Железобетонные конструкции многоэтажного промышленного здания

Размещено на http://www.allbest.ru

Оренбург

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОСИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Оренбургский государственный университет

Архитектурно-строительный факультет

Кафедра строительных конструкций

Курсовой проект

по дисциплине

«Железобетонные и каменные конструкции»

Железобетонные конструкции многоэтажного промышленного здания

Пояснительная записка

ОГУ 270102. 1.1 05. 010 331 КЖ

СОДЕРЖАНИЕ

I. Монолитное ребристое перекрытие

1.1 Конструктивная схема

1.2 Расчет монолитной плиты перекрытия

1.3 Расчет второстепенной балки

1.3.1 Cбор нагрузок и определение усилий во второстепенной балке

1.3.2 Расчет прочности второстепенной балки по сечению, нормальному к продольной оси

1.3.3 Расчет по наклонному сечению

1.4 Подбор сечения вспомогательной балки второго варианта компоновки

1.5 Сравнение вариантов компоновки балочной площадки

II. Расчет плиты перекрытия (сборный вариант)

2.1 Сбор нагрузок и определение усилий в пустотной плите

2.2 Расчет плиты по I группе предельных состояний

2.2.1 Расчет прочности плиты по сечению, нормальному к продольной оси

2.2.2 Расчет по наклонному сечению

2.3 Расчет по II группе предельных состояний

2.3.1 Определение геометрических характеристик

2.3.2 Определение потерь предварительного напряжения

2.3.3 Проверка образования трещин

2.3.4 Расчет прогиба плиты

III. Расчет неразрезного ригеля

3.1 Сбор нагрузок и характеристик материалов ригеля крайнего пролёта

3.2 Расчет прочности ригеля по сечению, нормальному к продольной оси

3.3 Расчет прочности ригеля по наклонному сечению

3.4 Построение эпюры материалов

IV. Расчет фундамента под колонну

4.1 Сбор нагрузок и характеристик материалов колонны

4.2 Расчет прочности сечения колонны

V. Расчет центрально сжатой колонны

VI. Расчет кирпичного столба с сетчатым армированием

Список использованных источников

I. МОНОЛИТНОЕ РЕБРИСТОЕ ПЕРЕКРЫТИЕ

1.1 Конструктивная схема

Принятая компоновка конструктивной схемы монолитного перекрытия приведена на рисунке 1.

Назначаем предварительно следующие значения геометрических размеров элементов перекрытия:

высота и ширина поперечного сечения второстепенных балок:

плита нагрузка ригель фундамент колонна

,

;

высота и ширина поперечного сечения главных балок:

;

.

Толщину плиты принимаем равную 70 мм.



Рисунок 1 - Конструктивная схема монолитного перекрытия

1 - главные балки; 2 - второстепенные балки; 3 - условная полоса шириной 1 м для расчета плиты; 4 - плита.

1.2 Расчет монолитной плиты перекрытия

Вычисляем расчетные пролеты и нагрузки на плиту:

в коротком направлении:

;

;

в длинном направлении:

.

Поскольку отношение пролетов , то плита балочного типа.

Для расчета плиты в плане перекрытия условно выделяем полосу шириной 1м. Плита будет работать как неразрезная балка, опорами которой служат второстепенные балки и наружные кирпичные стены. При этом нагрузка на 1м плиты будет равна нагрузке на 1м² перекрытия. Подсчет нагрузок на плиту дан в табличной форме.

Таблица 1 - Нагрузки на плиту монолитного ребристого перекрытия

Наименование нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м	гf	Расчетная нагрузка, кН/м
1. Постоянная от собственного веса плиты (с·д=25·0,07) от массы пола	1,75 1,0	1,3 1,3	2,275 1,3
Итого:	2,75		3,575
2. Временная	6,0	1,2	7,2
Всего:	8,75		10,775



Рисунок 2 - Расчетная схема плиты монолитного перекрытия

а) - расчетные пролеты; б) - расчетная схема; в) - эпюра изгибающих моментов.

С учётом коэффициента надёжности по назначению здания расчетная нагрузка на 1м плиты:

.

Определим изгибающие моменты с учетом перераспределения усилий (рис. 2, в):

в первом пролёте и на первой промежуточной опоре:

;

в средних пролётах и на средних опорах:

.

Так как для плиты отношение , то в средних пролетах, окаймленных по всему контуру балкам, изгибающие моменты уменьшаем на 20%, т. е. они будут равны .

Определяем прочностные и деформативные характеристики бетона заданного класса с учетом влажности окружающей среды.

Бетон тяжелый, естественного твердения, класса В15, при влажности 55%: ; ; ; .

Определяем площадь рабочей арматуры:

В средних пролётах, окаймленных по контуру балкам, и на промежуточных опорах:

Принимаем арматуру ;

;

; по приложению IV /5/ находим ;

; ;

;

;

;

.

Принимаю 6 стержней ? с площадью рабочей арматуры

По приложению III /5/ принимаем сетку С1 марки .

Подбор сечения рабочей арматуры доборной сетки:

Принимаю арматуру ;

;

Изгибающий момент равен: ;

; по приложению IV /5/ находим ;

;

;

.

По расчету 4 стержня ? . Конструктивно принимаю 6 стержней ? с площадью рабочей арматуры

По приложению III /5/ принимаем сетку С2 марки .

1.3 Расчет второстепенной балки

1.3.1 Сбор нагрузок и определение усилий во второстепенной балке

Вычисляем расчетные пролеты и нагрузки на второстепенную балку:

в крайнем пролете:

;

в среднем пролете:

.

Рисунок 3 - Схема определения расчетных пролетов второстепенной балки

Определим расчетную нагрузку на 1м второстепенной балки, собираемую с грузовой полосы шириной, равной максимальному расстоянию между осями второстепенных балок(s=1700мм).

Таблица 2 - Сбор нагрузок на второстепенную балку монолитного перекрытия

Наименование нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м	гf	Расчетная нагрузка, кН/м
1. Постоянная - от собственного веса плиты и пола (3,575·1,7) - от собственного веса балки (0,2·(0,4-0,07)·25)	1,65	1,3	6,078 2,145
Итого:			8,223
2. Временная 6·1,7	10,2	1,2	12,24
Всего:			20,463

С учётом коэффициента надёжности по назначению здания расчетная нагрузка на 1м второстепенной балки:

.

Изгибающие моменты с учетом перераспределения усилий в статически неопределимой системе будут равны:

в первом пролёте:

;

в среднем пролете и над средними опорами:

;

над второй от края опоре:

.

Максимальная поперечная сила (на первой промежуточной опоре слева) равна:

.

1.3.2 Расчет прочности второстепенной балки по сечению, нормальному к продольной оси

По таблицам 22 и 29 /1/ определяем прочностные и деформативные характеристики для заданного класса арматуры А-III:

; ; .

Проверим правильность предварительного назначения высоты сечения второстепенной балки:

, т.е. увеличивать высоту не требуется.

Определяем высоту сжатой зоны:

.

Определяем расчетную ширину полки таврового сечения согласно п 3.16 /2/.

При ширину сжатой полки принимаю -

Определяем положение границы сжатой зоны:

,

где - расчетная ширина полки сечения;

- расчетная высота полки сечения;

- рабочая высота сечения.

.

Так как условие выполняется, граница сжатой зоны проходит в полке, то расчет производится как для прямоугольного сечения шириной .

Определение площади поперечного сечения рабочей арматуры в крайних пролетах:

;

;

;

.

Принимаем 2 стержня ш 16 А-III; .

Рисунок 4 - Схема армирования

Определение площади поперечного сечения рабочей арматуры в средних пролетах:

;

;

.

Принимаем 2 стержня ш 14 А-III; .

Рисунок 5 - Схема армирования

Определение площади поперечного сечения арматуры над опорой:

;

;

;

.

Принимаем 2 стержня ш 14 А-III; .

Рисунок 6 - Схема армирования

1.3.3 Расчет по наклонному сечению

Из условия свариваемости принимаем поперечные стержни диаметром 4 мм класса Вр-I, с числом каркасов - 2, с шагом поперечных стержней согласно требованиям /1/ п. 5.27.

;

;

;

;

.

Проверяем условие , где - коэффициент учитывающий влияние хомутов, нормальных к продольной оси элемента.

;

;

;

.

Коэффициент вычисляется по формуле:

, где коэффициент , для тяжелого бетона, тогда

.

Окончательно имеем:

, т.е. условие выполняется.

Проверяем условие , где коэффициент по /1/ п. 3.31 для тяжелого бетона принимаем равным 0,6.

Тогда:

, т.е условие не выполняется, требуется поперечное армирование.

Определяем максимальный шаг поперечных стержней:

.

Коэффициент по /1/ п. 3.31 для тяжелого бетона принимаю равным 2,0

Усилие в хомутах на единицу длины элемента равняется:

.

Определяем длину проекции наиболее опасного наклонного сечения на продольную ось элемента:

.

Определяем длину проекции наиболее опасной наклонной трещины на продольную ось элемента:

;

;

.

Проверяем условие:

;

, т.е. условие выполняется, следовательно, прочность наклонного сечения обеспечена.

II. РАСЧЕТ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ (СБОРНЫЙ ВАРИАНТ)

2.1 Сбор нагрузок и определение усилий в пустотной плите

По результатам компоновки конструктивной схемы перекрытия принята номинальная ширина плиты 1700 мм.

Рисунок 7 - Компоновка конструктивной схемы перекрытия (сборный вариант)

Расчетный пролёт плиты при опирании на ригель поверху:

.

Таблица 3 - Сбор нагрузок на пустотную плиту сборного перекрытия

Наименование нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м	гf	Расчетная нагрузка, кН/м
1. Постоянная - от собственного веса плиты (с·д=23,0·0,127) - от веса пола	2,92 1,0	1,1 1,2	3,212 1,2
Итого:	3,92		4,412
2. Временная в т. ч. - длительная - кратковременная	6,0 4,5 1,5	1,2 1,2 1,2	7,2 5,4 1,8
Всего:	9,92		11,612
В т. ч. постоянная и длительная:	8,42

Расчетные нагрузки на 1 м плиты при ширине плиты 1,7 м с учетом коэффициента надёжности по назначению здания _n=0,95 (класс ответственности здания II):

- для расчетов по I группе предельных состояний:

;

- для расчетов по II группе предельных состояний:

полная: ;

длительная: .

Расчетные усилия:

- для расчетов по I группе предельных состояний:

;

;

- для расчетов по II группе предельных состояний:

;

.

Назначаем геометрические размеры поперечного сечения плиты:

Рисунок 8 - Поперечное сечение пустотной плиты с круглыми пустотами

Согласно таблице 8 /1/ необходимо изменить класс бетона, так как заданный класс бетона В25 ниже требуемого В30, который следует принять для проектирования плиты (в предположении что d напрягаемой арматуры ?6мм).

Нормативные и расчетные характеристики мелкозернистого бетона группы А класса В30, подвергнутого тепловой обработке при атмосферном давлении (для влажности W = 55%):

;

;

;

Нормативные и расчетные характеристики напрягаемой арматуры класса Bp-II, мм:

;

;

.

Назначаем величину предварительного напряжения . Проверяю условие (1) /1/, при (для механического способа натяжения проволочной арматуры):

;

, следовательно, условие (1) /1/ выполняется.

Предварительное напряжение при благоприятном влиянии с учетом точности натяжения арматуры будет равно:

, где согласно п. 1.27 /1/.

2.2 Расчет плиты по I группе предельных состояний

2.2.1 Расчет прочности плиты по сечению, нормальному к продольной оси

Сечение тавровое с полкой в сжатой зоне.

Рисунок 9 - Расчетная схема многопустотной плиты для расчетов по I группе предельных состояний.

Согласно п. 3.16 /1/ при расчетная ширина полки .

.

Проверяю условие (44) /3/:

,

граница сжатой зоны проходит в полке и расчет производим как для прямоугольного сечения шириной согласно п. 3.11 /3/.

Определяю значение ;

и ;

Вычисляем относительную граничную высоту сжатой зоны :

По формуле п. 3.12 /1/:

;

где для мелкозернистого бетона группы А;

;

(предварительное напряжение принято с учетом полных потерь );

;

.

Так как, то согласно п.3.7 /3/ коэффициент условий работы, учитывающий сопротивление напрягаемой арматуры выше условного предела текучести можно принимать равным .

Вычислим требуемую площадь сечения растянутой напрягаемой арматуры:

, по конструктивным требованиям принимаю 2Ш8Вр-II ().

2.2.3 Расчет по наклонному сечению

; ;

; .

Из условия свариваемости принимаем поперечные стержни диаметром 3 мм класса Вр-I, с числом каркасов - 2, с шагом поперечных стержней согласно требованиям /1/ п. 5.27.

, по конструктивным требованиям принимаем

; ;

; ;

; .

Проверяем условие , где - коэффициент учитывающий влияние хомутов, нормальных к продольной оси элемента.

;

;

;

.

Коэффициент вычисляется по формуле:

, где коэффициент , для мелкозернистого бетона, тогда

.

Окончательно имеем:

,

т.е. условие выполняется.

Проверяем условие: .

Коэффициент по /1/ п. 3.31 для мелкозернистого бетона принимаю равным 0,5, тогда:

, т.е условие не выполняется, требуется поперечное армирование.

Определяем максимальный шаг поперечных стержней:

Коэффициент по /1/ п. 3.31 для мелкозернистого бетона принимаю равным 1,7;

.

Усилие в хомутах на единицу длины элемента равняется:

.

Определяем длину проекции наиболее опасного наклонного сечения на продольную ось элемента:

.

Определяем длину проекции наиболее опасной наклонной трещины на продольную ось элемента:

;

;

.

Проверяем условие:

;

, т.е. условие выполняется, прочность наклонного сечения обеспечена.

2.3 Расчет по II группе предельных состояний

Согласно таблице 2 /1/, пустотная плита, эксплуатируемая в закрытом помещении и армированная напрягаемой арматурой класса Вр-II диаметром 8 мм, должна удовлетворять 3-й категории требований по трещиностойкости, т. е. допускается непродолжительное раскрытие трещин шириной и продолжительное - . В соответствии с таблицей 19 /7/ прогиб плиты от действия постоянной и длительной нагрузок не должен превышать .

2.3.1 Определение геометрических характеристик

Определение геометрических характеристик приведенного сечения:

Рисунок 10 - Эквивалентное сечение плиты

Площадь приведенного сечения:

где .

Статический момент сечения относительно нижней грани расчетного сечения:

.

Расстояние от нижней грани до центра тяжести приведенного сечения:

.

Момент инерции приведенного сечения:

.

Момент сопротивления приведенного сечения относительно грани, растянутой от внешней нагрузки:

.

Момент сопротивления приведенного сечения относительно грани, сжатой от внешней нагрузки:

.

Из рис. 6 имеем:

;

;

.

По табл. 38 /4/ для двутаврового симметричного сечения при находим .

Отсюда упругопластический момент сопротивления по растянутой зоне в стадии эксплуатации:

.

Соответственно упругопластический момент сопротивления по сжатой зоне в стадии эксплуатации:

.

2.3.2 Определение потерь предварительного напряжения

Определяю первые потери предварительного напряжения по позициям 1-6 таблицы 5 /1/:

Потери от релаксации напряжений в арматуре:

.

Потери от температурного перепада:

.

Потери от деформации анкеров в виде инвентарных зажимов:

;

;

.

Таким образом усилие обжатия Р₁ с учетом потерь по позициям 1-5 таблицы 5 /1/ равно:

.

Точка приложения усилия Р₁ совпадает с центром тяжести сечения напрягаемой арматуры, поэтому .

Для определения потерь от быстронатекающей ползучести бетона необходимо вычислить напряжения в бетоне в середине пролёта от действия силы Р₁ и изгибающего момента M_w от собственного веса плиты. Нагрузка от собственного веса плиты равна кН/м (из таблицы 3), тогда момент от собственного веса плиты равен

.

Напряжение на уровне растянутой арматуры () будет равно:

.

Напряжение на уровне крайнего верхнего волокна ():

.

Назначаю передаточную прочность удовлетворяющую требованиям п. 26 /1/.

Потери от быстронатекающей ползучести

;

;

;

.

Потери на уровне растянутой арматуры:

.

Потери на уровне крайнего сжатого волокна:

.

Первые потери:

,

тогда усилие обжатия с учетом первых потерь определяется:

.

Определяю максимальные сжимающие напряжения в бетоне от действия силы без учёта собственного веса, принимая .

.

Поскольку , требования п.1.29 /1/ удовлетворены.

Определяю вторые потери предварительного напряжения по позициям 7-11 таблице 5 /1/.

Потери от усадки лёгкого бетона:

.

Напряжения в бетона от действия силы и изгибающего момента :

; ;

;

;

;

.

Вторые потери равны:.

Суммарные потери предварительного напряжения в арматуре:

,

поэтому согласно п.1.25 /1/ потери не увеличиваем.

Усилие обжатия с учетом суммарных потерь будет равно:

.

2.3.3 Проверка образования трещин

Проверку образования трещин в плите выполняем по формулам п. 4.5 /1/ для выяснения необходимости расчёта по ширине раскрытия трещин и выявления случая расчёта по деформациям.

При действии внешних нагрузок в стадии эксплуатации максимальное напряжение в сжатом бетоне равно:

Расстояние до ядровой точки:

.

Так как при действии Р₁ в стадии изготовления минимальное напряжение в верхней зоне бетона равное:

,

т. е. будут сжимающими, следовательно верхние трещины не образуются.

Согласно п. 4.5 /1/, принимаю: ;

;

;

,

следовательно, трещины в нижней зоне не образуются, т.е. не требуется расчет ширины раскрытия трещин.

2.3.4 Расчет прогиба плиты

Расчет прогиба плиты выполняем при отсутствии трещин согласно п. 4.24, 4.25 /1/ от действия постоянной и длительной нагрузок. Находим кривизну от действия постоянной и длительной нагрузок ( кН·м)

.

Прогиб плиты без учета выгиба от усадки и ползучести бетона при предварительном обжатии будет равен:

.

III. РАСЧЕТ НЕРАЗРЕЗНОГО РИГЕЛЯ

3.1 Сбор нагрузок и характеристик материалов ригеля крайнего пролёта

Таблица 4 - Сбор нагрузок на ригель крайнего пролёта

Наименование нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м	гf	Расчетная нагрузка, кН/м
1. Постоянная - от веса перекрытия (с учетом коэффициента надёжности по назначению здания n=0,95) 2,92·5,9·0,95 - от массы пола 1,0·5,9·0,95 - от собственного веса ригеля 0,25·0,6·23·0,95	16,37 5,6 3,28	1,1 1,2 1,1	18,01 6,72 3,61
Итого (g):			28,34
2. Временная (v) 0,95·6·5,9	33,63	1,2	40,36
Полная нагрузка q=g+v:	68,7

Нормативные и расчетные характеристики тяжелого бетона класса В25, твердеющем в естественных условиях, при W=55%:

;

;

.

Для арматуры класса А-III .

По приложению IV /5/ .

3.2 Расчет прочности ригеля по сечению, нормальному к продольной оси

Рисунок 11 - Эпюры изгибающих моментов

Рисунок 12 - Выравнивание эпюр изгибающих моментов

Определение требуемой площади продольной арматуры:

1) для сечения в середине первого пролета:

; ;

; по приложению IV /5/ находим ;

, следовательно, сжатая арматура не требуется.

;

Требуемая площадь растянутой арматуры:

;

Принимаем арматуру 4Ш25 А-III ().

2) для сечения в середине второго пролета:

; ;

; по приложению IV /5/ находим ;

, следовательно, сжатая арматура не требуется.

;

Требуемая площадь растянутой арматуры:

;

Принимаем арматуру 4Ш18 А-III ().

3) для сечения над опорой:

; ;

; по приложению IV /5/ находим ;

, следовательно, сжатая арматура не требуется.

;

Требуемая площадь растянутой арматуры:

;

Принимаем арматуру 2Ш32 А-III ().

4) для сечения перед опорой:

;

На первой промежуточной опоре слева.

.

Момент на первой промежуточной опоре по грани колонны:

;

;

; по приложению IV /5/ находим ;

, следовательно, сжатая арматура не требуется.

;

Требуемая площадь растянутой арматуры:

;

Принимаем арматуру 2Ш28 А-III ().

Монтажную арматуру принимаем 2Ш12 А-III ().

3.3 Расчет прочности ригеля по наклонному сечению

; ; .

Из условия свариваемости принимаем поперечные стержни диаметром 10 мм класса А-III, с числом каркасов - 2, с шагом поперечных стержней согласно требованиям /1/ п. 5.27.

; ;

; ;

; .

Проверяем условие , где - коэффициент учитывающий влияние хомутов, нормальных к продольной оси элемента.

;

;

;

.

Коэффициент вычисляется по формуле:

, где коэффициент , для тяжелого бетона, тогда

.

Окончательно имеем:

т.е. условие выполняется.

Проверяем условие: .

Коэффициент по /1/ п. 3.31 для тяжелого бетона принимаю равным 0,6, тогда:

, т.е условие не выполняется, требуется поперечное армирование.

Определяем максимальный шаг поперечных стержней:

Коэффициент по /1/ п. 3.31 для тяжелого бетона принимаю равным 2,0;

.

Усилие в хомутах на единицу длины элемента равняется:

.

Определяем длину проекции наиболее опасного наклонного сечения на продольную ось элемента:

Следовательно принимаем .

Определяем длину проекции наиболее опасной наклонной трещины на продольную ось элемента:

;

;

;

.

Проверяем условие:

;

, т.е. условие выполняется, прочность наклонного сечения обеспечена.

3.4 Построение эпюры материалов

Построение эпюры материалов выполняем с целью рационального конструирования продольной арматуры ригеля в соответствии с огибающей эпюрой изгибающих моментов.

Определяем изгибающие моменты, воспринимаемые в расчетных сечениях, по фактическим принятой арматуре.

Сечение в пролете с продольной арматурой 2Ш25 А-III ():

;

;

.

Сечение в пролете с продольной арматурой 4Ш25 А-III ():

;

;

.

Сечение в пролете с арматурой в верхней зоне 2Ш12 А-III ():

;

;

.

Сечение в пролете с арматурой в верхней зоне 2Ш28 А-III ():

;

;

.

Пользуясь полученными значениями изгибающих моментов, графическим способом находим точки теоретического обрыва стержней и соответствующие им значения поперечных сил.

Рисунок 13 - Построение эпюры материалов ригеля

Вычислим необходимую длину анкеровки обрываемых стержней для обеспечения прочности наклонных сечений на действие изгибающих моментов в соответствии с п. 3.46 /2/.

Для нижней арматуры Ш25 при :

;

Конструктивно принимаем 330 мм.

Для верхней арматуры у опоры Ш28 при :

;

Конструктивно принимаем 100 мм.

IV. РАСЧЕТ ЦЕНТРАЛЬНО СЖАТОЙ КОЛОННЫ

4.1 Сбор нагрузок и характеристик материалов колонны

Определим нагрузку на колонну с грузовой площади, соответствующей заданной сетке колонн .

Постоянная нагрузка от конструкций одного этажа:

- от перекрытия и пола: ;

- от собственного веса ригеля: ;

- от собственного веса колонны: .

Итого: .

Временная нагрузка от перекрытия одного этажа: ;

- в том числе длительная: .

Постоянная нагрузка от кровли и плит: ;

- то же с учетом нагрузки от ригеля и колонны верхнего этажа ;

Временная нагрузка от снега для г. Пенза (Ш снеговой район, ) при коэффициенте надежности по нагрузке (п. 1.13 /1/):

;

- в том числе длительная составляющая: .

Суммарная (максимальная) величина продольной силы в колонне первого этажа (при заданном количестве этажей - 4) будет составлять:

;

- в том числе длительно действующая:

Нормативные и расчетные характеристики тяжелого бетона класса В25, твердеющем в естественных условиях, при W=55%:

;

;

.

Для арматуры класса А-III:

;

;

.

4.2 Расчет прочности сечения колонны

Расчет прочности сечения колонны выполняем по формулам п. 3.64 /3/ на действие продольной силы со случайным эксцентриситетом, поскольку класс тяжёлого бетона ниже В40, а , то принимаем предварительно коэффициент .

Вычисляем требуемую площадь сечения продольной арматуры:

.

Принимаем 4Ш32 ().

Рисунок 14 - Схема армирования колонны

Выполняем проверку прочности сечения колонны с учетом площади сечения фактически принятой арматуры.

При и по приложению IV /5/ находим и , уточняем коэффициент :

Так как , то принимаю .

Фактическая несущая способность расчетного сечения колонны:

.

, следовательно прочность колонны обеспечена.

Так же удовлетворяются требования п. 5.16 /1/ по минимальному армированию, поскольку

.

Поперечную арматуру в колонне конструируем в соответствии с требованиями п. 5.22 /1/ из арматуры класса А-I диаметром 10 мм, устанавливаемой с шагом не более и не более , т.е принимаем .

V. РАСЧЕТ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ

Фундамент проектируем под рассчитанную выше колонну сечением 300х300 мм с расчетным усилием в заделке .

Для определения размеров подошвы фундамента вычисляем нормативную нагрузку от колонны, принимая среднее значение коэффициента надежности по нагрузке .

Нормативная нагрузка на колонну .

Условное расчетное сопротивление грунта .

Удельный вес бетона фундамента и грунта на обрезах ,

Глубина заложения фундамента .

Вычислим требуемую площадь подошвы фундамента

.

Размер стороны квадратной подошвы фундамента должен быть не менее:

.

Назначаем размер , при этом давление под подошвой фундамента от расчетной нагрузки будет равно:

.

Высота фундамента по условию прочности на продавливание определяется по формуле (XII.4) /6/:

,

т. е. .

По условию заделки колонны в фундамент полная высота фундамента должна быть не менее .

По требованию анкеровки сжатой арматуры колонны A-III в бетоне класса В25 , где определяется по таблице 45 /2/.

С учетом удовлетворения всех условий принимаю окончательно фундамент высотой , трёхступенчатый, с высотой нижней ступени .

С учётом бетонной подготовки будем иметь рабочую высоту:

;

- для первой ступени;

- для второй ступени.



Рисунок 15 - Расчетные сечения и армирование фундамента

Выполним проверку прочности нижней ступени фундамента по поперечной силе без поперечного армирования в наклонном сечении, начинающимся с сечения IV-IV.

Для единицы ширины этого сечения ():

.

Поскольку , то прочность нижней ступени по наклонному сечению обеспечена.

Площадь сечения арматуры подошвы фундамента определим из расчета фундамента на изгиб в сечениях I-I, II-II и III-III.

;

;

.

Сечение арматуры одного и другого направления на всю ширину фундамента определим из условий:

;

;

.

Нестандартную сварную сетку конструируем с одинаковой в обоих направлениях рабочей арматурой 10Ш14 A-III ().

Фактическое армирование расчетных сечений:

, что больше ;

, что больше ;

, что больше .

VI. РАСЧЕТ КИРПИЧНОГО СТОЛБА С СЕТЧАТЫМ АРМИРОВАНИЕМ

, в том числе длительно действующая .

Марку камня принимаем М200; марку раствора М150.

По таблице 2 /8/ определяем расчетное сопротивление кладки сжатию .

Предварительно принимаем значение коэффициентов .

Тогда предварительно размер кирпичного столба будет равен:

,

где - расчетное сопротивление при центральном сжатии армированной кладки вычисляется по формуле (27) /8/ т.к. прочность раствора больше 25 МПа.

Назначаем шаг сеток (через каждые два ряда кладки при толщине шва 14 мм), размер ячейки сетки с перекрёстным расположением стержней равен 50 мм и арматуру класса Вр-I () диаметром 5 мм, с учетом коэффициента условия работы .

;

Назначаем размеры сечения кирпичного столба с учетом кратности размерам кирпича и с

По принятым размерам уточняем коэффициенты .

Коэффициент по формуле 20 /8/ при :

, где коэффициент определяется по таблице 20 /8/ при гибкости равен , тогда .

Коэффициент продольного изгиба определяется по таблице 18 /8/.

Упругая характеристика кладки с сетчатым армированием определяется по формуле 4 /8/:

.

По таблице 15 /8/ для силикатного полнотелого кирпича принимаем , ,

Тогда .

Проверяем условие 26 /8/:

Условие выполняется прочность столба обеспечена.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. СНиП 2.03.01-84*. Бетонные и железобетонные конструкции/ Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989. - 88с.;

2. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжёлых и лёгких бетонов без предварительного напряжения арматуры ( к СНиП 2.03.01-84)/ ЦНИИпромзданий Госстроя СССР, НИИЖБ Госстроя СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989. - 192с.;

3. Пособие по проектированию предварительно напряжённых железобетонных конструкций из тяжёлых и лёгких бетонов (к СНиП 2.03.01-84). Ч. I/ ЦНИИпромзданий Госстроя СССР, НИИЖБ Госстроя СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1990. - 192с.;

4. Пособие по проектированию предварительно напряжённых железобетонных конструкций из тяжёлых и лёгких бетонов ( к СНиП 2.03.01-84). Ч. II/ ЦНИИпромзданий Госстроя СССР, НИИЖБ Госстроя СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1990. - 144с.;

5. Бородачёв Н.А. Автоматизированное проектирование железобетонных и каменных конструкций: Учеб. Пособие для вузов - М.: Стройиздат, 1995. - 211с.

6. Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции. Общий курс. - М.: Стройиздат, 1985.

7. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия/ Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1987. - 36с.

8. СНиП П-22-81. Каменные и армокаменные конструкции

Размещено на Allbest.ru