87542

Многоэтажное промышленное здания

Курсовая

Архитектура, проектирование и строительство

Расчетный пролет и нагрузки. Расчетный пролет и нагрузки. Расчет прочности по сечениям нормальным к продольной оси. Расчет прочности второстепенной балки по сечениям наклонным к продольной оси.

Русский

2015-04-21

1.65 MB

1 чел.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ЯКУТСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ   

им. М.К. АММОСОВА

ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ)

Инженерный факультет

Кафедра строительного дела

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К курсовому проекту №1

По дисциплине: ” железобетонные и каменные конструкции”.

На тему: “Многоэтажное промышленное здания”

Выполнил:                                                     студент IV курса гр. ПГС-99

        Пивовар К. А.

Принял:                                                          к.т.н., доцент  

        Попов В. М.

г. Нерюнгри

2003г.

Содержание.




[0.1] МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  

[0.2] РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

[0.3] ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ)

[0.3.0.1] Инженерный факультет

[1] Кафедра строительного дела

[1.0.1] ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

[1.0.2] По дисциплине: ” железобетонные и каменные конструкции”.

[2]
2. Конструктивная схема монолитного перекрытия.

[2.1]
2.1. Сравнение вариантов монолитного перекрытия.

[2.2] 2.2. Многопролетная плита монолитного перекрытия.

[2.2.1] 2.2.1. Расчетный пролет  и нагрузки.

[2.2.2] 2.2.2. Характеристика прочности бетона и арматуры.

[2.2.3] 2.2.3.Подбор сечения продольной арматуры

[2.3] 2.3. Многопролетная второстепенная балка.

[2.3.1] 2.3.1. Расчетный пролет  и нагрузки.

[2.3.2] 2.3.2. Характеристика прочности бетона и арматуры.

[2.3.3] 2.3.3. Высота сечения балки.

[2.3.4] 2.3.4. Расчет прочности по сечениям, нормальным к продольной оси.

[2.3.5] 2.3.5. Расчет прочности второстепенной балки по сечениям, наклонным к продольной оси.

[3]
3. Проектирование конструкций перекрытия каркасного здания.

[3.1] 3.1. Компоновка конструктивной схемы сборного перекрытия.

[3.2] 3.2. Расчет ребристой плиты по предельным состояниям первой группы.

[3.2.1] 3.2.1. Расчетный пролет и нагрузки.

[3.2.2] 3.2.2. Усилия от расчетных и нормативных нагрузок.

[3.2.3] 3.2.3. Установление размеров сечения плиты.

[3.2.4] 3.2.4. Характеристики прочности бетона и арматуры.

[3.2.5] 3.2.5. Расчет прочности плиты по сечению, нормальному к продольной оси.

[3.2.6] 3.2.6. Расчет полки плиты на местный изгиб.

[3.2.7] 3.2.7. Расчет прочности ребристой плиты по сечению наклонному к продольной оси.

[3.3] 3.3. Расчет ребристой плиты по предельным состояниям второй группы.

[3.3.1] 3.3.2. Потери предварительного напряжения арматуры.

[3.3.2] 3.3.3.  Расчет по образованию трещин, нормальных к продольной оси.

[3.3.3] 3.3.4. Расчет по раскрытию трещин, нормальных к продольной оси, при

[3.3.4] 3.3.5. Расчет  прогиба плиты.

[3.4]            3.4. Статический расчет многоэтажной рамы, определение усилий в ригелях рамы с учетом перераспределения моментов. Расчет прочности и конструирование ригелей с построением эпюры материалов.

[3.4.1] 3.4.1. Определение усилий в ригеле поперечной рамы.

[3.4.2]
3.4.2. Перераспределение моментов под влиянием образования пластических шарниров в ригеле.

[3.4.3]  3.4.3. Опорные моменты ригеля по грани колонны.

[3.4.4] 3.4.4. Поперечные силы ригеля.

[3.5] 3.5. Расчет прочности ригеля по сечениям, нормальным к продольной оси.

[3.5.1] 3.5.1.  Характеристики прочности бетона и арматуры.

[3.5.2] 3.5.2. Определение высоты сечения ригеля.

[3.6] 3.6. Расчет прочности ригеля по сечениям, наклонным к продольной оси.

[3.7] 3.7. Расчет прочности по наклонному сечению.

[3.8] 3.8. Конструирование арматуры ригеля.

[3.9] 3.9. Определения усилий в средней колонне.

[4]
4. Расчет прочности средней колонны.

[4.1] 4.2. Характеристики прочности бетона и арматуры.

[4.2] 4.3. Колонна подвала.

[4.3] 4.5. Консоль колонны.

[4.4]
4.6. Конструирование арматуры колонны.

[5]
5. Расчет и конструирование кирпичного столба с сетчатым армированием.

[6] 6. ПРИЛОЖЕНИЕ

[7]
7. Список используемой литературы.


1.

[0.1] МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  

[0.2] РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

[0.3] ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ)

[0.3.0.1] Инженерный факультет

[1] Кафедра строительного дела

[1.0.1] ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

[1.0.2] По дисциплине: ” железобетонные и каменные конструкции”.

[2]
2. Конструктивная схема монолитного перекрытия.

[2.1]
2.1. Сравнение вариантов монолитного перекрытия.

[2.2] 2.2. Многопролетная плита монолитного перекрытия.

[2.2.1] 2.2.1. Расчетный пролет  и нагрузки.

[2.2.2] 2.2.2. Характеристика прочности бетона и арматуры.

[2.2.3] 2.2.3.Подбор сечения продольной арматуры

[2.3] 2.3. Многопролетная второстепенная балка.

[2.3.1] 2.3.1. Расчетный пролет  и нагрузки.

[2.3.2] 2.3.2. Характеристика прочности бетона и арматуры.

[2.3.3] 2.3.3. Высота сечения балки.

[2.3.4] 2.3.4. Расчет прочности по сечениям, нормальным к продольной оси.

[2.3.5] 2.3.5. Расчет прочности второстепенной балки по сечениям, наклонным к продольной оси.

[3]
3. Проектирование конструкций перекрытия каркасного здания.

[3.1] 3.1. Компоновка конструктивной схемы сборного перекрытия.

[3.2] 3.2. Расчет ребристой плиты по предельным состояниям первой группы.

[3.2.1] 3.2.1. Расчетный пролет и нагрузки.

[3.2.2] 3.2.2. Усилия от расчетных и нормативных нагрузок.

[3.2.3] 3.2.3. Установление размеров сечения плиты.

[3.2.4] 3.2.4. Характеристики прочности бетона и арматуры.

[3.2.5] 3.2.5. Расчет прочности плиты по сечению, нормальному к продольной оси.

[3.2.6] 3.2.6. Расчет полки плиты на местный изгиб.

[3.2.7] 3.2.7. Расчет прочности ребристой плиты по сечению наклонному к продольной оси.

[3.3] 3.3. Расчет ребристой плиты по предельным состояниям второй группы.

[3.3.1] 3.3.2. Потери предварительного напряжения арматуры.

[3.3.2] 3.3.3.  Расчет по образованию трещин, нормальных к продольной оси.

[3.3.3] 3.3.4. Расчет по раскрытию трещин, нормальных к продольной оси, при

[3.3.4] 3.3.5. Расчет  прогиба плиты.

[3.4]            3.4. Статический расчет многоэтажной рамы, определение усилий в ригелях рамы с учетом перераспределения моментов. Расчет прочности и конструирование ригелей с построением эпюры материалов.

[3.4.1] 3.4.1. Определение усилий в ригеле поперечной рамы.

[3.4.2]
3.4.2. Перераспределение моментов под влиянием образования пластических шарниров в ригеле.

[3.4.3]  3.4.3. Опорные моменты ригеля по грани колонны.

[3.4.4] 3.4.4. Поперечные силы ригеля.

[3.5] 3.5. Расчет прочности ригеля по сечениям, нормальным к продольной оси.

[3.5.1] 3.5.1.  Характеристики прочности бетона и арматуры.

[3.5.2] 3.5.2. Определение высоты сечения ригеля.

[3.6] 3.6. Расчет прочности ригеля по сечениям, наклонным к продольной оси.

[3.7] 3.7. Расчет прочности по наклонному сечению.

[3.8] 3.8. Конструирование арматуры ригеля.

[3.9] 3.9. Определения усилий в средней колонне.

[4]
4. Расчет прочности средней колонны.

[4.1] 4.2. Характеристики прочности бетона и арматуры.

[4.2] 4.3. Колонна подвала.

[4.3] 4.5. Консоль колонны.

[4.4]
4.6. Конструирование арматуры колонны.

[5]
5. Расчет и конструирование кирпичного столба с сетчатым армированием.

[6] 6. ПРИЛОЖЕНИЕ

[7]
7. Список используемой литературы.

Пояснительная записка.

Наименование документов.

Страница.

1. Задание на выполнение курсового проекта

2. Проектная разработка КП.СД.1-ПЗ

3. Приложение 1. Пояснение к вычислительному комплексу «Лира»

Графическая документация.

Наименование документов.

Обозначение.

1. Разрез здания в монолитном и сборном вариантах,   сборный и монолитный вариант компоновки перекрытия, сборная панель перекрытия, армирование сборного неразрезного ригеля с построением эпюры материалов.

2. Армирование колонны и фундамента, ведомость арматурных стержней, выборка стали и ТЭП, план раскладки стержней монолитной неразрезной плиты, армирование плиты и второстепенной балки  


2. Конструктивная схема монолитного перекрытия.


2.1. Сравнение вариантов монолитного перекрытия.

1Вариант.

, где

2Вариант.

, где

Так, как в варианте 2 hпр (hпр=12,72см) меньше hпр (hпр=13,17)варианта 1 то принимаем второй вариант.

2.2. Многопролетная плита монолитного перекрытия.

 

2.2.1. Расчетный пролет  и нагрузки.

Расчетный пролет плиты равен расстоянию в свету между гранями ребер.

Высота второстепенной балки – hв.б=(l/12...1/20)·lв.б=5000/17=294мм=350мм

Ширина второстепенной балки – bв.б=(0,4...0,5)·hв.б=0,5·350=150мм

Расчетный пролет плиты равен расстоянию в свету между гранями ребер:

-  крайний -

- промежуточный -  .

Подсчет нагрузок на 1м2 перекрытия.

Нагрузка

Нормативная нагрузка Н/м2

Коэффициент надежности по нагрузки

Расчетная нагрузка Н/м2

Постоянная:

Плита, =60мм (=2500кг/м3)

Слой цементного раствора,=20мм (=2200кг/м3)

Керамическая плитка, =13мм (=1800кг/м3)

1500

440

234

1,1

1,3

1,1

1650

572

253

g=2475

Временная

6000

1,2

v=8040

Итого

(q+v)=10515

Для расчета многопролетной плиты выделим полосу шириной 1м, при этом расчетная нагрузка на 1м длины плиты 10515 Н/м2.

С учетом коэффициента надежности по назначению здания n=0,95 нагрузка на 1м будет – 10515·0,95=9989.25Н/м2.

Изгибающие моменты:

в первом пролете и на первой промежуточной опоре

М1пр=n(g+v)lп012/11=9989,25·1,9652/11=3506,43Н·м.

в средних пролетах и на средних опорах.

M2ср=n(g+v)lп022/16=9989,25·2,152/16=2885,96Н·м.

2.2.2. Характеристика прочности бетона и арматуры.

Бетон тяжелый класса В20, определим по приложению I призменную прочность Rb=11,5Мпа; прочность при осевом растяжении Rbt=0,9Мпа.

Коэффициент условия работы бетона b2=0,9.

Арматура – проволока класса Вр-I 5мм в сварной рулонной сетке, Rs=360Мпа.

2.2.3.Подбор сечения продольной арматуры

=0,15;; b=1000мм.

, принимаем  рабочую высоту h0=48мм, тогда, а=h-h0=60-48=12мм.

В первом пролете и на первой промежуточной опоре:

, 

принимаем две сетки:

- основную 85 Аs=1,57см2, соответствующую рулонную сетку марки .

- доборную 54  Аs=0,63см2 соответствующую рулонную сетку марки  (т.к. Asдоборs-Asосн=2,14-1,57=0,57см2 ).

В средних пролетах  и на средних опорах:

, 

принимаем  сетку 85 Аs=1,96см2, соответствующую рулонную сетку марки .

2.3. Многопролетная второстепенная балка.

2.3.1. Расчетный пролет  и нагрузки.

Расчетный пролет равен расстоянию в свету между главными балками.

Высота второстепенной балки – hг.б=(l/8...1/15)·lг.б=6900/10=690мм ≈ 700мм

Ширина второстепенной балки – bг.б=(0,4...0,5)·hг.б=0,4·700=300мм

Расчетный пролет плиты равен расстоянию в свету между главными балками:

-  крайний -

- промежуточный -  .

Расчетная нагрузка на 1м длины второстепенной балки:

- постоянная:

от плиты и пола      2475∙2,3=5692,5Н/м

от балки сечением 0,150,29 (=2500кг/м3)  1196Н/м

f=1,1               g=6888,5Н/м

с учетом коэффициента надежности по

 назначению зданияn =0,95         g=6888,5∙0,95=6544,1Н/м

- временная с учетом n =0,95           v=8040∙2,3∙0,95=17567,4Н/м

- полная нагрузка          g+v=6544,1+17567,4=24111,5Н/м

Расчетные усилия.

Изгибающие моменты.

 в первом пролете-

М1пр=(g+v)lпр012/11=24111,5∙4,5252/11=44,881кН·м

на первой промежуточной опоре –

М2оп=(g+v)lпр012/14=24111,5∙4,5252/14=35,264кН·м

в средних пролетах и на средних опорах –

M3ср=(g+v)l022/16=24111,5∙4,72/16=33,289кН·м

отрицательный момент в среднем пролете-

v/g=17567,4/6544,1=2,6<3, то Mср=04∙ M3ср=0,4∙33,289=13,316кН·м

 

Поперечные силы.

на крайней опоре-

Q=0,4·(g+v) ·l01=0.4∙24111,5∙4,525=43,642кН

на первой промежуточной опоре слева –

Q=0,6· (g+v) ·l01=0,6∙24111,5∙4,525=65,4633кН

на первой промежуточной опоре справа –

Q=0,5· (g+v) ·l02=0,5∙24111,5∙4,7=56,662кН

 2.3.2. Характеристика прочности бетона и арматуры.

Бетон, как для плиты класса В20, Rb=11,5Мпа. Арматура продольная А-III, Rs=365Мпа, поперечная Вр-I – класса, диаметром 5мм с Rsw=260Мпа.

2.3.3. Высота сечения балки.

Определим высоту сечения балки:

=0,35; ; b=15см.

, h=h0+а =295+35=330мм,

принимаем h= 35см, тогда h0=350-35=315мм.

В пролетах сечение тавровое - полка в сжатой зоне. Расчетная ширина полки при hf / h=6/35=0,170,1 тогда bв/=bв.б.+l/3=150+5000/3=1866мм, принимаем bв/=1860мм.

2.3.4. Расчет прочности по сечениям, нормальным к продольной оси.

Сечения в первом пролете, Мпр1=44,881кН·м:

,;,

х=h0=0,021315=6,615мм 60мм; нейтральная ось проходит в сжатой полке;

, принимаем 216  А-III, Аs=4,02см2.

Сечения в среднем пролете, Мср=33,289кН·м. Сечение работает как  прямоугольное:

,;,

, принимаем 2 стержня 14  А-III, Аs=3,08см2.

На отрицательный момент, М=13,316кН·м. Сечение работает как  прямоугольное:

,;,

, принимаем 210  А-III, Аs=1,57см2.

Сечение на первом промежуточной опоре, Моп=35,264кНм. Сечение

работает как  прямоугольное:

,;,

, принимаем 510  А-III, Аs=4,52см2.– две гнутые сетки первая 310 А-III и вторая2 10 А-III.

Сечение на средних опорах, М=33,289кНм Сечение работает как  прямоугольное:

,;,

, принимаем 410  А-III, Аs=3,14см2 – две гнутые сетки первая 210 А-III и вторая 210 А-III.

 2.3.5. Расчет прочности второстепенной балки по сечениям, наклонным к продольной оси.

Диаметр стержней d=6мм, A-III,  Rsw=285МПа, Аsw=0,57см2=57мм2.

Для всех приопорных участков промежуточных и крайних опор балки

принят шаг S=150мм.

.

Влияние свесов сжатой полки: 0,5.

, принимаем 180мм

Условие qsw=108,3H/мм>Qb,min/2·h0=298526/2·315=47,39Н/мм выполняется.

Требования удовлетворяет.

Вычисляем:

q1=q+v/2=(6,8883+17,5674/2)0,95=14,88кН/мм<0,56 qsw=0,55680=108,3Н/мм.

В связи с этим вычисляем значение С по формуле:

принимаем С=1,05м.

Qb=Mb/C=31,35/1,05=29,86кН> Qb,min =29,85кН.

Поперечная сила в вершине наклонного сечения:

Q=Qmax-q1C=65,463103-14,881,05=49,839кН

Длина проекции наклонного расчетного сечения:

Qsw=qswC0=108,30,538=58,265кН

Условие прочности:

Qb+Qsw=29,86+58,265=88,125кН>Q=65,463кН обеспечивается.

 


3. Проектирование конструкций перекрытия каркасного здания.

Сборный вариант.


Таблица сравнения вариантов.

Название элемента

Количество

Вариант 1

Вариант 2

Плиты

50

36

Связевые плиты

2

8

Доборные плиты

2

8

Ригели

18

15

принимаем первый вариант.

3.1. Компоновка конструктивной схемы сборного перекрытия.

Ригель поперечных рам трехпролетные, на опорах жестко соединенные с крайними и средними колоннами. Плиты перекрытий предварительно напряженные ребристые. Ребристые плиты принимаются с шириной , равной 2300 мм; связевые плиты шириной 950 опираются на ригель и опорные стальные столики, предусмотренные на крайних колонах.

В продольном направлении жесткость здания обеспечивается вертикальными связями, устанавливаемыми в одном среднем пролете по каждому ряду колонн. В поперечном направлении жесткость здания обеспечивается также по связевой системе: ветровая нагрузка через перекрытия, работающие как горизонтальные жесткие диски, передается на торцовые стены, выполняющие функции вертикальных связевых диафрагм.

 3.2. Расчет ребристой плиты по предельным состояниям первой группы.

 

3.2.1. Расчетный пролет и нагрузки.

Для установления расчетного пролета плиты предварительно задаемся  размерами сечения ригеля:

h=(1/12)l=(1/12)720=60см, b=25см.

При опирании на ригель поверху расчетный пролет:

l0=l-b/2=6-0,25/2=5,88см

Подсчет  нагрузок на 1 м2 перекрытия приведен в таблице 1.

Расчетная нагрузка на 1 длины при ширине плиты 2300мм

с учетом коэффициента надежности по назначению здания n=0,95:

- постоянная  g=3,5752,30,95=7,81 кН/м;

- полная         g+v=11,6152,30,95=25,38 кН/м.

- временная   v=25,38-781=17,57кН/м.

Нормативная нагрузка на 1м:

- постоянная  g=3,172,30,95=6,93кН/м;

-  полная          g+v=9,872,30,95=21,57кН/м.

в том числе постоянная и длительная 7,872,30,95=17,2кН/м.

3.2.2. Усилия от расчетных и нормативных нагрузок.

От расчетной нагрузки: ;

                                                      ;

От нормативной полной нагрузки:

         ;

                                                    ;

От нормативной постоянной и длительной нагрузки:

              .

Таблица 1.

Вид нагрузки

Нормативная нагрузка Н/м2

Коэффициент надежности по нагрузки

Расчетная нагрузка Н/м2

Постоянная:

Ребристая лита,

Слой цементного раствора,=20мм (=2200кг/м3)

Керамическая плитка, =13 мм (=1800кг/м3)

2500

440

230

1,1

1,3

1,1

2750

572

253

Итого

3170

-

3575

временная:

в том числе

длительная

кратковременная

6700

4700

2000

1,2

1,2

1,2

8040

5640

2400

Полная нагрузка

в том числе постоянная (3174)

длительная(4000)Н/м2 

кратковременная

9870

7870

2000

-

-

-

11615

-

-

3.2.3. Установление размеров сечения плиты.

Высота сечения ребристой предварительно напряженной плиты:

h=l0/20=588/20≈30см;

рабочая высота сечения: h0=h-a=30-3=27см;

ширина продольных ребер понизу 7 см;

В расчетах по предельным состояниям  первой группы расчетная толщина сжатой полки таврового сечения ; отношение  при этом в расчет вводится вся ширина полки ; расчетная ширина ребра .

3.2.4. Характеристики прочности бетона и арматуры.

Ребристая предварительно напряженная плита армируется стержневой арматурой класса А-V с электротермическим натяжением на упоры форм. К трещеностойкости плиты предъявляются требования 3-й категории. Изделие подвергается тепловой обработке при атмосферном давлении.

Бетон тяжелый класса В30, соответствующий напрягаемой арматуре. Призменная прочность нормативная , расчетная ; коэффициент условия работы бетона ; нормативное сопротивление  при растяжении , расчетное ; начальный модуль упругости бетона Передаточная прочность Rbp устанавливается так, чтобы при обжатии отношение напряжений .

Арматура продольных ребер класса  А-V, нормативное сопротивление , расчетное сопротивление Rs=680 МПа; модуль упругости Еs=190000 МПа. Предварительное напряжение арматуры принимаем равным .

Проверяем выполнения условия: при электротермическом способе натяжения МПа;

– условие выполняется.

Вычисляем предельное отклонение предварительного напряжения

по формуле: ; здесь пр=2 – число напрягаемых стержней плиты.

Коэффициент точности натяжения при благоприятном влиянии предварительного напряжения по формуле:

При проверке по образованию трещин в верхней  зоне плиты при

обжатии принимается:   

Предварительное напряжение с учетом точности натяжения:

 

3.2.5. Расчет прочности плиты по сечению, нормальному к продольной оси.

 

M=109,69кН/м

Сечение тавровое с полкой в сжатой зоне. Вычисляем:

х=h0=0,04527=1,215см 5 см; нейтральная ось проходит в пределах сжатой полки =1-0,5=1-0,50,045=0,98.

Вычисляем характеристику сжатой зоны по формуле:

Вычисляем граничную высоту сжатой зоны по формуле:

;

здесь - напряжение в арматуре с условным пределом текучести, в знаменателе формулы принято 500МПа, поскольку γb2<1. Предварительное напряжение с учетом полных потерь предварительно принято равным:

Коэффициент условий работы, учитывающий сопротивление напрягаемой арматуры выше условного предела текучести:

, где  - для класса арматуры А-V, принимаем  .

Вычисляем площадь сечения растянутой арматуры:

принимаем 2 20 А-V, с площадью As=6,28см2.

3.2.6. Расчет полки плиты на местный изгиб.

Расчетный пролет при ширине ребер вверху 8,5 см составит:

Нагрузка на 1 м2 полки может быть принята (с несущественным превышением) такой же, как и для плиты:  

Изгибающий момент для полосы шириной 1 м определяется с учетом

частичной заделки в ребрах:

Рабочая высота сечения: h0=5-1,5=3,5 см.

Арматура 4 Вр-I c Rs=365МПа;

;

=1-0,5=1-0,50,06=0,97;

- принимаем 84Вр-I с As=1,01см2 c шагом s=125мм.

3.2.7. Расчет прочности ребристой плиты по сечению наклонному к продольной оси.

 Qb=74,62кН

Влияния продольного усилия обжатия N=Р2=202,1кН (см. расчет предварительных напряжений арматуры плиты).

Проверка требований поперечной арматуры

- удовлетворяется.

При

принимаем с=2,5h0=2,527=62,5см.

Условие

неудовлетворяется, поперечная арматура требуется по расчету. На приопорном участке длиной l/4 устанавливаем в каждом ребре плиты поперечные стержни 5 Вр-I с шагом s=h/2=30/2≈15см. В средней части пролета шаг s=3h/4=330/4≈20см.

Аsw=30,196=0,588см2, Rsw=260МПа.

Влияния свесов сжатых полок:

Вычисляем 1+f+n=1+0,3+0,48=1,78>1,5; принимаем 1,5

Qb,min=b3(1+f+n) Rbtbh0=0,61,50,91,2270270=36,741103Н.

 Условие qsw=1019,2Н/см> Qb,min/(2h0)= 36,741103/(232)=680,1Н/см –

удовлетворяется.

Требование Smax=b4Rbtbh02/Qb=1,51,21402702/74620=246,2мм=24,6см>S=20см–удовлетворяется.

Для расчета прочности вычисляем:

Мb=b2(1+f+n)Rbtbh02=21,50,91,22702702=330,68105Нмм=330,68104Нсм.

Поскольку q1=166Н/см<0,56qsw=0,561019,2=570,8Н/см, вычисляем значение с по формуле: >3,33h0=89,91см, принимаю с=90см.

Тогда Qb/c=330,68104/90=36,742103H>Qb,min=36,741103Н.

Поперечная сила в вершине наклонного сечения:

Q= Qb-q1c=74,62103-16690=59,68103Н.

Длина проекции расчетного наклонного сечения:

, принимаем с0=57см, при этом Qsw=qswc0=1019,257=58,094103Н.

Условие прочности:

-

- удовлетворяется.

Прочность проверяют по сжатой наклонной полосе.

; ;

;;.

Условие прочности:

0,3w1b1Rbbh0=0,31,080,8317014027=172,281103Н>Qb=74,62103Н-  удовлетворяется.

 3.3. Расчет ребристой плиты по предельным состояниям второй группы.

3.3.1. Геометрические характеристики приведенного сечения:

Площадь приведенного сечения:

Статический момент площади приведенного сечения относительно

нижней грани:

Расстояние от нижней грани до центра тяжести приведенного

сечения:

Момент инерции приведенного сечения:

 

Момент сопротивления приведенного сечения по нижней зоне:

Момент сопротивления приведенного сечения по верхней зоне:

Расстояние от ядровой точки, наиболее удаленной от растянутой зоны

(верхней), до центра тяжести приведенного сечения:

расстояние от ядровой точки, наименее удаленной от растянутой

зоны (нижней), до центра тяжести приведенного сечения:

, где .

Отношение напряжения в бетоне от нормативных нагрузок и усилия обжатия к расчетному сопротивлению бетона для предельных состояний второй группы предварительно принимаем равным 0,75.

Упругопластический момент сопротивления по растянутой зоне

согласно формуле: , где - для таврового сечения с полкой в сжатой зоне.

Упругопластический момент сопротивления по растянутой зоне

в стадии изготовления и обжатия элемента:

, где  - для таврового сечения с полкой в растянутой зоне при bf/b>2 и hf/h<0,2.

3.3.2. Потери предварительного напряжения арматуры.

Расчет потерь производится в соответствии с коэффициентом

точности натяжения арматуры при этом

Потери от релаксации напряжений в арматуре

при электротермическом способе натяжения:

Потери от температурного перепада между натянутой арматурой и

упорами т. к. при пропаривании форма с упорами нагревается вместе с изделием.

Усилие обжатия:

Эксцентриситет этого усилия относительно центра тяжести

приведенного сечения:

Напряжение в бетоне при обжатии:

Устанавливаем величину передаточной прочности бетона из условия:

, принимаем , тогда отношение 15,9/22=0,72<0,75.

Вычисляем сжимающее напряжение в бетоне на уровне центра

тяжести напрягаемой арматуры от усилия обжатия P1 и с учетом изгибающего момента от веса плиты: , тогда:

Потери от быстропротекающей ползучести при:

Первые потери:

Вычисляем сжимающее напряжение в бетоне на уровне центра

тяжести напрягаемой арматуры от усилия обжатия P1 и с учетом изгибающего момента от веса плиты с учетом :

, где

потери от усадки бетона:  

потери от ползучести бетона при

Вторые потери:

Полные потери:

Усилия обжатия с учетом полных потерь:

3.3.3.  Расчет по образованию трещин, нормальных к продольной оси. 

Производится для выяснения необходимости проверки по раскрытию

трещин. При этом для элементов, к трещеностойкости которых предъявляются требования третей категории, принимаются значения коэффициента надежности по нагрузке   М=93,22 кНм;

Вычисляем момент образования трещин по приближенному способу

ядровых моментов по формуле:

Здесь ядровый момент усилия обжатия при :

.

M=93,22кНм>Mcrc=42,923кНм – трещины в растянутой зоне

образуются, следовательно необходим расчет по раскрытию трещин.

Проверяем, образуются ли начальные трещины в верхней зоне плиты при

ее обжатии при значении коэффициента точности натяжения . Изгибающий момент от веса плиты М=19,8803 кНм.

Расчетное условие:

 

- условие выполняется, начальные трещины не образуются; - сопротивление бетона растяжению, соответствующее передаточной прочности бетона

3.3.4. Расчет по раскрытию трещин, нормальных к продольной оси, при

Предельная ширина раскрытия трещин:

- непродолжительная

- продолжительная     

Изгибающие моменты от нормативных нагрузок:

     - постоянной и длительной М=74,33 кНм

     - суммарной   М=93,22 кНм.

Приращение напряжений в растянутой арматуре от действия

постоянной и длительной нагрузок:

, здесь  

- плечо внутренней пары сил; т. к. усилие обжатия P приложено в центре тяжести площади нижней напрягаемой арматуры; - момент сопротивления сечения по растянутой арматуре.

Приращение напряжений в арматуре от действия полной нагрузки:

 

Ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия всей

нагрузки:

здесь- диаметр продольной арматуры.

Ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия

постоянной и длительной нагрузок:

Ширина раскрытия трещин от постоянной и длительной нагрузок.

,

Непродолжительная ширина раскрытия трещин:

Продолжительная ширина раскрытия трещин:

 3.3.5. Расчет  прогиба плиты.

Прогиб определяется от нормативного значения постоянной и

длительной нагрузок, предельный прогиб .

Заменяющий момент равен изгибающему моменту от постоянной и

длительной нагрузок М=74,33кНм;

Суммарная продольная сила равна усилию предварительного обжатия

с учетом всех потерь и при ,

- ;

-  эксцентриситет ;

- коэффициент  - при длительном действии нагрузки:

 

- коэффициент, характеризующий неравномерности деформаций растянутой арматуры на участке между трещинами:

Вычисляем кривизну  оси при изгибе:

где- при длительном действии нагрузок;

при Аs/=0 и допущением, что

Прогиб:

 

           3.4. Статический расчет многоэтажной рамы, определение усилий в ригелях рамы с учетом перераспределения моментов. Расчет прочности и конструирование ригелей с построением эпюры материалов.

 3.4.1. Определение усилий в ригеле поперечной рамы.

Расчетная схема и нагрузки.

Поперечная многоэтажная рама имеет регулярную расчетную схему с равными пролетами ригелей и равными длинами стоек (высотами этажей). Сечения ригелей и стоек по этажам также приняты постоянными. Ширина грузовой полосы на ригель равна шагу поперечных рам – 6 м.

Вычисляем расчетную нагрузку на 1 м длины ригеля:

 постоянная:

  •  от перекрытия с учетом коэффициента надежности по назначению здания  
  •  от веса ригеля сечением 0,25×0,6  с учетом коэффициентов надежности  и -3,919 кН/м.

Итого: q=20,4+3,919=24,319 кН/м.

 временная:

  •  с учетом : (полная временная)
  •  в том числе длительная: (длительная временная)
  •  кратковременная:

Полная нагрузка: 


Сбор нагрузок на покрытие
:

Нагрузка

Нормативная нагрузка Н/м2

Коэффициент надежности по нагрузки

Расчетная нагрузка Н/м2

Слой гравия на горячей битумной мастике, =10мм (=2100кг/м3)

3 слоя рубероида =9 мм (=600кг/м3)

Цементно-песчанная стяжка, =20 мм (=1800 кг/м3)

Утеплитель-фибролит =400 кг/м3

210

54

180

600

1,3

1,1

1,3

1,1

273

59,4

234

660



=150 мм

пароизоляция –

1 слой рубероида на горячем битуме =600кг/м3

сборные ж/б плиты покрытия

6

2500

1,1

1,1

6,6

2750

Итого

3983

 

Снег: 

удельный вес:  



3.4.2. Перераспределение моментов под влиянием образования пластических шарниров в ригеле.

Практический расчет заключается в уменьшении примерно на 30% опорных моментов ригеля М21 и М23 по схемам загружения, при этом намечается образование пластических шарниров на опоре.

                           


 
1+2

1-2

;    

 

;  

                       1+3

1-3

  ;    

 

 

                                1+4

1-4

;    

 

;  

2-3

;    

 

  3.4.3. Опорные моменты ригеля по грани колонны.

Опорный момент ригеля по грани средней колонны слева М(21),1 (абсолютные значения):

  1.  по схеме загружения 1+4 и выровненной эпюре моментов:

  1.  по схеме загружения 1+3

3) по схеме загружения 1+2

Опорный момент ригеля по грани средней колонны справа М(23),1:

  1.  по схеме загружения  1+4 и выравненной эпюре моментов:

 

  1.  по схеме загружения 1+3

  1.  по схеме загружения 1+2

Т. к. по схеме загружения 1+4   M(23),1=185,96  < M23=222,258 кНм следовательно расчетный опорный момент ригеля по грани средней опоры равен:

 M=185,96 кНм .

Опорный момент ригеля по грани крайней колонны по схеме загружения 1+2 и выравненной эпюре моментов:

3.4.4. Поперечные силы ригеля.

Для расчета прочности по сечениям, наклонным к продольной оси, принимаются значения поперечных сил ригеля, большие из двух расчетов. На крайней опоре Q1=214,92 кН, на средней опоре слева по схеме загружения 1+2. Q2=247,68 кН. На средней опоре справа по схеме загружения 1+4

3.5. Расчет прочности ригеля по сечениям, нормальным к продольной оси.

3.5.1.  Характеристики прочности бетона и арматуры.

 Бетон тяжелый класса В20, расчетное сопротивления при сжатии Rb=11,5 МПа, при растяжении Rbt=0,9 МПа; коэффициент условий работы бетона

модуль упругости Eb=27000МПа.

Арматура продольная рабочая класса A-III, расчетное сопротивление Rs=365 МПа, модуль упругости Es=200000 МПа.

3.5.2. Определение высоты сечения ригеля.

Высоту сечения подбираем по опорному моменту при  так как на опоре момент определен с учетом образования пластического шарнира. Принятое сечение ригеля следует проверить по пролетному моменту (если он больше опорного) так, чтобы относительная высота сжатой зоны была  и исключалось переармированное неэкономичное сечение. При  находим значение:

 

Граничная высота сжатой зоны:

,

где (при коэффициенте условий работы бетона  когда при длительном действии нагрузки предельная сжимаемость бетона увеличивается и достигает 0,0025)

Вычисляем:

Проверка принятого сечения по пролетному моменту в данном случае производится, так как M=219,64 > M(12)=185,96 кНм.

              принимаем

Производим подбор сечений арматуры в расчетных сечениях ригеля.

Сечение в первом пролете: M=219,64кНм;  

  

Принимаем 420 А-III c 

Сечение в среднем пролете: M=223,116 кНм;

Принимаем 422 А-III c 

Арматура для восприятия отрицательного момента в пролете устанавливается по эпюре моментов, принимаем 212 А-III c 

         

Сечение на средней опоре: M=185,96 кНм, арматура расположена в один ряд.        

Принимаем 228 А-III c 

Сечение на крайней опоре: M=75,1 кНм;      

Принимаем 210 А-III c 

3.6. Расчет прочности ригеля по сечениям, наклонным к продольной оси.

На средней опоре поперечная сила Q=247,68 кН.

Диаметр поперечных стержней устанавливают из условия сварки их с продольной арматурой d=28мм и принимают равным  с площадью  При классе A-III ; так как вводят коэффициент условия работы  и тогда Число каркасов 2, при этом  

Шаг поперечных стержней по конструктивным условиям  На всех приопорных участках длиной l/4 принят шаг s=20 см, в средней части пролета шаг  

Вычисляем:

 

  условие удовлетворяется.

Требование:  удовлетворяется.

3.7. Расчет прочности по наклонному сечению.

Вычисляем:

Так как     

 принимаем

с=164 см.

Тогда:

Поперечная сила в вершине наклонного сечения:

Длина проекции расчетного наклонного сечения:

принимаем с0=100 см.

Вычисляем:

Условие прочности:

обеспечивается.

Проверка прочности по сжатой полосе между наклонными трещинами:

;  

 

Условие:

247,68кН<418,975кН

 3.8. Конструирование арматуры ригеля.

Стык ригеля с колонной выполняется на ванной сварке выпусков верхних надопорных стержней и сварке закладных деталей ригеля и опорной консоли

Колонны. Ригель армируется двумя сварными каркасами, часть продольных стержней каркасов обрывается в соответствии с изменением огибающей эпюры моментов и по эпюре арматуры (материалов). Обрываемые стержни заводятся за место теоретического обрыва на длину заделки W.  

Эпюру арматуры строят в такой последовательности:

  1.  определяют изгибающие моменты М, воспринимаемые в расчетных сечениях, по фактически принятой арматуре;
  2.  устанавливают аналитически по формулам или графически на  огибающей эпюре моментов по ординатам М места теоретического обрыва стержней;
  3.  опр5еделяют длину анкеровки обрываемых стержней , причем поперечная сила Q  в месте теоретического обрыва стержня принимается соответствующей изгибающему моменту в этом сечении.


Сечение первого пролета.

- на средней опоре арматура 228 А-III c ;

;

 

В месте теоретического обрыва арматура 212 А-III c 

см;

 

;

 

()

 

х1=1,05м; х2=4,15м;

Так как  х2=4,15м<l- х1=6,55-1,05=5,5м, принимаем х1=5,5м;

Поперечные стержни 8 А-III в месте теоретического обрыва стержней 228 сохраняем с шагом s=20см;

 

поперечная сила в сечении, при х2=1,05м:

;

длина анкеровки ;

поперечная сила сечении, при х2=5,5м:

;

длина анкеровки;

- в пролете арматура 420 А-III c ;

;

 

В месте теоретического обрыва арматура 220 А-III c 

см;

 

;

 

()

 

х3=1,9м; х4=3,2м;

Так как  х4=3,2м>l- х3=6,55-2,1=445м, принимаем х4=4,45м;

Поперечные стержни 8 А-III в месте теоретического обрыва стержней 220 сохраняем с шагом s=20см;

 

поперечная сила сечении, при х3=1,9м:

;

длина анкеровки;

поперечная сила сечении, при х4=4,45м:

;

длина анкеровки

 Сечение среднего пролета.

на средней опоре арматура 228 А-III c ;

;

 

В месте теоретического обрыва арматура 212 А-III c 

см;

 

;

 

()

 

х1=1,38м; х2=2,4м;

Так как  х2=2,4м<l- х1=5,58м, принимаем х1=5,58м;

Поперечные стержни 8 А-III в месте теоретического обрыва стержней 228 сохраняем с шагом s=20см;

 

поперечная сила в сечении, при х2=1,38м:

;

длина анкеровки ;

поперечная сила сечении, при х2=5,58м:

;

длина анкеровки;

- в пролете арматура 422 А-III c ;

;

 

В месте теоретического обрыва арматура 220 А-III c 

см;

 

;

 

()

 

х3=1,97м; х4=4,9м;

Так как  х4=4,9м>l- х3=6,9-2,2=4,7м, принимаем х4=4,7м;

Поперечные стержни 8 А-III в месте теоретического обрыва стержней 220 сохраняем с шагом s=20см;

 

поперечная сила сечении, при х3=1,97м:

;

длина анкеровки;

поперечная сила сечении, при х4=4,9м:

;

длина анкеровки

3.9. Определения усилий в средней колонне.

Расчет выполняем в программе ”Лира-8.2”, результаты приведены в таблице:

№ п/п

Комбинации усилий

I

II(1+2)

элемента

нач.               (кон.)

полная

длительная

полная

длительная

N, кН

М, кНм

N, кН

М, кНм

N, кН

М,

кНм

N, кН

М, кНм

6

2

-2274

-21,839

-1793

-2,56

-2063,8

-29,5

-1793

-2,56

1

-2283,6

21,84

-1800,7

1,51

-2073,4

25,2

-1800,7

1,51


4. Расчет прочности средней колонны.

4.1.  Методика подбора сечений арматуры внецентренно сжатой колонны при        >R – случай 2.

Расчетные формулы для подбора симметричной арматуры Аs=As/ получают из совместного решения системы трех уравнений:

  1.  условия прочности по моменту;
    1.  уравнения равновесия продольных усилий;
      1.  Эмпирической зависимости для а.

Последовательность расчета по этим формулам следующая.

  1.  Определяют: ;  

 

  1.  При этом   0 принимают Аs=As/ конструктивно по минимальному проценту армирования.
  2.  При  > 0 определяют:

4.2. Характеристики прочности бетона и арматуры.

Класс тяжелого бетона В30 и класс арматуры А-III принимаются такие же, как и для ригеля.

4.3. Колонна подвала.

  1.  тах N=2283,6кН, в том числе от длительных нагрузок Nl=1793кН и соответствующий момент М=21,8кНм, в том числе от длительных нагрузок Ml=2,56кНм.
  2.  тах М=29,5кН, в том числе от длительных нагрузок Мl=2,56кН и соответствующий загружению 1+2 значение N=2063,8кНм, в том числе от длительных нагрузок Nl=1793Нм.

Подбор сечений симметричной арматуры Аs=As/ выполняют по двум комбинациям усилий и принимают большую площадь сечения. Анализом усилий часто можно установить одну расчетную комбинацию и по ней выполнять подбор сечений арматуры. Ограничимся здесь расчетом по второй комбинации усилий. Рабочая высота сечения  ширина b=30см.

Эксцентриситет силы е0=M/N=29,5/2063,8=0,014м=1,4см.

Случайный эксцентриситет: е0=h/30=30/30=1см или е0=lcol/600=410/600=0,68см, но не менее 1 см.

Поскольку случайный эксцентриситет е0=1,4см больше эксцентриситета силы е0= 1,4см, он и принимается для расчета статически неопределимой системы.

Найдем значение моментов в сечении относительно оси, проходящей через центр тяжести наименее сжатой (растянутой) арматуры. При длительной

нагрузке М1l=Ml+Nl(h/2-a)=2,56+1793(0,3/2-0,04)=199,79кНм; при полной нагрузке М1=M+N(h/2-a)=29,5+2063,8(0,3/2-0,04)=256,5кНм

Отношение l0/r=410/8,67=47,29>14 – следует учитывать влияние прогиба колонны, где r=0,289h=8,67см – радиус ядра сечения.

Выражения для критической продольной силы при прямоугольном сечении с симметричным армированием Аs=As/ (без предварительного напряжения) с учетом, что Ib=r2A, Is=A(h/2-a)2, =2As /A, принимает вид:

Расчетная длина колонн многоэтажных зданий при жестком соединении ригелей с колоннами в сборных перекрытиях принимается равной высоте этажа l0=l. В нашем расчете l0=l ≈4,1м.

Для тяжелого бетона. Значение =e0/h=1,4/30=0,047<min=0,55+0,01l0/h-0,01Rb=0,55+0,01410/30-0,0117=0,53; принимаем =0,57. Отношение модулей упругости

 s b=200000/29000=6,9.

Задаемся коэффициентом армирования 1=2Аs/А=0,025 и вычисляем критическую силу по формуле:

Вычисляем коэффициент по формуле:

Значение е равно е=е0+h/2-а=1,42,7+300/2-40=113,8мм=11,38см.

Определяем граничную высоту сжатой зоны по формуле:

, здесь

 

Вычисляем по формулам:

Определяем площадь арматуры по формуле:

Принято 228 А-III c ; 1=2Аs/А=212,32/(3030)=0,027. – условие удовлетворяется.

4.4. Проверка несущей способности принятого сечения:

 N=2069,8кНм, М=29,5кН

h0=h-a=30-4=26см;

 Найдем значение моментов в сечении относительно оси, проходящей через центр тяжести наименее сжатой (растянутой) арматуры. При длительной

нагрузке М1l=Ml+Nl(h/2-a)=2,56+1793(0,3/2-0,04)=199,8кНм; при полной нагрузке М1=M+N(h/2-a)=29,5+2069,8(0,3/2-0,04)=257,2кНм

Отношение l0/r=410/8,67=47,3>14 – следует учитывать влияние прогиба колонны, где r=0,289h=8,67см – радиус ядра сечения.

Расчетная длина колонн многоэтажных зданий при жестком соединении ригелей с колоннами в сборных перекрытиях принимается равной высоте этажа l0=l. В нашем расчете l0=l =4,1м.

Для тяжелого бетона. Значение =e0/h=1/30=0,046<min=0,55+0,01l0/h-0,01Rb=0,55+0,01410/30-

-0,0117=0,52; принимаем =0,53. Отношение модулей упругости

 s b=200000/29000=6,9.

Задаемся коэффициентом армирования 1=2Аs/А=0,025 и вычисляем критическую силу по формуле:

Вычисляем коэффициент по формуле: 

Значение е равно е=е0+h/2-а=1,42,7+300/2-40=113,8мм=11,38см.

Определяем граничную высоту сжатой зоны по формуле:

, здесь

 

Вычисляем по формулам:

Определяем площадь арматуры по формуле:

Принято 228 А-III c ; 1=2Аs/А=212,32/(3030)=0,027. – условие удовлетворяется.

х=h0=0,8726=37,2см

 

 несущая способность принятого сечения обеспечена

4.5. Консоль колонны.

Для опирания ригеля проектируем в соответствии консоль. Опорное давление ригеля Q=247,68кН (см. расчет поперечных сил ригеля); бетон класса В30, Rb=17МПа, γb2=0,9; Rbt=1,2МПа; арматура класса А-III, Rs=365МПа, Rsw=290МПа.

Принимаем длину опорного площадки l=20см при ширине ригеля bbm=25см и проверяем условие согласно формуле:

Вылет консоли с учетом зазора с=5см составит l1=l+c=20+5=25см, при этом, согласно формуле расстояние: а=l1-l/2=25-20/2=15см.

Высоту сечения консоли у грани колонны принимаем равной h=(0,70,8)hbm =0,860=50см; при угле наклона сжатой грани γ=450 высота консоли у свободного края  h1=50-25=25см, при этом h1=25см=h/2=50/2=25см. Рабочая высота сечения консоли h0=h-a=50-3=47см. Поскольку l1=25см<0,9 h0=0,947=42,3см, консоль короткая.

Проверяем высоту сечения короткой консоли в опорном сечении по условию:

 Q=380,7кН>247,68кН – условие удовлетворяется.

Изгибающий момент консоли у грани колонны по  формуле: M=Qa=247,680,15=37,152кНм.

Площадь сечения продольной арматуры консоли подбираем по изгибающему моменту у грани консоли, увеличенному на 25%, по формуле, принимаем:

принято 214 А-III c

Короткие консоли высотой сечения h=50см>2,5а=2,515=37,5см армируются горизонтальными хомутами и отогнутыми стержнями.

Суммарное сечение отгибов, пересекающих верхнюю половину отрезка lw, Аi=0,002bh0=0,0023047=2,82см2, принимаем 214 А-III c  Условие di25мм соблюдается.

Длина отгибов li=1,4120=28,2см. Условие di=14мм(1/15)li=(1/15)282=19мм также соблюдается

Горизонтальные  хомуты принимаем 6 А-I. Шаг хомутов s=h/4=50/4=12,5см, принято s=10см<15см.


4.6. Конструирование арматуры колонны.

Колонна армируется пространственными каркасами, образованными из плоских сварных каркасов. Диаметр поперечных стержней при диаметре продольной арматуры 28мм в подвале и первом этаже 8мм; принимаем 8 А-III с шагом s=300мм по разрезу стороны сечения колонны b=300мм, что менее 20d=2028=560мм. Колонна пятиэтажной рамы членится на три элемент зависимости длины: нижний в этаж, а два верхний в два этажа. Стык колонн выполняется на вантовой сварке выпусков стержней с бетонировкой, концы колонн усиливаются поперечными сетками согласно рис I. Элементы сборной колонны должны быть проверены на усилия, возникающие на монтаже от собственного веса с учетом коэффициента динамичности и по сечению в стыке.


4.7. Фундамент колонны.

Сечение колонны 3030см. Усилия колонны у заделки в фундамент:

 1) N=2283,6кН, М=21,84кНм, эксцентриситет

е=M/N=2184/2283,6=1см;

2) N=1800,7кН, М=1,51кНм, эксцентриситет

е=M/N=151/1800,7=0,08см.

Ввиду относительно малых значений эксцентриситета фундамента колонны рассчитываем, как центрально загружений. Расчетное усилие N=2283,6кН; усредненного значение коэффициента надежности по нагрузке γn=1,15; нормативное усилие Nn=2283,6/1,15=1985,74кН.

Грунты основания – пески пылеватые средней плотности, маловлажные, условное расчетное сопротивления грунта Rser=0,28МПа; бетон тяжелый класса В12,5; Rbt=0,66МПа; γb2=0,9; арматура класса А-II; Rs=280МПа. Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах γ=20кН/м3.

Высота фундамента предварительно принимается равной H=120см (кратной 30см); глубина заложения фундамента H1=150см.

Площадь подошвы фундамента определяем предварительно по формуле без поправок Rser на ее ширину и заложение:

.

Размер стороны квадратной подошвы  Принимаем размер, а=3м (кратной 0,3м). Давление на грунт от расчетной нагрузки р=N/A=2283,6/(33)=253,7кН/м2.

Рабочая высота фундамента из условия продавливания по выражению:

Полная высота фундамента устанавливается из условий:

  1.   продавливания H=65+4=69см;
  2.   заделки колонны в фундаменте Н=1,5hcol+35=1,530+25=70см;
  3.   анкеровки сжатой арматуры колонны 28 А-III в бетоне колонны класса В30 Н=24d+25=242,8+25=92,2см.

Принимаем окончательно фундамент высотой Н=90см, h0=86см – трех ступенчатый рисII. Толщина дна стакана 20+5=25см.

Проверяем, отвечает ли рабочая высота нижней ступени фундамента h02=30-4=26см условию прочности по поперечной силе без поперечного армирования в наклонном сечении, начинающемся в сечении III-III. Для единицы ширины этого сечения (b=100см):

 Q=0,5(a-hcol-2h0)p=0,5(2,4-0,3-20,86)253,7=37,375кН;

Q=48,2кН<0,6γb2Rbth02b=0,60,90,662601000=92,7кН – условие прочности удовлетворяется.

Расчетные изгибающие моменты в сечениях I-I и II-II по формулам:

Площадь сечения арматуры:

Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлениях рабочей арматурой из стержней 1512 А-II с шагом s=17см. (). Проценты армирования расчетных сечений:

что больше


5. Расчет и конструирование кирпичного столба с сетчатым армированием.

Определить расчетную несущую способность и необходимое сетчатое армирование кирпичного столба размером  в плане 0,780,78м с расчетной высотой 4,1м. Расчетная продольная сила N=2283,6кН. Столб выполнен из глиняного кирпича пластического прессования марки 150 на растворе марки 100.

Площадь сечения столба А=0,780,78=0,6084м2. Упругая характеристика кладки по СНиП II-22-81”Каменные и армокаменные конструкции” п.3.21, таб. 15 =1000; коэффициент продольного изгиба по СНиП II-22-81 п.4.2, таб. 18 =1, т. к. h=l0/h=4,1/0,78=5,26 =1000. Расчетное сопротивление кладки                                                          п.3.1, таб. 2 R=2,2МПа (при А>0,3м2). mg=1, т. к. толщина столба более 30см.

Расчетную несущую способность nсс для столба из неармированной кладки определяем по СНиП II-22-81 п. 4.1. формула10:

Расчетную несущая способность столба nсс оказалась в 1,74 раза меньше расчетной продольной силы N, следовательно, необходимо усиление кладки сетчатым армированием.

Определяем необходимое Rskb=1,742,2=3,828МПа.

Принимаем арматуру Вр-I диаметром 4мм. Расчетное сопротивление Rs=219МПа по  пособию к СНиП II-22-81 п 5.6.

Процент сетчатого армирования определяем по:

. по  пособию к СНиП II-22-81 п. 5.15. таб. 9 принимаем - =0,41%, сс=88см, s=7,7см.

По  СНиП II-22-81 п.4.30. формуле 27:

- условие удовлетворяется.

Проверяем расчетную несущую способность столба по СНиП II-22-81 п. 4.30. формула26:

Следовательно, расчетная  несущая способность столба, армированного сетчатой арматурой, при  =0,41% достаточна.

Рассчитываем площадь сечения стержней в одном направлении:

 Принимаем 10стержней 4 Вр-I c  расположением через один ряда кладки и исходя из 0,41% армирования по  пособию к СНиП II-22-81 п. 5.15. таб. 9 определяем размер ячейки в плане 1010см. Крайние стержни располагаются  от наружных граней столба (защитный слой) на 1,5см. Смотри рис.III.


6. ПРИЛОЖЕНИЕ


7. Список используемой литературы.

  1.  Байков В.Н., Синигалов Э.Е. ”Железобетонные конструкции”. Общий курс. Учебник для вузов. – 4-е изд., перераб.  – М.: Стройиздат,1985.-728с., ил.
  2.  Бондаренко В. М., Судницын А.И., Назаренко В.Г.”Расчет железобетонных и каменных конструкций”. Учеб. Пособие для строит. вузов/ Под ред. В.М. Бондаренко. – М.: Высш шк., 1988. – 304с. ил.
  3.  “Железобетонные конструкции: Курсовое и дипломное проектирование”./ Под ред.  А.Я. Барашникова. – К.: Вища шк. Головное изд-во, 1987. – 416с.
  4.  Кудзис А.П. ”Железобетонные и каменные конструкции”. Учеб. Для строит. Спец. Вузов. в 2-х частях. Ч. 1. Материалы, конструирование, теория и расчет. М.: Высш. Шк., 1988. – 287с.: ил.
  5.  СНиП 2.01.07-85* ”Нагрузки и воздействия”. Госстрой России.
  6.  СНиП II-3-79* (1998)” Строительная теплотехника”. Издание официальное. Госстрой России.  Москва 1998
  7.   Справочное пособие к  СНиП 2.01.01-82 ”Строительная климатология”. Серия основана в 1989 году
  8.  СНиП 2.03.01-84* ”Бетонные и железобетонные конструкции”. Госстрой России.
  9.  СНиП II-22-81”Каменные и армокаменные конструкции”. Госстрой России. Москва 1983г.
  10.  “Пособие по проектированию каменных и армокаменных конструкций” к СНиП II-22-81”Каменные и армокаменные конструкции”. Госстрой России. Москва 1989г.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

52985. Взаємодія тіл 1.18 MB
  Запропоновані тестові завдання можуть бути використані як для поточної перевірки знань учнів, так і для тематичних атестацій. Задачі і завдання підібрані різних типів - розрахункові, графічні, якісні, задачі-малюнки, умова яких задається за допомогою малюнка, графіка, фотографії.
52987. Компетентнісний підхід у викладанні фізики 105.5 KB
  Ключові компетенції включають в себе вміння виконувати цілісну ясну грамотну дію вирішувати реальну ситуацію задачу. У зв'язку з цим можна виділити навички та вміння які повинні виникнути у студентів: володіння інформаційними технологіями уміння їх застосовувати збір і обробка необхідної інформації; здатність вчитися все життя це основа безперервної підготовки в професійному плані а також в особистому і суспільному житті; вміння спілкуватися поважати один одного здатність жити з людьми інших культур мов і релігій. Це призводить...
52988. Методичні рекомендації з проведення навчального експерименту в системі вивчення фізики в середній школі 170.5 KB
  Методичні рекомендації з проведення навчального експерименту в системі вивчення фізики в середній школі м. Система шкільного експерименту з фізики. Роль експерименту в процесі вивчення фізики в школі.
52989. ФОРМУВАННЯ САМООСВІТНЬОЇ КОМПЕТЕНТНОСТІ УЧНІВ ЗАСОБАМИ ФІЗИКИ 103 KB
  Модель випускника готового до самоосвіти Засоби організації самоосвітньої діяльності учнів Пам’ятки раціональної організації навчальної роботи школяра як розв’язати задачу як здійснити перевірку розв’язків задачі робота з підручником фізики складання плану відповіді з фізики як скласти конспект як готувати доповідь реферат як працювати з додатковою літературою як готувати домашнє завдання як виконувати письмову домашню роботу Зразки тестів та контрольних робіт для перевірки навчальних досягнень...
52990. Вивчати фізику цікаво 270 KB
  Серед безлічі шляхів формування у школярів пізнавального інтересу одним з найбільш ефективних є організація ігрової діяльності. Ігрові форми навчання дозволяють пожвавити навчальний процес, зробити його більш привабливим для учнів, підвищують інтерес до предмета в цілому, активізують мислення та творчу діяльність учнів.
52991. Використання моделей і моделювання в шкільному курсі фізики 230.5 KB
  Наводиться технологічний ланцюжок вирішення завдань на комп'ютері. Технологія моделювання вимагає від дослідника уміння ставити проблеми і завдання прогнозувати результати дослідження проводити розумні оцінки виділяти головні і другорядні чинники для побудови моделей вибирати аналогії і математичні формулювання вирішувати завдання з використанням комп'ютерних систем проводити аналіз комп'ютерних експериментів. Моделювання експерименту засобами ІКТ Сьогодні коли комп'ютер став основним інструментом дослідника різні види моделей можна...
52993. Найрозумніший (інтелект-шоу з фізики) 127.5 KB
  Стан механічної системи при якому дія на систему зовнішніх сил не викликає взаємного тиску частинок цієї системи називається: 1. Електричний струмом називається: 1 процес хаотичного руху заряджених частинок; 2 процес безперервного руху заряджених частинок; 3 процес напрямленого руху заряджених частинок. Фізична величина яка чисельно рівна добутку швидкості V руху на час t протягом якого він відбувався називається: 1 переміщенням; 2 траєкторією; 3 шляхом; 7. Пристрій який перетворює електричну енергію в енергію обертального руху...