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

13 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

20103. Многократные зажимные механизмы. Классификация, особенности конструкций, расчет сил зажима в них 2.51 MB
  Эти механизмы имеют ведомые звенья в виде прихватов или плунжеров. По направлению сил зажима многократные механизмы разделяются на группы: 1 механизмы последовательного действия передающие силу зажима в одном направлении от заготовки к заготовке. 2 механизмы параллельного действия передающие силу зажима в нескольких параллельных направлениях.
20104. Установочно-зажимные устройства 112 KB
  они обеспечивают установку детали в требуемом положении и одновременно ее закрепление. Очевидно для закрепления детали установочнозажимные устройства должны быть обязательно подвижными в направлении зажатия. Поэтому установочнозажимные устройства применяются в тех случаях когда конфигурация и масса деталей таковы что обычно применяемые прижимы типа плоских пружин для досыла детали к установочным базам не обеспечивает точного ее положения. В качестве основной детали таких устройств наибольшее применение находят призмы.
20105. Фундаментальные принципы построения САУ. Принцип разомкнутого управления, принцип компенсации. Принцип управления с обратной связью 122.5 KB
  Принцип разомкнутого управления принцип компенсации. Принцип управления с обратной связью. Принцип разомкнутого управления – принцип жесткого управления. Функциональная схема включает три элемента: ЗУ задающее устройство; УУ – устройство управления; ОУ – объект управления.
20106. Типовая функциональная схема САР. Классификация САР. Стабилизирующие САР. Программные САР. Следящие САР 106.5 KB
  СУ2 – дополнительное сравнивающее устройство – предназначено для образования местной обратной связи в любом месте системы. КУ – корректирующее устройство – предназначено для улучшения качества показателей системы; они могут быть в виде местных обратных связей КУ1 параллельных подключений КУ2 последовательных включений КУ3. Классификация САР Все системы в автоматике делятся на адаптивные и неадаптивные. по принципу регулирования: на системы работающие по возмущению; на системы работающие по отклонению; системы использующие...
20107. Статические и астатические САУ 31 KB
  Статические системы состоят из статических звеньев которые имеют зависимость Xвых = f Хвх Рассмотрим простейшую астатическую САР Степень открытия заслонки зависит от Q но поплавок при заданном значении уровня занимает одно и то же положение равного заданному. Особенности равновесие системы со астатическим регулированием имеет место при единственном значении РВ равной заданному. Различают системы статические и астатические по отношению к управляющему и возмущающему воздействиям.
20108. Математические модели САУ. Основные формы записи линеаризированных уравнений в автоматики 56.5 KB
  Для систем с распределёнными параметрами уравнение имеет вид уравнения в частных производных. Уравнение статики описывает поведение системы в установившемся режиме. Урие связи между вх и вых велми искомое урие то есть дифуравнение. В общем случае на динамическое звено кроме входной велны на выходную велну могут оказывать влияние возмущающие воздействия Пусть динамическое звено имеет статическую характеристику вида1 и описывается дифференциальным уравнением первого порядка.
20109. Временные характеристики линейных звеньев 49 KB
  Переходная функция и функция веса. Динамические свва звеньев можно определить по их переходным функциям и функциям веса. Переходная функция ht – такой переходной процесс который возникает на выходе динамического звена при подаче на вход звена единичного ступенчатого скачка. Весовая функция Rt представляет собой реакцию звена на единичную импульсную функцию поданную на вход.
20110. Передаточные функции динамических звеньев. Частотные передаточные функции и частотные характеристики 33 KB
  Их получают при рассмотрении вынужденного движения системы или звена когда на вход подаётся гармоническое воздействие вида : x1 = Aвхsin wt 1 Рассмотрим динамическое звено : При подаче на его вход сигнала 1 если звено линейное на выходе получается сигнал вида : y = Авыхsinwt j 2 j cдвиг фазы Для удобства принимают символическую форму записи sin or cos через ряд : sin wt = ejwt поэтому: sinwt j = еjwt ...
20111. Позиционные, интегрирующие и дифференцирующие типовые динамические звенья их частотные характеристики 45.5 KB
  Типовое динамическое звено описываемое уравнением не выше второго порядка так как реальные звенья составляются на основании законов выражаемых уравнениями не выше второго порядка.1 Безинерционное идеальное звено звено которое в установившемся режиме и в переходном режиме описывается уравнением y = kx На практике идеальным звеном принимают то звено у которого постоянная времени значительно меньше постоянной времени последующих звеньев 1.2 Апериодическое звено первого порядка звено которое...