 A-III (поз.3; подбор см. в разделе "Расчет прочности наклонных сечений на изгибающий момент"). Последние приваривают к поз.1 ручной дуговой сваркой (электроды Э42) двусторонними швами. Длина каждого шва (с учетом отступления стержней от края пластины на 20мм и непровара по концам 10мм) . Сварные швы рассчитываем в двух сечениях.

1. По металлу шва из условия

,

где ,катет шва в мм, мм - длина одного шва, МПа - расчетное сопротивление шва срезу, , , Н - продольное усилие водном стержне (см. в разделе "Расчет прочности наклонных сечений на изгибающий момент").

Определяем катет:

Принимаем катет равный 4 мм.

2. По металлу границы сплавления из условия

где , , МПа - расчетное сопротивление стали по границе сплавления, - расчетное сопротивление стали ВСт3пс по временному сопротивлению.

Прочность швов достаточна.

Диаметр монтажных петель принимаем d=12 мм.

5. Расчет и конструирование колонны

В связевых каркасах горизонтальные нагрузки передаются на диафрагмы жесткости, поэтому колонны воспринимаются только вертикальные нагрузки. Если соседние нагрузки и пролеты одинаковы, то допускается положение вертикальных сил на колонну учитывать только со случайным эксцентриситетом . Значение принимается большим из трех величин: , и 10мм (где - высота сечения колонны, - расчетная длина). Поскольку случайный эксцентриситет может быть справа и слева от оси, армирование колонны принимается симметричным: . Для элементов прямоугольного сечения при расчетной длине и симметричной арматуре классов А-I, A-II, A-III расчет на внецентренное сжатие со случайным эксцентриситетом допускается заменять расчетом на центральное сжатие; при этом напряжения в бетоне принимают равным , а в арматуре - .

Требуется рассчитать и законструировать среднюю колонну первого этажа перекрытия с пустотными панелями.

5.1 Исходные данные

1. Высота этажа - 4,2м

2. Число этажей - 3

3. Сетка колонн -

4. Сечение колонны -

5. Бетон тяжелый класса В30, с характеристиками (МПа):

· расчетное на сжатие -

· расчетное на растяжение -

при : .

6. Рабочая арматура - стержни класса А-III, с характеристиками (МПа):

·

·

5.2 Нагрузки и воздействия

Грузовая площадь колонны: Ас= 6,5 Ч 5,5= 35,75 м2

Расчетная нагрузка от перекрытия первого этажа (с учетом данных Таблицы 1):

в том числе постоянная и длительная

Расчетная нагрузка от собственного веса ригеля:

V - объем в м3, гf=1,1 - коэффициент надежности по нагрузке.

Расчетная нагрузка от собственного веса колонны:

Расчетная нагрузка от покрытия (Таблица 2) на колонну:

в том числе постоянная и длительная

Суммарная продольная сила в колонне (с учетом коэффициента надежности по назначению гn=0,95)

От постоянных и длительных нагрузок:

5.3 Расчет прочности нормальных сечений

Условие прочности имеет вид:

где площадь бетонного сечения, коэффициент, учитывающий гибкость колонны и длительность действия нагрузок.

Преобразуя формулу получим:

где коэффициенты и принимаем по таблице.

Коэффициент определяем методом последовательного приближения.

В первом приближении принимаем . В нашем случае при и , коэффициент, ,.

При = определяем:

Проверяем:

Принимаем по сортаменту 48 А-III .

Полученный процент армирования от рабочей площади бетона составляет:

При гибкости колонны l0/h=14 это выше минимально допустимого процента армирования и меньше рекомендуемого максимального .

5.4 Расчет прочности консоли

Скрытые консоли имеют малые размеры, поэтому их армируют жесткой арматурой, которую рассчитывают на воздействие опорных реакций ригелей Q без учета работы бетона. Усилия в наклонных пластинах определяем из условия равенства нулю проекций сил на вертикаль.

Сечение пластин из стали ВС3пс2: 2дhn=2·8·120=1920мм2, где hп - ее ширина по горизонтали. Площадь нормального сечения пластин Аn=1920·sin45=1357мм2, сжимающие напряжения:

Усилия в растянутых стержнях:

Откуда .

Принимаем 220 А-III (As=628мм2). Нижние сжатые и распределительные стержни принимаются того же сечения, что и верхние: 20 А-III.

5.5 Конструирование колонны

В верхней части колонны и по углам предусматривается выемки для выпусков арматуры с последующей их сваркой с выпусками стержней вышестоящей колонны. После монтажа выемки заделывают бетоном.

Длину колонны определяем с учетом заделки ее ниже отметки пола на 0,8 м и расположения стыка на 0,65 м выше перекрытия: l =4,2+0,8+0,65=5,65м. Продольные стержни, определенные расчетом включаем в два плоских каркаса КР1, которые с помощью поперечных стержней объединяем в пространственный каркас КП1.

Шаг поперечных стержней должен быть не более 500мм и не менее 20ds, где ds-диаметр продольных стержней (в нашем случае ds=8мм), т. к принимаем S=500мм. По условиям сварки диаметр поперечных стержней должен быть не менее 0,25ds, принимаем 8 А-I.

Согласно требованиям норм, защитный слой бетона до рабочей арматуры должен составлять не менее 20 мм и не менее ds,, в нашем случае - 8мм. Окончательно расстояния от осей продольных стержней до наружных граней принимаем равным 45мм - с учетом возможности надевания на КП1 сеток косвенного армирования С2. Эти сетки, на ряду с сетками С1, устанавливаем в верхней части колонны для предохранения бетона от разрушения при местном сжатии (в нижней части они не нужны, т.к. колонна заделана в стакане фундамента).

Размеры ячеек сеток должны быть в пределах от 45 до 60мм, но не более 1/4 меньшей стороны сечения элемента (300/4=75мм), шаг сеток в пределах от 60-150мм, но не более 1/3 меньшей стороны (300/3=100мм). На длине (от торца колонны) не менее 10·ds=10·8=80мм устанавливают не менее четырех таких сеток.

При этом коэффициент объемного армирования должен быть мxy>0,0125.

Назначаем шаг сеток s=60мм, стержни 6 А-III с ячейками 45х45 мм для С1 и 60х60 для С2.

Определяем коэффициент армирования для С2:

где nх и nу - число; Аsx и Аsy - площадь сечения; lx и ly - длина стержней сеток в обоих направлениях; Аef - площадь бетонного сечения, s - шаг сеток.

Условие удовлетворяется.

Объем бетона колонны , собственная масса т. Две петли (поз.4) предусматриваем из стержней 10 А-I. При симметричном сечении и армировании петли целесообразно располагать на расстояниях от торцов a=0,21l=1,18м (где l=5,65м - длина колонны), тогда положительный и отрицательный моменты от собственного веса равны. Поскольку такому расположению мешают консоли, принимаем а=1,25 м. Для монтажа колонны предусматриваем в ней отверстие 40 мм, в которое будет вставляться стальной штырь с кольцами для строповки при монтаже.

Список литературы

1. Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции. Общий курс. М., 1991.

2. СНиП 2.01.07-85*. Нормы проектирования. Нагрузки и воздействия. М., 1976.

3. СНиП 2.03.01-84*. Нормы проектирования. Бетонные и железобетонные конструкции. М., 1985.

4. СНиП II-23-81*. Нормы проектирования. Стальные конструкции. М., 1982.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Железобетонные конструкции многоэтажного каркасного здания

    Компоновка конструктивной схемы сборного балочного перекрытия. Расчет и конструирование многопустотной предварительно напряженной плиты перекрытия. Определение параметров однопролетного ригеля. Этапы конструирования колонны. Высота подошвы фундамента.

    курсовая работа [1,6 M], добавлен 11.10.2022

  • Разработка проекта производства работ на строительство здания: "Многоэтажного каркасного здания с каменными несущими стенами 18х12 м"

    Компоновка конструктивной схемы сборного перекрытия. Расчет и конструирование предварительно-напряженной ребристой панели перекрытия. Вычисление параметров сборного неразрезного ригеля, сборной железобетонной колонны, фундамента, простенка наружной стены.

    курсовая работа [4,3 M], добавлен 14.10.2012

  • Железобетонные конструкции многоэтажного здания в монолитном исполнении (с неполным каркасом)

    Компоновка перекрытия, определение размеров и расчетных пролетов, их элементы. Расчет и конструирование плиты перекрытия, колонны, главной и второстепенной балки. Определение прочности нормальных и наклонных сечений. Построение эпюры материалов.

    курсовая работа [782,8 K], добавлен 30.01.2012

  • Проектирование сборного ригеля поперечной рамы здания

    Проект сборного железобетонного перекрытия многоэтажного здания с жёсткой конструктивной схемой и сопряженных с ним элементов: колонны, фундамента. Расчет на прочность ребристой панели из преднапряженного железобетона, ригеля прямоугольного сечения.

    дипломная работа [116,3 K], добавлен 28.12.2011

  • Проектирование каркасного здания из сборного железобетона

    Компоновка конструктивной схемы сборного балочного перекрытия. Расчет и конструирование многопустотной предварительно напряженной плиты. Конструирование однопролетного ригеля, колонны и фундамента под нее, а также этапы расчета параметров компонентов.

    курсовая работа [2,1 M], добавлен 17.11.2015

  • Проектирование трехэтажного жилого здания

    Конструктивная схема здания и сборного перекрытия. Расчет и конструирование пустотной предварительно напряжённой плиты. Конструктивная и расчетная схемы сборного неразрезного ригеля. Расчет и конструирование колонны, фундамента под нее и перекрытия.

    курсовая работа [700,4 K], добавлен 21.03.2011

  • Проектирование несущих железобетонных конструкций многоэтажного промышленного здания

    Компоновка конструктивной схемы каркаса здания. Нагрузки и статический расчёт элементов каркаса. Расчёт и конструирование предварительно напряженной панели перекрытия, ригеля перекрытия, колонны. Основные размеры фундамента, подбор арматуры подошвы.

    курсовая работа [2,0 M], добавлен 11.12.2010

  • Монолитное железобетонное перекрытие

    Расчеты и конструирование. Монолитное железобетонное перекрытие. Компоновка перекрытия. Расчет и конструирование плиты, второстепенной балки. Сборные железобетонные конструкции. Компоновка перекрытия. Расчет панели перекрытия, ригеля, колонны.

    курсовая работа [526,1 K], добавлен 19.10.2008

  • Проектирование конструкций одноэтажного каркасного промышленного здания

    Компоновка конструктивной схемы одноэтажного каркасного промышленного здания из сборного железобетона. Сбор нагрузок на раму здания. Расчет поперечной рамы. Расчет и конструирование колонны. Расчет монолитного внецентренно нагруженного фундамента.

    курсовая работа [895,6 K], добавлен 23.11.2016

  • Строительный проект здания

    Разработка конструктивной схемы здания. Расчет и конструирование сборной панели перекрытия. Определение усилий в элементах поперечной рамы здания. Конструирование сборного неразрезного ригеля, колонны первого этажа и фундамента под нее, перекрытия.

    курсовая работа [478,7 K], добавлен 28.07.2015

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены