Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КАБАРДИНО-БАЛКАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Х.М. БЕРБЕКОВА.

ИНСТИТУТ АРХИТЕКТУРЫ, СТРОИТЕЛЬСТВА И ДИЗАЙНА

Кафедра: «Строительные конструкции и механика»

Специальность: «Строительство»

Пояснительная записка

к курсовому проекту по дисциплине:

«Динамика, устойчивость и сейсмостойкость зданий и сооружений»

Тема: «Расчет и конструирование несущей стены 10-ти этажного монолитного здания на сейсмические воздействия»

Разработал:

Макушев И.З.

Нальчик 2021 г.



1. Исходные данные

Расчётная сейсмичность в баллах - 7 баллов.

Тип грунта по сейсмическим свойствам - 3-ый.

Конструктивное решение здания - крупнопанельное.

Этажность - 10 этажей.

Наружные стены - ненесущие.

Конструкция крыши - раздельное.

Конструкция пола - по назначению помещения

Наличие подвала: без подвала.

Высота типового этажа - 3,3 м.

Оси расположения расчетной диафрагмы: по схеме 2С, Ас-Вс.

Положение конструируемого элемента диафрагмы - 2

Класс бетона на сжатие диафрагмы: В25.

Класс арматуры на растяжение - 400С.

Вариант номер: 8.

2. Объемно-планировочное решение

Здание прямоугольное в плане 33,0*10,8 м. За условную отметку 0,000 Здание 10 этажей 50 квартирная блок-секция. В нем размещены 30 трехкомнатных квартир, 20 однокомнатных квартир.

Кровля плоская с внутренним водостоком.

Наружная отделка предполагает облицовку стен фасадными кассетами.

Внутренняя - в комнатах и передних - оклейка обоями улучшенного качества, в кухнях - масляная краска на высоту 1,8 м, облицовка рабочего фронта на высоту 1,5 м, в санузлах - облицовка керамической плиткой.

Полы - паркет, инженерная доска, керамическая плитка.



3. Конструктивное решение здания

Здание имеет перекрестно-стеновую конструктивную схему с опиранием панелей перекрытия по контуру.

Перекрытия - монолитные панели, толщиной 22 см.

Перегородки - монолитные ж/б толщиной 8 см.

Лестницы - сборные ж/б марши и площадки.

Покрытие - монолитные панели толщиной 20 см.

Детали:

Здание без подвала.

Высота 1-10 этажей от пола до пола 3,3 м

Размеры оконных проемов 1.5x1.5(h), 0.9x1.5 м

Размеры дверных проемов 0.9x2.1 м

Размеры дверных проемов лоджий 0.6x2.4 м

4. Расчетные характеристики бетона и арматуры

Таблица 1 Расчетные характеристики бетона

Материал	Сжатия	Растяжение
	Rb, МПа СНиП		Rb, МПа	Rbt, МПа СНиП		Rbt, МПа	Eb*103, МПа
Бетон тяж В25	14,5		13,3 (11,1)	1,05		0,96 (0,8)	30,0

Таблица 2 Расчетные характеристики арматуры

Класс и d	При расчете на внец. сжат.	При расчете на попер. силу
	Rs, МПа СНиП		Rs, МПа	Rst, МПа СНиП		Rbt, МПа	Es*103, МПа
А-III	355		383	285		256	200

5. Сбор нагрузок

сейсмический строительство бетон арматура

Данные для сбора нагрузок и сбор нагрузок:

Грузовая площадь:

F =8,4 м²

Вес расчетной стены на 1 этаж.

Тяжелый бетон: 0,16 * 5,9 * 3,3 * 2,5 * 1,1=8,57 т.

Двусторонняя штукатурка: 0,02 * 3,3 * 5,9 * 1,8 * 1,2 =0,84 т.

В сумме 9,41 т

Вес 1 перекрытия:

Ж./б. плита: 0,22 * 2,5 * 1,2 =0,66 т/

Цементная стяжка: 0,03 * 1,8 *1,3 =0,07 т/

Фанера: 0,12 * 0,9 * 1,3 =0,14 т

Паркет: 0,15 * 0,8 * 1,3 =0,16 т/

Вес лестничной клетки на 1 этаже:

Лестн. площадка: 3,3 * 1,5 * 0,8 * 2,5 * 1,2 * 0,9 =10,69т

Цем. песч. стяжка: 3,3 * 1,5 * 0,055 * 1,8 * 1,4 * 0,9 =0,62 т

Керамическая плитка: 3,3* 1,5 * 0,08 * 2,4 * 1,2 * 0,9 = 1,03 т

Лестн. марш: 2 * 1,52 = 3,04 т

В сумме 16,41 т

Вес 1 кровли:

Плоская ж./б. плита: 0,22 * 2,5 * 1 * 1,2 = 0,66 т/

Утеплитель: 0,05 * 1,4 * 1,3 * 2,2 = 0,2 т/

Гидроизол. Ковер 3 слоя рубер.: 0,1 * 13,5 * 2,2 * 1,2 = 3,56 т/

Цем. стяжка: 0,02 * 1,8 * 2,2 = 0,08 т/

В сумме 4,5 т/

Временная нагрузка:

Снеговая (II р-н): 0,16 * 1,9 = 0,304 т/

Полезная нагрузка в помещениях: 0,2 * 1,2 * 0,8 =0,192

Типовой этаж:

Верхний этаж:

Определение геометрических характеристик:

= 0,1 *

=; ;

; r===2.25см

A= 3,14 * = 2 см



n= стержней

Задаемся диаметром арматуры:

см

= = 3,14* =2

n= =10

Располагаем и 10 стержней в сечении стены (диафрагмы).

Найдем приведенные характеристики сечения :

;



Проверка

Задаемся площадью арматуры.

S = 0,2 * 5,3 * 1,4 + 0,2 * 2,6 * 5,2 + 0,2 * 0,1 * 1,4 = 4,22

15,3

Определение форм колебаний

Таблица собственных колебаний

Хi/Hзд	0	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	0.7	0.8	0.9	1
Х1j	0	0.017	0.064	0.136	0.23	0.34	0.462	0.588	0.725	0.863	1
Х2j	0	0.093	0.301	0.526	0.685	0.715	0.589	0.317	0.007	-0.523	-1
Х3j	0	0.224	0.605	0.957	0.526	0.02	-0.474	-0.658	-0.395	0.228	1

Расчет сейсмических нагрузок по I-ой форме колебаний.

№ ур.	Вес эт, Gi,т	Высота от осн., h,м	Относ. Высота hi/Hзд	Форма собств. колеб.Х1j	Условия нагузки P1j= GiX1j	P1j=GiX21j	?1j	S1j, т.	М1j, т*м	Q1j, т.	N1j, т.
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
Кр	33,7	33,0	1.0	1.0	33,7	33,7	1	0,1188725	0,39227	0,1188725	33,7	0,0116
9	38,8	29,7	0.9	0.863	33,4844	28,89703	0,7447	0,102587	1,12309	0,2214595	72,5	0,0154
8	38,8	26,4	0.8	0.725	28,13	20,39425	0,5256	0,0861826	1,85391	0,3076421	111,3	0,0166
7	38,8	23,1	0.7	0.588	22,8144	13,41486	0,3457	0,0698971	3,38419	0,3775392	150,1	0,0225
6	38,8	19.8	0.6	0.462	17,9256	8,281627	0,2134	0,0549191	4,81130	0,4324583	188,9	0,0254
5	38,8	16,5	0.5	0.34	13,192	4,48528	0,1156	0,0404167	6,37179	0,472875	227,7	0,0279
4	38,8	13,2	0.4	0.23	8,924	2,05252	0,0529	0,0273407	8,02250	0,5002156	266,5	0,0301
3	38,8	9,9	0.3	0.136	5,2768	0,717644	0,0184	0,0161667	9,72656	0,5163823	305,3	0,0318
2	38,8	6,6	0.2	0.064	2,4832	0,158924	0,0040	0,0076078	11,4557	0,5239901	344,1	0,0332
1	38,8	3,3	0.1	0.017	0,6596	0,011213	0,0002	0,0020208	13,1915	0,526011	382,9	0,0344
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
				?	166,59	112,1133

Расчет сейсмических нагрузок по II-ой форме колебаний.

№ ур.	Вес эт, Gi,т	Высота от осн., h,м	Относ. Высота hi/Hзд	Форма собств. колеб.Х1j	Условия нагузки P2j= GiX1j	P2j=GiX21j	?2j	S2j, т.	М2j, т*м	Q2j, т.	N2j, т.	Е2j
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
Кр	33,7	33,0	1.0	-1.0	-33,7	33,7	1	-0,0501	-0,165466	-0,05014	33,7	-0,004909
9	38,8	29,7	0,9	-0,52	-20,176	10,491	0,2704	-0,0260	-0,416975	-0,07621	72,5	-0,005751
8	38,8	26,4	0,8	0,007	0,2716	0,0019	0,0000	0,0003	-0,668484	-0,07586	111,3	-0,006006
7	38,8	23,1	0,7	0,317	12,299	3,8989	0,1004	0,0158	-0,865223	-0,05996	150,1	-0,005764
6	38,8	19.8	0,6	0,589	22,853	13,460	0,3469	0,0295	-0,965661	-0,03043	188,9	-0,005112
5	38,8	16,5	0,5	0,715	27,742	19,835	0,5112	0,0358	-0,947791	0,005415	227,7	-0,004162
4	38,8	13,2	0,4	0,685	26,578	18,205	0,4692	0,0343	-0,816576	0,039762	266,5	-0,003064
3	38,8	9,9	0,3	0,526	20,408	10,735	0,2766	0,0263	-0,598326	0,066136	305,3	-0,001959
2	38,8	6,6	0,2	0,301	11,678	3,5153	0,0906	0,0150	-0,330270	0,081228	344,1	-0,000959
1	38,8	3,3	0,1	0,093	3,6084	0,3355	0,0086	0,0046	-0,046	0,085892	382,9	-0,000122
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
				?	71,564	114,18

Расчет сейсмических нагрузок по III-ой форме колебаний.

№ ур.	Вес эт, Gi,т	Высота от осн., h,м	Относ. Высота hi/Hзд	Форма собств. колеб.Х3j	Условия нагузки P3j= GiX3j	P3j=GiX23j	?3j	S3j, т.	М3j, т*м	Q3j, т.	N3j, т.	Е3j
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
Кр	33,7	33,0	1	1	33,7	33,7	1	0,0455	0,1501	0,04550	33,7	0,004455
9	38,8	29,7	0,9	0,228	8,8464	2,016979	0,0519	0,0103	0,3345	0,05587	72,5	0,004614
8	38,8	26,4	0,8	-0,395	-15,326	6,05377	0,1560	-0,0179	0,5189	0,03790	111,3	0,004662
7	38,8	23,1	0,7	-0,658	-25,5304	16,79900	0,4329	-0,0299	0,4858	0,00796	150,1	0,003237
6	38,8	19.8	0,6	-0,474	-18,3912	8,717428	0,2246	-0,0215	0,4409	-0,0136	188,9	0,002334
5	38,8	16,5	0,5	0,02	0,776	0,01552	0,0004	0,0009	0,3991	-0,0126	227,7	0,001752
4	38,8	13,2	0,4	0,526	20,4088	10,73502	0,2766	0,0239	0,4361	0,01123	266,5	0,001634
3	38,8	9,9	0,3	0,957	37,1316	35,53494	0,9158	0,0435	0,6169	0,05478	305,3	0,002020
2	38,8	6,6	0,2	0,605	23,474	14,20177	0,3660	0,0275	0,8886	0,08231	344,1	0,002582
1	38,8	3,3	0,1	0,224	8,6912	1,946828	0,0501	0,0101	1,1938	0,09250	382,9	0,003117
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
				?	73,7804	129,7212

Динамический расчет

Найдем

Выразим :



Найдем фактическое значение х:

;

;

N+;

N+

N=1921,1+479=2.4001мН.

Подставим значение в уравнение и вычислим x:

2,4001+435*0,000712=0,96+0,784x -

2,4001x +0,398x=0,96x+

- 1,8381х-0,047=0

x=2,37

x= -0,027.

Проверка прочности при внецентренном сжатии

N*e=2083*2,78=5,79 кН*м

e=+ e=0,18+2,6=2,78

N*e?

+*0,22*(2+)=

N*e=2083*2,78=5790 кН*м?

т.е, прочность обеспечена.

Проверим прочность нормального сечения при действии поперечной силы:

Q?*f*N+T/

f=0.7

Определим силу трения в стыке:

Q=621,87 кН ? 1020,67 кН.

Поэтому T можно не определять.

Проверка прочности наклонных сечений.

1) Нормальные трещины в горизонтальных стыках образуются при условии:

r = =3.27м.

0,18 ? 3,27

Чистое сжатие.

2) Нормальные трещины в сечении образуются при условии

У = - + ?

У = -

3) Условие образования наклонных трещин от поперечной силы:

Q ? +

где

Q ? * 2,64* 0,64=1126 кН.

Z= / =2,92м.

()*0.5]*(z-+

Расчет армирования плоскости стены.

Q

=1,39

Учитывая, что в перекрытиях на первом этаже (на участке шириной 3

что соответствует рекомендуемой величине, т.е., больше

346 - 40 = 306 см

306 / 9 = 34 см

346 / 40 = 8,65

0,785 * 8,65 = 6,79

6,79 / 3,14 = 2,16

2,16 / 22 / 346 = 0,3

Проверка наклонного сечения на действие изгибающего момента.

Момент усилий в горизонтальной арматуре, пересекающей наклонное сечение.

У

Момент усилия в горизонтальной арматуре, пересекающей наклонное сечение:

Поскольку

5. Расчет прочности вертикальных стыков

Определяем расчетные сдвигающие усилия в стыках, расчетное усилие сдвига по стыку внутренней и наружной стены:

T = *1=158 кН.

=

T

S = 0.59 * 0.2 * 3,3= 0.389

2 * 0.96 = 1.92

T

Срез арматуры:

15,8 т.



Список использованной литературы

1. Шогенов О.М. "Расчет и конструирование несущих стен крупнопанельных зданий на сейсмическое воздействие". Методические указания. Нальчик 2004 г.

2. СП 20.13330.2016 (28.01.2019) "Нагрузки и воздействия".

3. СП 14.13330.2018 "Строительство в сейсмических районах".

4. СНиП 2.03.01-84* "Бетонные и железобетонные конструкции".

Размещено на Allbest.ru