Главная Коллекция "Otherreferats" Строительство и архитектура Разработка проекта железобетонных конструкций многоэтажного здания с неполным каркасом и сборно-монолитными перекрытиями

Разработка проекта железобетонных конструкций многоэтажного здания с неполным каркасом и сборно-монолитными перекрытиями

Общие сведения о сборно-монолитном перекрытии и характеристика особенностей компоновки конструктивной системы здания. Анализ расчетной схемы поперечной рамы. Методика определения момента инерции ригеля относительно центра тяжести поперечного сечения.

Рубрика Строительство и архитектура
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 29.01.2016
Размер файла 428,4 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

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

В курсовом проекте №1 рассматривается трехэтажный жилой дом с неполным каркасом. Здание размерами 12,6х26,6 компонуется без назначения температурно-усадочных швов.

Несущую систему здания образуют сборные плиты перекрытий, сборные колонны, монолитные ригели, монолитные участки и наружные несущие кирпичные стены.

Наружные стены в курсовом проекте выполняются из керамического кирпича пластического формования марки КОРПо 1НФ150/2/50 ГОСТ 530-2007 толщиной 640 мм на цементно-песчаном растворе марки М50. Привязка продольных стен здания к буквенным осям нулевая, торцевых стен к цифровым осям - 250мм.

В качестве плит перекрытия применяем круглопустотные плиты ПК48.15 и ПК48.12. В торцах плит устраиваются бетонные вкладыши и делают выпуски предварительно напряженной арматуры для стыковки на ригеле.

Колонны каркаса многоэтажной разрезки выполняются без выступающих консолей со сквозными отверстиями в уровне расположения монолитного ригеля перекрытия

Ригели выполняются таврового сечения из монолитного железобетона. Сечение ригеля назначается из конструктивных требований. Ширина площадки опирания монолитного ригеля на наружные кирпичные стены в курсовом проекте принимаются равной 190 мм.

1. Общие сведения о сборно-монолитном перекрытии. Компоновка конструктивной системы здания. Сбор нагрузок

Задание на проектирование:

Требуется разработать проект железобетонных конструкций многоэтажного здания с неполным каркасом и сборно-монолитными перекрытиями, выполнить расчеты предварительно напряженной плиты перекрытия, многопролетного неразрезного монолитного ригеля, колонны; выполнить рабочие чертежи проектируемых железобетонных конструкций и деталей узлов сопряжений элементов.

2. Исходные данные для выполнения проекта:

1. Шаг колонн в продольном направлении l1, м 5,4

2. Шаг колонн в поперечном направлении l2, м 4,2

3. Число пролетов в продольном направлении 5

4. Число пролетов в поперечном направлении 3

5. Высота этажа, м 3

6. Количество этажей 3

7. Тип конструкции пола (см. прил. 2 м. у.) 3

8. Тип конструкций кровли (см. прил. 2 м. у.) 3

9. Врем, нормат. нагр. на перекрытие, кН/м2 2

10. Высота полки монолитного ригеля, мм 60

11. Пролет плиты перекрытия, м 4,8

12. Класс бетона монол. констр. и фундамента В30

13. Класс бетона для сборных конструкций В15

14. Класс арм-ры монол. констр. и фундамента А400

15. Класс арматуры сборных конструкций А400

16. Класс предварит. напряг. арматуры А1400

17. Способ натяжения арматуры на упоры эл.терм.

18. Глубина заложения фундамента, м 1,75

19. Усл. расчетное сопротивление грунта, МПа 0.25

20. Снеговой район строительства III

21. Влажность окружающей среды, % 60

22. Уровень ответственности здания II

Компоновка конструктивной схемы здания.

Сечение ригеля назначается конструктивно. В соответствии с заданием пролет плиты перекрытия составляет lnном=4780 м. Ширина среднего монолитного ригеля при этом будет равна: b=l1- lnном=5400-4780=620 мм, (см. рис. 1.1, 1.2). Высота полки монолитного ригеля по заданию 60 мм. Тогда высота ригеля составит: h=220+60=280 мм, (220 мм - высота сечения плиты). Ширина свесов полок монолитного ригеля принимается не более 1/6 его пролета l2 и не более Ѕ*l1 . Принимаем ширину свеса l2/6=4200/6=700 мм. Ширина полки ригеля равна: bf=620+700+700=2020 мм. Расчетная схема поперечного сечения монолитного ригеля представлена на рис 1.4.

Ширину площадки опирания плит перекрытия на наружные стены принимаем 120 мм, тогда величина крайних шагов в продольном направлении (между осями 1 и 2, 5 и 6) составит 5200 мм (рис. 1.2) - кратно модулю М100.

Раскладку плит перекрытия производим по их конструктивной ширине: bnкон=bnном +10 мм, где bnном - номинальная ширина плиты. Для пролета между осями «А» и «Б», «В» и «Г» принимаем 2 плиты шириной 1200 мм и 1 плиту шириной 1500 мм. Для пролёта между осями «Б» и «В» принимаем 3 плиты шириной 1200мм. Для расчетов на этапе 7 выбираем плиту шириной bn=1500 мм.

Ширина монолитного участка составит: 4200+4200-2*1200-1500-3*1200-300=600 мм (размеры см. рис. 1.1).

По результатам компоновки конструкций выполняем чертежи схемы расположения элементов несущей системы (рис. 1.1) и разрез (рис. 1.2) здания.

Рис. 1.1. Схема расположения элементов несущей системы здания (плит, монолитных ригелей, монолитных участков перекрытия, колонн и несущих стен)

Рис. 1.2. Разрез

Рис. 1.3 Сечение А-А. К определению размеров сечения монолитного ригеля

Рис. 1.4. Расчетная схема поперечного сечения монолитного ригеля

Выбор расчетной схемы каркаса.

Расчетная схема каркаса представляет собой плоскую раму, см. рис. 1.5. При построении расчетной схемы учитывается жесткое сопряжение ригеля с колонной, шарнирное опирание ригеля на стены. Ригели и колонны рассчитываются с длиной равной пролету l2=4200 мм и высоте этажа Hэт=3000 мм соответственно. Высота нижних колонн принимается с учетом расстояния от пола до верхнего обреза фундамента 150 мм.

Сбор нагрузок на элементы перекрытия.

По бланку задания район строительства - III, расчётное значение снеговой нагрузки (временной нагрузки на покрытие) составляет 1,8 кН/м2, нормативное значение, с учетом коэффициента надежности для снеговой нагрузки f =1,43, составляет 180/1,43=126 кг/м 2 (1,26 кН/м2).

Рис. 1.5. Расчетная схема поперечной рамы. Расчетная высота колонн равна расстоянию между центрами тяжести поперечного сечения прямоугольной части монолитного ригеля без учета полок

Примечания.

Ветровая нагрузка в проекте не учитывается.

Нагрузка на ригель прикладывается равномерно распределенной.

Сечение 1-1 см. рис. 1.6, сечение 2-2 - рис. 1.4.

Значение временной нормативной нагрузки на перекрытие по заданию - 2,0 кН/м2. Значение коэффициента надежности для временной нагрузки составит f =1,2.

Коэффициент надежности по уровню ответственности здания для уровня ответственности II составляет n =0,95.

В соответствии с заданием тип конструкции пола - 3, тип конструкции кровли - 3. Подсчёт нагрузок, в соответствии с требованиями, на плиты покрытия и перекрытия приводится в табл. 1.1. коэффициент сочетания ?А1, зависящий от грузовой площади, для расчета монолитного ригеля равен:

;

где А=l1*3L2 , А=5,4*3*4,2=68,04 м2 - грузовая площадь монолитного ригеля, 3 - число пролетов монолитного ригеля;

А1=9 м2.

Грузовая площадь плиты перекрытия будет равна: A=ln*bn, ln=4800 мм - пролет плиты, bn=1500 мм - ширина плиты. A=4,8*1,5=7,2 м < А1=9 м2(коэффициент сочетания для расчета плиты перекрытия не учитываем).

Коэффициент ?n1 , учитывающий количество перекрытий, для расчета колонны равен

,

где n=3 - число перекрытий, расположенных над рассчитываемой колонной.

Таблица 1.1. Сбор нагрузок на покрытие и междуэтажные перекрытия

Состав

Толщ. t, мм

Плотность , кН/м3

Нормативная нагрузка, кН/м2

Коэффициент надежности

Расчетная нагрузка,

А. Постоянные нагрузки

Нагрузка от покрытия

1. Слой гравия, втопленного в мастику

0,16

1,3

0,208

2. Гидроизоляция (гидроизол 3 слоя)

0,039

1,3

0,0507

3. Асфальтовая стяжка

20

21

0,42

1,3

0,546

4. Утеплитель-минераловатные плиты

180

2,25

0,405

1,3

0,527

5. Пароизоляция-слой рубероида на мастике

0,03

1,3

0,039

6. Круглопустотные плиты покрытия

120

25

3

1,1

3,3

Итого

4,05

1,15

4,67

Нагрузка от междуэтажных перекрытий

1. Керамогранитная плитка

0,75

1,3

0,975

2. Полиэтиленовая пленка

0,05

1,3

0,065

3. Цементная стяжка

20

18

0,36

1,3

0,468

4. От массы плиты (круглопустот.)

120

25

3

1,1

3,3

Итого

4,16

1,16

4,81

Б. Временные нагрузки

Временная на междуэтажное перекрытие

2

1,2

2,4

Снеговая

1,26

1,43

1,8

Собственный вес 1 м.п. ригеля составляет:

,

где Ар=0,62*0,22+2,02*0,06=0,26 м2 - площадь сечения ригеля, см. рис. 1.3; с=25 кН/м3 - плотность железобетона ригеля; f =1,1 - коэффициент надежности по нагрузке для собственного веса железобетона ригеля; n =0,95 - коэффициент надежности по второму уровню ответственности.

Полная расчетная нагрузка на 1 м2 покрытия с учетом нормального уровня ответственности здания II будет равна:

qпок=(4,67+1,8)*0,95=6,14 кН/м2.

Полная расчетная нагрузка на 1 м2 перекрытия для определения усилия в колонне с учетом нормального уровня ответственности здания II будет равна:

qпер=(4,81+2,4*0,62*0,53)*0,95=5,32 кН/м2.

Полная расчетная нагрузка на 1 м2 перекрытия для расчета плиты перекрытия с учетом нормального уровня ответственности здания II будет равна qперпл=(4,81+2,4)*0,95=6,85 кН/м2, полная нормативная нагрузка qперпл,н=(4,16+2)*0,95=5,85 кН/м2, нормативная длительная нагрузка qперпл,н,l=(4,16+2*0,7)*0,95=5,28 кН/м2.

Расчетная нагрузка на 1 м.п. ригеля от покрытия с учетом собственного веса ригеля составит:

- постоянная:

- временная: vрпок=1,8*5,4*0,95=9,23 кН/м;

- полная: qрпок=30,75+9,23=39,98 кН/м,

в т.ч. длительная:

qр,lпок=6,79+(4,67+0,5*1,8)*5,4*0,95=35,36 кН/м,

где 0,5 - коэффициент, учитывающий долю длительной составляющей во временной нагрузке (принят условно).

Расчетная нагрузка на 1 м.п. ригеля от перекрытия с учетом собственного веса ригеля составит:

- постоянная: ррпер=6,97+4,81*5,4*0,95=31,65 кН/м;

- временная: vрпер=2,4*5,4*0,95*0,62=7,63 кН/м;

- полная: qрпер=31,65+7,63=39,28 кН/м,

в т.ч. длительная:

qр,lпер=6,79+(4,81+0,7*2,4*0,62)*5,4*0,95=36,81 кН/м,

где 0,7 - коэффициент, учитывающий долю длительной составляющей во временной нагрузке (принят условно).

Нормативная нагрузка на 1 м.п. ригеля от перекрытия с учетом собственного веса ригеля составит:

- постоянная: рр,нормпер=6,97/1,1+4,16*5,4*0,95=27,68 кН/м;

- временная: vр,нормпер=2*5,4*0,95*0,62=6,36 кН/м;

- полная: qр,нормпер=27,68+6,36=34,04 кН/м;

в т.ч. длительная: qр,норм,lпер=27,68+6,36*0,7=32,13 кН/м;

кратковременная: vр,норм,shпер=6,36*(1-0,7)=1,91 кН/м;

Для подбора сечения колонны определяем продольную силу, воспринимаемую колонной первого этажа от полной расчетной нагрузки:

,

где q пок= 6,14 кН/м2 - полная расчетная нагрузка на 1 м2 покрытия;

qпер=5,32 кН/м2 - полная расчетная нагрузка на 1 м2 перекрытия;

l1=5,4 м- шаг колонн в продольном направлении;

l2=4,2 м - шаг колонн в поперечном направлении;

nэт=3 - число перекрытий, передающих нагрузку на колонну;

N=[6,14*5,4*4,2+5,32*5,4*4,2*(3-1)]=380,58 кН,

Назначаем размеры поперечного сечения колонн, когда 6?лh?20, где лh=l0/h. Гибкость колонны в любом случае должна быть: л=l0/i<120. Отсюда требуемая оптимальная высота поперечного сечения колонны (при лh=14) h=l0/14, где в соответствии с требованиями п. 6.2.18[1], l0=0,8*Нэт=0,8*3150=2520 мм.

Требуемая оптимальная высота поперечного сечения составляет

h=2520/14=180 мм.

Поскольку колонна воспринимает только вертикальные нагрузки, предварительно принимаем ее поперечное сечение квадратным со стороной 250 мм.

Собственный вес 1 м.п. колонны с поперечным сечением 250х250 мм составит qc=0,25*0,25*25*1,1*0,95=1,63 кН/м.

Собственный вес 1 м.п. колонны с поперечным сечением 300х300 мм составит qc=0,3*0,3*25*1,1*0,95=2,35 кН/м.

Собственный вес 1 м.п. колонны с поперечным сечением 400х400 мм составит qc=0,4*0,4*25*1,1*0,95=4,18 кН/м.

Определяем усилие в колонне первого этажа с учетом ее собственного веса при размерах поперечного сечения 250х250 мм:

N=380,58+1,63*3*3=395,25 кН.

Предварительно определяем несущую способность колонны, приняв в первом приближении коэффициент продольного изгиба ?=0,8, по формуле:

где Rb - расчетное сопротивление бетона по прочности на сжатие;

Ab=250*250=62500 мм2 - площадь поперечного сечения колонны;

Rsc - расчетное сопротивление арматуры сжатию;

0,03 - коэффициент, соответствующий максимальному проценту армирования - 3%.

Для колонны сечением 250х250 мм (для класса бетона В15, по заданию, значение Rb=8,5 МПа, по прил.4 табл.1) с коэффициентом армирования 3 % (по заданию для арматуры класса А400 Rsc=355 МПа) предельная несущая способность составит:

Nu=0,8*(8,5*62500+355*62500*0,03)=957,5кН>395,25 кН

- следовательно, окончательно принимаем колонну с размерами поперечного сечения 250х250 мм.

Рис. 1.6. Поперечное сечение колонны

2. Статический расчет рамы

Статический расчет выполняем для монолитного железобетонного ригеля второго этажа.

Поперечная рама здания имеет регулярную расчетную схему с равными пролетами монолитных ригелей и длинами колонн. Сечение монолитных ригелей и колонн одинаково на всех этажах. Монолитные ригели опираются на наружные стены шарнирно. При расчете инженерным методом, с целью упрощения, такую многоэтажную раму расчленяют на одноэтажные, при этом в точках нулевых моментов колонн условно размещают опорные шарниры.

Рис. 2.1. Расчетная схема монолитного ригеля одноэтажной рамы (цифрами обозначены номера опор)

Определяем геометрические характеристики элементов поперечной рамы

Находим центр тяжести поперечного сечения монолитного железобетонного ригеля, представляющего собой тавр (см. рис. 1.4):

где S1=(280-60)*620*(60+(280-60/2))=12648000 мм3 - статический момент ребра относительно верхней грани полки.

S2=2020*60*60/2=3636000 мм3 - статический момент полки относительно её верхней грани.

А=(280-60)*620+2020*60=257600 мм2 - площадь поперечного сечения ригеля.

ус=(12648000+3636000)/257600=63,21 мм.

Момент инерции ригеля относительно центра тяжести поперечного сечения:

монолитный ригель поперечный

Момент инерции поперечного сечения колонны (см. рис. 1.6):

, lk=250 4/12=325520833,33 мм4.

Погонная жесткость ригеля (см. рис. 2.1):

,

где Еb,p - начальный модуль упругости бетона, для класса бетона В30 (по заданию для монолитных конструкций) Еb,p = 32500 МПа.

ip=32500*2275684244/0,5*4200+0,5*4200= 17609461412 мм,

Погонная жесткость колонн, расположенных под ригелем (ikinf) и над ригелем (iksup) (см. рис. 2.1):

,

где Еb, k - начальный модуль упругости бетона, для класса бетона В15 (по заданию для сборных конструкций) Еb, k =24000 МПа.

ikinf= iksup=24000*325520833,33/0,5*3000=5208333333,28 Н*мм,

Определяем соотношение погонных жесткостей

(з) средней колонны и ригеля, пересекающихся в одной точке (см. рис. 2.1):

,

з=(5208333333,28+5208333333,28)/17609461412=0,59.

Изгибающие моменты ригеля в опорных сечениях

М i вычисляем по формуле (схема расположения опорных элементов показана на рис. 2.2):

,

где гn (г1, г2, г3, г4) - в соответствии со схемой загружения табл. 2.1) - коэффициенты для вычисления опорных изгибающих моментов, определяются в зависимости от схем загружения и коэффициента з.

ррпер=6,97+4,81*5,4*0,95=31,65 кН/м - постоянная расчетная нагрузка на 1 м.п. ригеля от перекрытия;

vрпер=2,4*5,4*0,95*0,62=7,63 кН/м - временная расчетная нагрузка на 1 м.п. ригеля от перекрытия;

l2=4,2 м - расчетная длина ригеля.

Варианты схем загружения представлены в табл. 2.1.

Вычисляем изгибающий момент ригеля в опорном сечении

Для ригелей от постоянной нагрузки и различных схем загружения временной нагрузкой. Вычисления выполняем в табличной форме, см. табл. 2.1.

Таблица 2.1. Определение расчетных изгибающих моментов ригеля в опорных сечениях

Схема загружения

Расчётные опорные моменты

Постоянные нагрузки

-0,11*31,65*4,2 2= -61,41

-0,09*31,65*4,2 2= -50,25

-0,09*31,65*4,2 2= -50,25

Временные нагрузки

-0,07*7,63*4,2 2= -9,42

-0,03*7,63*4,2 2= -4,04

-0,03*7,63*4,2 2= -4,04

Временные нагрузки

-0,04*7,63*4,2 2= -5,38

-0,06*7,63*4,2 2= -8,08

-0,06*7,63*4,2 2= -8,08

Временные нагрузки

-0,12*7,63*4,2 2= -16,15

-0,11*7,63*4,2 2= -14,80

-4,71

Изгибающий момент ригеля в опорном сечении М3(4) находим по следующей формуле:

Рис. 2.2. Схема расположения опорных моментов (цифрами обозначены номера опор)

Определяем изгибающие моменты ригеля в пролетных сечениях ригеля:

в крайнем пролете - невыгодная комбинация схем загружения «1+2», изгибающий момент ригеля в опорном сечении:

М1(1+2)=-61,41+(-9,42)=-70,83 кН*м,

Поперечные силы:

Максимальный изгибающий момент ригеля в пролетном сечении равен:

в среднем пролете - невыгодная комбинация схем загружения «1+3», изгибающий момент ригеля в опорном сечении М2 (1+3) составит:

М2 (1+3)= М3 (1+3)=-50,25-8,08=-58,33 кН*м;

максимальный изгибающий момент ригеля в пролетном сечении равен:

;

7. Перераспределение моментов в ригеле под влиянием образования пластического шарнира. Практический расчет заключается в уменьшении не более, чем на 30% опорных моментов ригеля для комбинации схем загружения «1+4», при этом намечается образование пластических шарниров на опоре.

К эпюре моментов комбинации схем загружения «1+4» добавляют выравнивающую треугольную эпюру моментов так, чтобы уровнялись опорные моменты для удобства армирования опорного узла.

Для комбинации схем загружения «1+4» уменьшаем на 30% максимальный опорный момент М1 и вычисляем ординаты выравнивающей треугольной эпюры моментов (см. рис. 2.3):

ДМ1=-0,3*М1 (1+4)=-0,3*(-61,41+(-16,15))=23,27 кН*м;

ДМ2=-М2(1+4)+М1(1+4)+ДМ1=-(-50,25+(-14,80))+(-61,41+(-16,15))+23,27=10,76 кН*м;

ДМ3=ДМ2/3=10,76/3=3,59 кН*м.

К эпюре моментов для комбинации схем загружения «1+4» прибавляем выравнивающую эпюру. Значения изгибающих моментов ригеля в опорных сечениях на эпюре выровненных моментов определяем по формуле:

,

М1=(-61,41+(-16,15))+23,27=-54,29 кН*м;

М2=(-50,25+(-14,80))+10,76=-54,29 кН*м;

М3=(-50,25+(-4,71))+3,59=-51,37 кН*м;

Изгибающие моменты ригеля в пролетных сечениях ригеля на эпюре выровненных моментов составят:

в крайнем пролете - изгибающий момент ригеля в опорном сечении для комбинации схем загружения «1+4»: М1=-61,41+(-16,15)=-77,56 кН*м, поперечные силы:

Расстояние от опоры, в которой значение перерезывающих усилий в крайнем пролете равно 0, находим из уравнения:

,

64,02-(31,65+7,63)х=0, х=64,02/39,28=1,63 м.

Находим значение изгибающего момента ригеля в пролетном сечении для комбинации «1+4» по формуле:

,

Определяем значение изгибающего момента ДМ1пр на выравнивающей эпюре в точке с координатой х=1,63 м:

,

Изгибающий момент ригеля в пролетном сечении на эпюре выровненных моментов составит:

В среднем пролете - изгибающий момент ригеля в опорном сечении на второй и третьей опорах (см. рис. 2.2 и табл. 2.1) для комбинации схем загружения «1+4» будут равны:

М2(1+4)= -50,25+(-14,80)=-65,05 кН*м;

М3(1+4)= -50,25+(-4,71)=-54,96 кН*м.

Находим перерезывающие усилия в среднем пролете монолитного ригеля:

Q1(1+4)=(31,65+7,63)*4,2/2+(-65,05-(-54,96))/4,2=80,09кН;

Q2(1+4)=(31,65+7,63)*4,2/2-(-65,05-(-54,96))/4,2=84,89 кН.

Изгибающий момент в пролетном сечении среднего ригеля для комбинации схем загружения «1+4», который находится в центре среднего пролета ригеля, определяем по формуле:

,

Значение момента на выравнивающей эпюре в центре среднего пролета составляет:

,

Изгибающий момент ригеля в пролетном сечении на эпюре выровненных моментов будет равен:

Рис. 2.3 Эпюры изгибающих моментов в монолитном ригеле: а - для схемы загружения (1+4); б - выравнивающая эпюра; в - эпюра выровненных моментов, эпюра изгибающих моментов для схемы загружения (1+2) в крайнем пролете, эпюра изгибающих моментов для схемы загружения (1+3) в среднем пролете.

3 Расчет железобетонного монолитного ригеля по предельным состояниям первой группы

3.1 Расчет ригеля на прочность по сечениям, нормальным к продольной оси

1) Согласно результатам компоновки сборно-монолитного перекрытия, геометрические размеры поперечного сечения изгибаемого железобетонного монолитного ригеля составляют: b=620 мм, h=280 мм, bf'=2020 мм, hf'=60 (см. рис.1.2). Толщину защитного слоя бетона назначаем величину б принимаем равной 35 мм.

Характеристики бетона и арматуры: бетон тяжелый, класс бетона монолитных конструкций по бланку задания В30, определяем расчетное сопротивление бетона по прочности на сжатие: Rb=17 МПа.

Продольная рабочая арматура по заданию - класса А-400, расчетное значение сопротивления арматуры для предельных состояний первой группы определяем: Rs=355 МПа.

Расчетный изгибающий момент в пролетном сечении ригеля крайнего пролета: М 1ПР = 67,79 кН*м. Находим оR =0,531, бR = 0,390.

2) Определяем рабочую высоту бетона: h0=280-35=245 мм.

3) Проверяем условие:

, 67,79<17*2020*60*(245-0,5*60)=442,99*106 Н*мм.

- следовательно, граница сжатой зоны проходит в полке монолитного ригеля. Площадь сечения растянутой арматуры определяем как для прямоугольного сечения шириной b=bf'=2020 мм.

4) Вычисляем по формуле:

,

5) бm=0,03<бR=0,39 - сжатая арматура по расчету не требуется.

6) Определяем относительную высоту сжатой зоны бетона по формуле:

,

7) Требуемую площадь растянутой арматуры определяем по формуле:

;

.

Количество стержней принимаем равным n=(b/100)+1=(620/100)+1=7 шт. По сортаменту принимаем Аs=792 мм2 (712 - семь стержней диаметром 12 мм).

Определяем, насколько процентов площадь поперечного сечения фактически установленных стержней больше требуемой по расчету:

Д=(792-710,98)/710,98=0,11%>5%.

8) Толщина защитного слоя составляет б-d/2=35-12/2=29 мм > 20 мм.

Продольную сжатую арматуру принимаем конструктивно - 7 стержней класса А240 диаметром, равным диаметру поперечных стержней.

Определим площадь сечения продольной арматуры в опорном сечении монолитного ригеля.

1) Геометрические размеры поперечного сечения изгибаемого железобетонного монолитного ригеля составляют: b=620 мм, h=280 мм, bf'=2*1/6*4200+620=2020 мм. Толщину защитного слоя бетона назначаем, величину б принимаем равной 35 мм.

Характеристики бетона и арматуры: Rb=17 МПа.

Продольная рабочая арматура по заданию - класса А400, Rs=355 МПа.

Расчетный изгибающий момент в опорном сечении ригеля крайнего пролета: МОП =58,41 кН*м.

Находим оR =0,531, бR = 0,390.

2) Определяем рабочую высоту бетона: h0=280-35=245 мм.

3) Проверяем условие:

,

58,41<17*2020*30,5*(245-0,5*30,5)=240,63*106 Н*мм.

- следовательно, граница сжатой зоны проходит в полке расчетного поперечного сечения ригеля на опоре. Согласно п. 3.25 [3], площадь сечения растянутой арматуры определяем как для прямоугольного сечения шириной b=bf'=2020 мм.

4) Вычисляем по формуле:

5) бm=0,03<бR=0,39 - сжатая арматура по расчету не требуется.

6) Определяем относительную высоту сжатой зоны бетона по формуле:

7) Требуемую площадь растянутой арматуры определяем по формуле:

.

Количество стержней на опоре принимаем на 1 больше, чем в пролете. По сортаменту принимаем Аs=905 мм2 (812 - восемь стержней диаметром 12 мм).

Определяем, насколько процентов площадь поперечного сечения фактически установленных стержней больше требуемой по расчету:

Д=(905-710,98)/710,98=0,27%>5%.

8) Толщина защитного слоя составляет б-d/2=35-12/2=29 мм > 20 мм.

3.2 Расчет железобетонного монолитного ригеля по сечениям, наклонным к продольной оси

1) Исходные данные. Геометрические размеры поперечного сечения изгибаемого железобетонного монолитного ригеля составляют: b=620 мм, h=280 мм, b'f=2720 мм, h'f=50 мм, б=35 мм (см. рис. 3.2). Рабочая высота сечения бетона: h0=245 мм.

Характеристики бетона: Rb=17 МПа

Расчетная перерезывающая сила согласно результатам расчетов Qmax=99,35 кН.

2) Определяем предельную поперечную силу, воспринимаемую бетонной полосой между наклонными сечениями по формуле:

,

3) Проверяем условие:

,

4) Прочность элемента по полосе между наклонными трещинами обеспечена.

5) Требуется произвести расчет по прочности на действие поперечной силы по наклонному сечению.

1) Исходные данные. Геометрические размеры поперечного сечения изгибаемого железобетонного монолитного ригеля см. расчет по полосе между наклонными сечениями.

Характеристики бетона и арматуры:

Rb=17 МПа. Определяем расчетное сопротивление бетона по прочности на растяжение: Rbt=1,15 МПа.

Так как диаметр продольной растянутой арматуры составляет 12 мм, то наименьший допустимый диаметр стержней другого направления из условия свариваемости составляет 3 мм. Класс поперечной арматуры назначаем В500, Rsw=300 МПа.

Количество поперечных стержней принимаем равным количеству продольных - 7 шт. Тогда площадь сечения восьми стержней поперечной арматуры диаметром 3 мм, составит Asw=49,5 мм2.

Шаг поперечных стержней на опоре, назначается из условий

Принимаем шаг поперечных стержней на опоре sw1=100 мм - кратно 50 мм.

Шаг поперечных стержней в пролете назначается из условий:

,

Принимаем шаг поперечных стержней в пролете sw2=150 мм - кратно 50 мм.

Расчетная перерезывающая сила согласно результатам расчетов Qmax=99,35 кН, значение полной расчетной нагрузки на 1 м.п. ригеля от перекрытия с учетом его собственного веса равно qpпер=39,28 кН/м.

2) Определяем значение по формуле:

,

3) Интенсивность установки поперечных стержней на опоре (qsw1) и в пролете (qsw2) составляет:

,

,

4) Находим длину проекции наклонного сечения по формуле:

5) Проверяем условия:

,,

- условия не выполняются, и значение «с» не корректируем.

6) Проверяем условие:

c>3*h0 , 1278,40 мм > 3*245=735 мм - условие выполняется.

7) Значение с принимаем равным с=735 мм.

8) Длину проекции наклонной трещины «с0» принимается равной «с»:

с0=с=735 мм.

9) Проверяем условие:

с0 >2*h0 , 735 мм > 2*245=490 мм - условие выполняется.

10) Значение с0 принимаем равным с0=490 мм.

11) Поперечную силу, воспринимаемую хомутами в наклонном сечении, определяем по формуле:

,

12) Поперечную силу, воспринимаемую бетоном в наклонном сечении, определяем по формуле:

,

13) Поперечная сила в наклонном сечении с длиной проекции «с» от внешних сил принимается в сечении, нормальном к продольной оси элемента, проходящем на расстоянии с от опоры, и определяется по формуле:

,

14) Проверяем условие:

,

- условие выполняется, прочность по сечениям, наклонным к продольной оси обеспечена.

Дqsw=0,75*(qsw 1 -qsw 2 )=0,75*(148,5-99)=37,13 кН/м.

Так как Дqsw=37,13 кН/м < qpпер=39,28 кН/м, то согласно п. 3.34 [3], значение l1 определяем по формуле:

l1=c-(Mb/c+0,75qsw1*c0-Qmax+qpпер*c)/Дqsw ,

Проверяем условие:

qsw2 ?0,25*Rbt*b,

qsw2 =99 кН/м ? 0,25*1,15*620=178,25 кН/м

- условие не выполняется, следовательно, значение Mb корректируем. Тогда, Mb =6*h02*qsw2=6*245 2*99=35,65 кН*м.

l1=0,735-(35,65/0,735+0,75*148,5*0,49-99,35+39,28*0,735)/37,13=-135 мм.

С учетом ширины площадки опирания монолитного ригеля на наружные кирпичные стены значение l1 =-135+190=55 мм. Значение l1 необходимо принимать не менее ј пролета монолитного ригеля, что составляет ј*4200=1050 мм. Окончательно длину участка с интенсивностью хомутов qsw назначаем кратно шагу поперечных стержней на опоре, увеличивая значение l1 при необходимости. Значение составит l1=1100 мм, кратное s1w=100 мм.

Литература

1. СП 52-101-2003 Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры. - М.: ГУП НИИЖБ Госстроя России, 2003.

2. Железобетонные конструкции. Общий курс. В.Н. Байков, Э.Е. Сигалов. - М.: Стройиздат, 1991.

3. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжело-го бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 52-101-2003). ЦНИ-ИПромзданий, НИИЖБ.- м.: ОАО «ЦНИИПромзданий, 2005. - 214с.

4. СНиП 2.01.07.-85*(с изм. 2003). Нагрузки и воздействия.

5. Железобетонные и каменные конструкции. Под ред. В.М. Бондаренко. - М.: Выс-шая школа, 2007.

6. Примеры расчета и конструирования железобетонных кострукций поСП 52-101-2003. под ред. д-ра техн. наук, проф. Соколова Б.С., Казань, 2007.

7. СНиП II-22-81. Каменные и армокаменные конструкции. - М.: ЦНИИСК) им. В.А. Кучеренко Госстроя СССР.

8. Проектирование железобетонных конструкций: Справочное пособие/А.Б. Голышев, В.Я. Бачинский, В.П. Полищук и др.; Пол ред. А.Б. Голышева. - К.: Будiвельник, 1985. - 496с.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

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