261

Строительство пятиэтажного здания в Оренбурге

Курсовая

Архитектура, проектирование и строительство

Определение размеров температурно-усадочного шва. Определим в первом приближении размеры сечений балок и плит. Расчет толщины плиты и площади армирования. Определим геометрические характеристики сечения.

Русский

2012-11-14

2.64 MB

16 чел.

  1.  Исходные данные

Вариант 180

Место строительства – г.Оренбург

Размеры здания:

  •  длина – 72 м
  •  ширина – 19 м
  •  число этажей – 5
  •  высота этажа – hэт = 3 м

Временная нормативная нагрузка на перекрытие –  P = 3,5 кН/м2

Сопротивление грунта  – Ro = 0,29 МПа

Назначение здания – производственное

Глубина промерзания – 2,1 м

Класс бетона – В15

Класс рабочей арматуры:

  •  каркасы балок, колонн – А400
  •  сетки плит перекрытий при непрерывном армировании – В500
  •  сетки фундамента – А400

Каркас здания – неполный

Стены – несущие (кирпичные)

Кровля – скатная

На верхнем этаже предусмотреть зал.
2. Разбивка сетки колонн

Принципы разбивки сетки колонн:

  1.  Наиболее оптимальная сетка колонн – 6м х 6м;
  2.  Предварительные размеры для элементов:

- длина монолитной ж/б плиты:lf = 1,5-2,5м (модуль - 100мм, иногда 50мм)

- длина второстепенной балки:ls = 5–7,5м (модуль - 100мм)

- длина главной балки:lm= 6-8 м (модуль - 100мм)

- lm> ls

  1.  Желательно, чтобы при разбивке сетки колонн главные  и второстепенные балки имели равные пролеты, и только крайние балки могут отличаться по длине от средних (желательно в меньшую сторону) не более чем на 20%;
  2.  Желательно, чтобы главные балки по направлению были ориентированы вдоль большего размера здания. В курсовом проекте принимаем обратную версию;
  3.  Соотношение сторон плит должно быть больше 2;
  4.  При разбивке сетки колонн (для главных, второстепенных балок и плит) принимать все средние пролеты одинаковой длины в отличие от крайних, желательно в большую сторону;
  5.  Предварительное назначение поперечного сечения:

-

-

-

- hf(min) = 6 см (производственные здания)

- hf(min) = 5 см (общественные здания)

-  - ширина второстепенной (главной) балки

2.1 Определение размеров температурно-усадочного шва

Температурно-усадочный шов устраивается для зданий, выполненных из монолитных конструкций, при их длине более 50м.

- размер шва, где

α- коэффициент линейного температурного удлинения:- кирпич

Т разница температур между максимальной t1 и минимальной t2.

Т= |t1| + |t2| = 48+39 = 87

L длина здания ( номинальный размер здания (больший)

Δ=0,5*10-5*(87)*72000 =31,31мм

Принимаем 35мм.

2.2 Определим в первом приближении размеры сечений балок и плит:

2.2.1 Второстепенная балка:

ls = 6000 мм

hs =

bs = 0,5*hs = 0.5*400 = 200 мм

2.2.2 Главная балка:

 При временной нагрузке Р 4 кН/м2 главная балка на 1 модуль (50 мм) шире второстепенной.

При временной нагрузке Р 4 кН/м2 главная балка на 2 модуля (100 мм) шире второстепенной.

 Так как по заданию Р = 3,5 кН/м2 , то

bm = bs +50 мм =250мм

hm = 2* bm = 500 мм

  1.  Плита:

ls = 6000 мм

lf1 = 2300 мм

lf2 = 2400 мм

  1.  Расчет плиты

3.1 Сбор нагрузки на 1м2 плиты

Наименование изделия 

V 

1 м2

γ , т/м3

Кзап

qрасч, т/м

Ж/б плита

0,06

2,5

1,1

0,165

Шлакобетон

0,03

1,8

1,3

0,0702

Паркет

0,02

0,01

1,2

0,00024

Vпл = hfпл=0,06м *1м = 0,06м2

Vшл = hшл = 0,03м*1м = 0,03м2

Vпар = hпар = 0,01м*1м = 0,01м2

qрасчпл = Vпл* γпл*Kзап = 0,06м2*2,5т/м3*1,1 = 0,165 т/м

qрасчшл = Vшл* γшл*Kзап = 0,03 м2*1,8т/м3*1,2 = 0,0702 т/м

qрасчпар = Vпар* γпар*Kзап = 0,01 м2*0,01т/м3*1,2 = 0,00024 т/м

qf = P*1м+qрасчпл +qрасчшл +qрасчпар = 0,35т/м+0,165 т/м+0,0702 т/м+0,00024т/м = 0,585т/м

qf = 0,585 т/м

  1.  
    Определение усилий в плите

Расчетная схема

;

М1=

М2=

3.3 Расчет толщины плиты и площади армирования

3.3.1 Для 1-ой плиты

     0,16

где

относительная высота сжатой зоны бетона

процент армирования сечения

Rs  415 МПа – расчетное сопротивление арматуры класса В500

Rs  355 МПа – расчетное сопротивление арматуры класса А400

Rb 8,5 МПа  – расчетное сопротивление бетона класса В15

Rb 11,5 МПа – расчетное сопротивление бетона класса В20

γb  0,9 – Коэффициент условия работы

P, кН

μ, %

hf, см

>=300

0,3

5

>=400

0,4

6

>=500

0,5

7

>=600

0,6

8

>=700

0,7

9

>=800

0,8

10

αm  *(1-0,5*) 0,16*(1-0,5*0,16) 0,1472

αm статический момент сжатой зоны бетона

h0 =     0,043 м 4,3 см ,

где

М1 момент в  середине первой плиты (см пункт 1.2)

Rbрасчетное сопротивление бетона

γb  0,9 – коэффициент условия работы

Толщина плиты, полученная по расчету

hf = h0 + а = 4,3см +1,5см = 5,8 см

Так как hf < hfmin = 6 см, то принимаем hf = hfmin = 6 см

h0 = 4,5 см , а = 1,5 см

Пересчет αm

αm      0,136

Проверка

αm αR

R = = = 0,502

αR  R*(1 - 0,5R) 0,502*(1 - 0,5*0,502) 0,376

0,136 < 0,376– условие выполнено

Пересчет

    0,147

Расчет площади армирования сечения

Аs1 0,000122 м2 = 1,30 см2

где

η = (1-0,5*) (1-0,5*0,147) 0,927 – коэффициент внутренней пары сил

По сортаменту арматуры выбираем 7 стержней 5 класса В500. 

Шаг арматуры – 150мм.Шаг подбираем так, чтобы в 1м сечения уместилось 10 стержней вместе с отступом. Отступ делать не больше половины шага.

3.3.2 Для 2-ой плиты

     0,16

где

относительная высота сжатой зоны бетона

процент армирования сечения

Rs  415 МПа – расчетное сопротивление арматуры класса В

Rs  355 МПа – расчетное сопротивление арматуры класса А

Rb 8,5 МПа  – расчетное сопротивление бетона класса В15

Rb 11,5 МПа – расчетное сопротивление бетона класса В20

γb  0,9 – Коэффициент условия работы

αm  *(1-0,5*) 0,16*(1-0,5*0,16) 0,1472

h0      0,040 м 4,0 см

где

αm статический момент сжатой зоны бетона

М2 момент в  середине первой плиты (см пункт 1.2)

Rbрасчетное сопротивление бетона

γb  0,9 – коэффициент условия работы

Принимаем hf = 6 см, h0 = 4,5 см, а = 1,5 см

Пересчет αm

αm      0,115

Проверка

αm αR

R = = = 0,502

αR  R*(1 - 0,5R) 0,502*(1 - 0,5*0,502) 0,376

0,115 < 0,376– условие выполнено

Пересчет

    0,123

Расчет площади армирования сечения

Аs2 0,000102 м2 = 1,02 см2

где

η = (1-0,5*) (1-0,5*0,123) 0,939 – Коэффициент внутренней пары сил

По сортаменту арматуры выбираем 10 стержней 4 класса В500

Шаг арматуры – 100мм

4. Расчет второстепенной балки

4.1 Определим геометрические характеристики сечения

Расчетная ширина полки

bfs  =

2120 < 2300 – условие выполнено

Если условие не выполняется, то принимаем bfs = lf

ls = 6000 мм

hs = , bs = 0,5*hs = 0.5*400 = 200 мм

4.2 Сбор нагрузки

qs = P* bfs +( qfP)* bfs *1,1 + gs*1,1

P = 0,35т/м2 – временная нагрузка

gs собственный вес второстепенной балки

gs= ((hs - hf)*bs)* γ  = ((0,4м – 0,06м)*0,2м)*2,5т/м3 = 0,17т/м

qf = 0,585 т/м2нагрузка от плиты 

qs = 0,35т/м2*2,12м + (0,585 т/м2 – 0,35 т/м2 )*2,12м*1,1 + 0,17т/м*1,1 = 1,48т/м

4.2 Точный расчет высоты второстепенной балки

hs=h0+a

h0

K = 0,0171 –для бетона B15

K = 0,0144 –для бетона B20

Принимаем ho = 28см, а = 3см

hs= 28+3=31см

4.3 Проверка на необходимость армирования верхней части

>2 – нужно армировать верхнюю часть балки

<2 – не нужно армировать верхнюю часть балки

=армировать не нужно

где

 – временная нагрузка на балку

 – постоянная нагрузка на балку

4.4 Расчет площади армирования сечения

4.4.1 В середине пролета 1-го пролета

Пересчет αm

αm      0,073

где

М1 =

Проверка

αm αR

R = = = 0,502

αR  R*(1 - 0,5R) 0,502*(1 - 0,5*0,502) 0,376

0,073 < 0,376 – условие выполнено

Пересчет

    0,076

Расчет площади армирования сечения

Аs1 0,000458 м2 = 4,58 см2

где

η = (1-0,5*) (1-0,5*0,076) 0,962 – коэффициент внутренней пары сил

По сортаменту арматуры выбираем 2 стержня 18 класса А400. 

(Если по расчету получается арматура меньше 12, принимают арматуру12)

4.4.2 На промежуточной опоре (на главной балке)

Пересчет αm

αm      0,058

где

М2 =

Проверка  

αm αR

R = = = 0,502

αR  R*(1 - 0,5R) 0,502*(1 - 0,5*0,502) 0,376

0,058 < 0,376 – условие выполнено

Пересчет

    0,060

Расчет площади армирования сечения

Аs2 0,000363 м2 = 3,63 см2

где

η = (1-0,5*) (1-0,5*0,060) 0,97 – коэффициент внутренней пары сил

По сортаменту арматуры выбираем 2 стержня ∅16 класса А400.

(Если по расчету получается арматура меньше 12, принимают арматуру12)

4.4.3 В середине 2-го пролета

Пересчет αm

αm      0,051

где

М3 =

Проверка

αm αR

R = = = 0,502

αR  R*(1 - 0,5R) 0,502*(1 - 0,5*0,502) 0,376

0,025 < 0,376 – условие выполнено

Пересчет

    0,052

Расчет площади армирования сечения

Аs3 0,000316 м2 = 3,16 см2

где

η = (1-0,5*) (1-0,5*0,052) 0,974 – коэффициент внутренней пары сил

По сортаменту арматуры выбираем 2 стержня ∅16  класса А400.

(Если по расчету получается арматура меньше 12, принимают арматуру12)

  1.  Расчет колонны

5.1 Сбор нагрузки

Расчетная схема

Q = N1+N2

N1временная нагрузка на колонну

N1 = P* ls*lm = 0,35 т/м2*6м*4,8м = 10,08т

N2постоянная нагрузка на колонну

N2 =( qfP)*ls*lm*1,1 + gs*ls*ns*1,1 + gm*lm*1,1 + gc*1,1=

= (0,585 т/м2-0,35т/м2)*6м*4,8м*1,1 + 0,17 т/м*6м*2*1,1 +

+0,275 т/м*4,8м*1,1+0,675т*1,1=11,88т

P = 0,4т/м2 – временная нагрузка на перекрытие

gs собственный вес второстепенной балки

gs= ((hs - hf)*bs)* γ  = ((0,4м – 0,06м)*0,2м)*2,5т/м3 = 0,17т/м

nsколичество второстепенных балок, попавших в грузовую площадь

qf = 0,585 т/м2полная нагрузка от плиты 

gmсобственный вес главной балки

gm = ((hm - hf)*bm)* γ  = ((0,5м – 0,06м)*0,25м*2,5т/м3 = 0,275т/м

gc = bc*hc*H* γ = 0,3м*0,3м*3м*2,5т/м3 = 0,675т – собственный вес колонны

(bc и hc принять ориентировочно. Если окажется, что вы взяли меньше чем получили в пункте 4.2, то пересчитать.)

Q =10,08+ 11,88т=21,96 т

  1.  Расчет площади колонны

АС

Qполная нагрузка на колонну, n – количество этажей здания

процент армирования сечения (1% для колонны)

Rser  415 МПа – расчетное сопротивление арматуры класса В

Rser  355 МПа – расчетное сопротивление арматуры класса А

Rb 8,5 МПа  – расчетное сопротивление бетона класса В15

Rb 11,5 МПа – расчетное сопротивление бетона класса В20

γb  0,9 – Коэффициент условия работы

АC*(5 – 1) = 0,0863 м2

Принимаем bc = 30 см, hc = 30 см (размеры должны быть кратны 5)

5.3 Расчет площади армирования сечения

Q*(n-1) ≤ *(Rb*hc*bc + Rs*As)

As=

где

коэффициент, учитывающий длительность загружения, гибкость и характер армирования

где

коэффициенты продольного изгиба( определяются по таблице)

Nl  - длительно действующая временная нагрузка со всех перекрытий

Nl = N1*(n-1) + 2/3N2*(n-1) = 10,08*4+2/3*11,88*4 = 72,00т

где

– высота этажа

= ширина колонны

0,5мрасстояние от обреза фундамента до поверхности земли (у всех такое)

Принимаем по таблице ,

– условие выполнено(если нет, то принимаем )

As=

По сортаменту арматуры выбираем 4 стержня ∅14 класса А400.

(Если по расчету получается арматура меньше 12, принимают арматуру12)

Проверка

Q*(n-1) ≤ *(Rb*hc*bc + Rs*As)

условие выполнено

  1.  Расчет фундамента

Расчетная схема

6.1 Расчет площади фундамента

A= h2*b2

где

=  нагрузка на фундамент

1,2 – средний коэффициент надежности для производственных зданий

1,15– средний коэффициент надежности для общественных зданий

Ro = 0.29МПа – сопротивление грунта(по заданию)

 т/м3 средняя объемная масса грунта

d = 1м – глубина заложения фундамента

=

A= a*b =

Проверка прочности под подошвой фундамента

 – условие не выполнено.

Пусть А=b*a=3,42м2 (подбираем так, чтобы стороны были кратны 100мм)

 – условие выполнено

Принимаем А=b*a=3,24м2, b=1,8м, a=1,9м

6.2 Расчет минимальной высоты  фундамента из условия продавливания

где

a = 0,035толщина защитного слоя

где

hc, bc – ширина и длинна колонны

Rbtрасчетное сопротивление бетона на растяжение

Rbt=0,9МПа – для бетона класса В20

Rbt=0,75 МПа – для бетона класса В15

Pгр – давление на грунт от фундамента

Так как высота металлической опалубки может быть либо 30см,  либо 45см, то принимаем двухступенчатый фундамент высотой h=0,6м, hо=0,565м.

6.3 Расчет армирования фундамента

Сечение I-I

Аs1

где

М1 = 0,125*(b2-hc)2*h2гр = 0,125*(1,8м-0,30м)2*1,9м*25,68 = 13,72тм

Сечение II-II

Аs2

где

М2 = 0,125*(b2-b1)2*h2гр = 0,125*(1.8м-0,9м)2*1,9м*25,68 = 4,94тм

Диаметр стержней выбираем по Аs1 

По сортаменту арматуры принимаем по каждому направлению 14 стержней 8  класса А400.

Так как минимальная арматура должна быть 12, то принимаем 11 стержней 12  класса А400 с шагом 200мм. (Аs = 12,44 см2)


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

40584. Структурный подход 30 KB
  Все наиболее распространенные методологии структурного подхода [9111213] базируются на ряде общих принципов [3]. В качестве двух базовых принципов используются следующие: принцип разделяй и властвуй принцип решения сложных проблем путем их разбиения на множество меньших независимых задач легких для понимания и решения; принцип иерархического упорядочивания принцип организации составных частей проблемы в иерархические древовидные структуры с добавлением новых деталей на каждом уровне. Выделение двух базовых принципов не означает...
40585. Проблема сложности больших систем 21.96 KB
  Единственно эффективный подход к решению этой проблемы заключается в построении сложной системы из небольшого количества крупных частей каждая из которых в свою очередь строится из частей меньшего размера и т. по отношению к проектированию сложной программной системы это означает что ее необходимо разделять декомпозировать на небольшие подсистемы каждую из которых можно разрабатывать независимо от других. Это позволяет при разработке подсистемы любого уровня держать в уме информацию только о ней а не обо всех остальных частях системы....
40586. Методология функционального моделирования SADT. Состав и функции моделей SADT 61.84 KB
  Состав и функции моделей SDT. Взаимодействие блоков друг с другом описываются посредством интерфейсных дуг выражающих ограничения которые в свою очередь определяют когда и каким образом функции выполняются и управляются; строгость и точность. отделение организации от функции т. Методология SDT может использоваться для моделирования широкого круга систем и определения требований и функций а затем для разработки системы которая удовлетворяет этим требованиям и реализует эти функции.
40587. Методология функционального моделирования SADT. Состав и функции моделей SADT. Типы связей 40.5 KB
  Вендрова Проектирование ПО Ход урока Организационный момент 24 мин: Приветствие оформление документов к занятию Повторение пройденного материала применяемая методика выводы1520 минзанятие 22 п.5 Сообщение темы урока постановка цели и задачи:13 мин: Методология функционального моделирования SDT; Состав и функции моделей SDT. Изложение нового материала применяемая методика: 5060 мин. лекция: Состав функциональной модели Иерархия диаграмм Типы связей между функциями Моделирование потоков данных процессов...
40588. Психологические особенности профессионального общения сотрудников ОВД 92 KB
  Чтобы профессиональное общение сотрудника ОВД было эффективным и успешным, он обязан разбираться в психологии общения, обладать умением делать выводы на основании фактов и собственных наблюдений.
40589. Создание SADT-диаграмм по произвольным проектам 48 KB
  Организационный момент 23 мин: Приветствие фиксация отсутствующих проверка санитарного состояния аудитории заполнение журнала рапортички проверка подготовленности студентов к занятию. Напоминание правил техники безопасности при работе с ПК; 2. Сообщение темы цели и задач практикума 23 мин: Цели: Приобретение навыков создания SDT моделей по методологии IDEF0. Актуализация опорных знаний и умений студентов 1015 мин: устный опрос занятие 24 п.
40590. Метод моделирования IDEF1 35.48 KB
  Сущность в методологии IDEF1X является независимой от идентификаторов или просто независимой если каждый экземпляр сущности может быть однозначно идентифицирован без определения его отношений с другими сущностями. Сущность называется зависимой от идентификаторов или просто зависимой если однозначная идентификация экземпляра сущности зависит от его отношения к другой сущности рисунок 1. Сущности Каждой сущности присваивается уникальное имя и номер разделяемые косой чертой и помещаемые над блоком. Связь может дополнительно определяться с...
40591. Создание ERD диаграмм методом IDEF I 48.5 KB
  Организационный момент 23 мин: Приветствие фиксация отсутствующих проверка санитарного состояния аудитории заполнение журнала рапортички проверка подготовленности студентов к занятию. Напоминание правил техники безопасности при работе с ПК; 2. Сообщение темы цели и задач практикума 23 мин: Цели: Приобретение навыков создания SDT моделей по методологии IDEF0. Актуализация опорных знаний и умений студентов 1015 мин: устный опрос занятие 27 п.
40592. Сущность объектно-ориентированного подхода 16.76 KB
  Объектноориентированный подход использует объектную декомпозицию при этом статическая структура системы описывается в терминах объектов и связей между ними а поведение системы описывается в терминах обмена сообщениями между объектами. Каждый объект системы обладает своим собственным поведением моделирующим поведение объекта реального мира. Абстрагирование это выделение существенных характеристик некоторого объекта которые отличают его от всех других видов объектов и таким образом четко определяют его концептуальные границы...