97014

Многоэтажное здание из сборных железобетонных конструкций

Курсовая

Архитектура, проектирование и строительство

Расчет прочности пустотной панели включает расчет продольного ребра и полки на местный изгиб. При расчете ребра панель рассматривается как свободно лежащая балка таврового сечения, на которую действует равномерно распределенная нагрузка (см. рис.2). Задаемся серийным ригелем по серии ИИ-04 или 1.020 с размерами b=400 мм.

Русский

2015-10-13

604.5 KB

0 чел.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования.

НОВОСИБИРСКАЯ  ГОСУДАРСТВЕННАЯ

АРХИТЕКТУРНО – ХУДОЖЕСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

Кафедра Строительного

производства

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

На тему: «Многоэтажное здание из сборных железобетонных конструкций»

Выполнил ст. 312гр

Губин А.Г.

Проверил: Куликовский А.П.

Новосибирск  2013

  1.  Компоновка конструктивной схемы сборного

перекрытия

Здание имеет размеры в плане 19,2 х 72,0 м и сетку колонн 4,8 х 7,2 м. Принимается поперечное расположение ригелей. Пролет ригелей - 4,8 м. шаг - 7,2 м. Плиты перекрытий – многопустотная с горизонтальными пустотами. Ширина основных плит – 1,5 м (по 3 плиты в пролете);

3. Расчет пустотной панели с напрягаемой арматурой по предельным состояниям первой группы

Расчет прочности пустотной панели включает расчет продольного ребра и полки на местный изгиб. При расчете ребра панель рассматривается как свободно лежащая балка таврового сечения, на которую действует равномерно распределенная нагрузка (см. рис.2).

Задаемся серийным ригелем по серии ИИ-04 или 1.020 с размерами b=400 мм. h=450 мм для многопустотных и  ребристых плит.

Для определения расчетного пролета плиты предварительно задаются размерами сечения ригеля: h = 1/10 = 660/10 = 66 см; b = 0,4h = 0,4∙66 = 26 см; принимаем h = 65 см: b = 25 см (кратно 5 см).

Расчетный пролет плиты l0 принимают равным расстоянию между осями ее опор. При опирании на полки ригеля  расчетный пролет плиты (см. рис. 3) составит l0=l-200-20=7200-200-20=6980 мм.

Где l- расстояние между осями.

Рис. 2а. К расчету полки плиты на местный изгиб:

расчетная схема полки и изгибающие моменты

Подсчет нагрузок на 1 м2 перекрытия приведен в табл.1

3.1. Расчет нагрузки на 1 м2 перекрытия

Таблица 1

Вид нагрузки

Нормативная нагрузка, кH2

Коэффициент надёжности по нагрузке , γf

Расчетная нагрузка, кH2

1

2

3

4

Постоянная:

1. пустотная ж/б плита

(с заливкой швов), h пр = 0,09 м

2. Линолеум

(Ɣ=18000 Н/м3)

3. цементный раствор

(δ=20 мм, Ɣ=1800 Н/М3)

4. шлакобетон (δ=50 мм,      Ɣ=15000 Н/М3)

4. керамические плитки

(δ=20 мм, ρ=1800 кг/м3)

5. перегородки

2250

100

360

750

1,1

1,1

1,3

1,3

2275

110

468

975

Итого

3460

4028

Временная (по заданию)

В том числе:

длительная

5000

3500

1,2

1,2

6000

4200

Полная нагрузка

В том числе длительная

8460

6950

-

10028

8228

Расчетная нагрузка на 1 м длины при ширине плиты 1,5 м с учетом коэффициента надежности по назначению здания γn = 0,95:

постоянная - g = 4028∙1,5∙0,95 = 5739,9 кН/м;

полная - g + v = 100281,50.95 = 14289,9 кН/м;

Здесь γf принимается по [2] в зависимости от вида нагрузки.

3.2. Назначение размеров сечения плиты :

Длина плиты составит: lп = 7200-200-20=6980 мм.

высота сечения пустотной предварительно напряженной плиты

h = lп/20 = 6980/20 = 389 мм, принимаем высоту плиты 200 мм.

Расчетная длина плиты составит: l0 = lп-90 мм =6980 мм.

Рабочая высота сечения h0 = h - а = 220 - 20 = 180 мм;

где а – расстояние от центра тяжести арматуры до грани растянутой зоны бетона.

а=30 мм для многопустотных плит.

ширина верхней полки 146 см. толщина 2,5 см.

В расчетах по предельным состояниям первой группы расчетное сечение тавровое (см. рис. 6):

расчетная толщина сжатой полки таврового сечения hf'= 2,5 см.

расчетная ширина ребра b1 = 6,5 см, b2 = 7 см

Отношение hf'/h = 2,5/2= 1,25 > 0,1, при этом в расчет вводится вся ширина полки  bf' = 146 см.

Рис. 6. Поперечный разрез плиты перекрытия с назначенными размерами и расчетное сечение плиты перекрытия.

3.3. Определение усилий от расчетных и нормативных нагрузок

Рис. 7. Расчетная схема плиты и эпюры М и Q.

    Рис.  8.  Расчетный пролет плиты при опирании  - на полки ригелей.

Изгибающий момент от расчетной нагрузки в середине пролета

М = (g + v)l02/8 = 14,289∙6,892/8 = 84,8 кН∙м.

Поперечная сила от расчетной нагрузки на опоре

Q = (g + v)∙l0/2 = 14,289∙6,89/2 = 49,2 кН.

4. Выбор бетона и арматуры, определение расчетных характеристик материалов

Пустотная предварительно напряженная плита армируется стержневой арматурой класса Ат-VI с электротермическим натяжением на упоры форм.

Изделие подвергается тепловой обработке при атмосферном давлении.

Бетон тяжелый класса В20. соответствующий напрягаемой арматуре. Согласно [1]:

нормативное сопротивление бетона сжатию

Rbn = Rb.ser = 15 МПа (прил. 1).

здесь Rb.ser расчетное сопротивление бетона сжатию для предельных состояний второй группы;

расчетное сопротивление бетона сжатию для предельных состояний первой группы Rb = 11,5 Мпа;

коэффициент условий работы бетона γb2 = 0,9;

нормативное сопротивление при растяжении

Rbtn = Rbt.ser = 1,4 МПа (прил. 1);

расчетное сопротивление при растяжении Rbt = 0,9 МПа;

начальный модуль упругости бетона Eb = 27000 МПа.

Передаточная прочность бетона Rbp устанавливается так, чтобы при обжатии отношение напряжений σbp/Rbp  0,75, кроме того, Rbp  0,5 В.

Для напрягаемой арматуры класса Ат-VI:

нормативное сопротивление растяжению Rsn = 980 МПа (прил. 2);

расчетное сопротивление растяжению Rs = 815 МПа;

начальный модуль упругости Es = 190000 МПа.

Предварительное напряжение арматуры принимается равным:

σsp = 0,6∙ Rsn = 0,6∙980 = 588 МПа.

Рекомендуется [1] назначать σsp с учетом допустимых отклонений р так, чтобы выполнялись условия:

σsp + p  Rs.ser , σsp - р 0.3∙ Rs.ser.

Значение р при электротермическом способе натяжения арматуры определяется по формуле (в МПа): р = 30 + 360/l, l - длина натягиваемого стержня: м.

Проверяем выполнение условий, если

р = 30 + 360/7,2 = 30 + 50= 80 МПа:

σsp + р = 588+ 80 = 688 < Rs.ser = 980 МПа.

σsp - р = 688 – 80 = 608 > 0,3∙ Rs.ser = 0,3∙980 = 294 МПа.

Условия выполняются.

Значение предварительного напряжения в арматуре вводится в расчет с коэффициентом точности натяжения арматуры γsp:

γsp = 1 ± Δγsp.

Вычисляем предельное отклонение предварительного напряжения:

Δγsp = 0,5(р/σsp)∙(1+1/√n) = 0,5(80/688) ∙ (l+l/√2) = 0,09;

здесь n = 2 - число напрягаемых стержней в сечении плиты.

При проверке по образованию трещин в верхней зоне плиты при обжатии принимается γsp = 1 + 0,09 = 1,09;

при расчете по прочности плиты γsp = 1 – 0,09 = 0,91.

Предварительное напряжение с учетом точности натяжения

σsp = 0,91∙688 = 626,08 МПа.

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

Максимальный изгибающий момент от расчетной нагрузки

М = 84,8 кН∙м.

Расчетное сечение тавровое с полкой в сжатой зоне.

Предполагаем, что нейтральная ось проходит в полке шириной bf'. Вычисляем коэффициент αm:

αm =[ M- Rb (bf'-b) bf'(h0 -0,5 hf')]\ Rbbh02 = 84,8-11,5(1,46 – 0,27) ∙0,025 ∙(0,18 – 0,5 ∙ 0,025)\11500 ∙ 0,27∙0,18  = 27,5/558,3=0,04.

По приложению 5 находим ξ = 0,05, ξ = 0,975.

Высота сжатой зоны х = ξ ∙ h0 = 0,05∙18 = 0,9 < 3 см - нейтральная ось проходит в пределах сжатой полки.

Вычисляем характеристику сжатой зоны ω:

ω = 0,85 - 0,008 b2∙Rb = 0,85 – 0,008∙0,9∙14,5 = 0,75.

Определяем граничную относительную высоту сжатой зоны бетона ξR по формуле 25 [3]:

Здесь σSR - напряжение в растянутой арматуре, принимаемое для арматуры классов А-IV, A-V, A-VI

σSR = Rs + 400 - σsp = 815 + 400 - 438,2 = 776,8 МПа:

σsc.u - предельное напряжение в арматуре сжатой зоны,

σsc.u = 500 МПа. так как γb2 < 1;

предварительное напряжение -с учетом полных потерь

σsp = 0.7 626,08 = 438,2 МПа.

Коэффициент .условий работы арматуры γs6 учитывающий сопротивление напрягаемой арматуры выше условного предела текучести, определяется по формуле 27 [1]:

γs6 = η - (η – 1)∙(2ξ/ξR - 1) < η.

γs6 = 1,2 - (1,2 - 1)∙(2∙0,05/0,50 - 1) = 1,04 < η = 1,20.

Здесь η - коэффициент, принимаемый равным для арматуры класса A-VI = 1,20.

Следовательно. γs6 = η = 1,20.

Вычисляем площадь сечения напрягаемой растянутой арматуры:

Asp= M/(γs6Rsξh0)=8480000/(l,2∙815∙0,975∙18∙(100))=4,94 см2.

Принимаем 6 10 Ат-VI с Аsp = 4,710 см2 [прил. 4].

Проверяем процент армирования:

μ = Аsp ∙ 100/(bh0) = 4,96∙100/(27∙18) = 1,01 % > μm1n= 0,05 %.

6. Расчет прочности ребристой плиты по сечению, наклонному к продольной оси

При изгибе плиты вследствие совместного действия поперечных сил и изгибающих моментов возникают главные сжимающие σmc и главные растягивающие σmt напряжения. Разрушение может произойти при σmt > Rbt или σmc > Rb Для обеспечения прочности наклонных сечений изгибаемых элементов должен производиться расчет: 1) на действие поперечной силы по наклонной полосе между наклонными трещинами; 2) на действие поперечной силы по наклонной трещине.

Поперечная сила от расчетной нагрузки Q = 49,2 кН.

1. Для обеспечения прочности на сжатие бетона в полосе между наклонными трещинами в элементах с поперечной арматурой должно соблюдаться условие

Q < 0,3∙φw1φb1Rbbh0. (1)

Коэффициент φw1, учитывающий влияние поперечной арматуры, определяется по формуле

φw1 = 1 + 5α∙ μw < 1,3.

Коэффициент армирования μw равен:

μw = Asw/(bs) = 2∙0,196/(27∙10) = 0,0014,

здесь Asw = 2∙0,196 = 0,392 см2 - площадь поперечного сечения двух стержней диаметром 5 мм (изначально можно задаться диаметром 4 мм);

Для ребристой плиты количество каркасов равняется количеству продольных ребер. Для многопустотных плит количество каркасов принимается в зависимости от ширины плиты.

s = 10 см  - шаг поперечных стержней;

b = 2 ∙ bp = 27 см.

Коэффициент приведения арматуры к бетону α при модуле упругости арматуры класса Bp-I   Es = 190000 МПа равен:

α = Es/Eb = 190000/27000 = 7,037.

Коэффициент φw1 = 1 + 5∙7,03∙0,0014 = 1,05 < 1,3.

Коэффициент φb1 учитывающий влияние вида бетона. определяется по формуле

φb1 = 1 – 0, 01∙b2∙Rb = 1 – 0,01∙0,9∙11,5 = 0,89.

Величина внутреннего усилия, воспринимаемого сечением,

0,3∙ φw1∙ φb1Rbbh0 = 0,3∙1,05∙0,89∙11,5∙27∙18∙(100) = 156687 Н = 156,6 кН.

Условие Q = 49,2 кН < 156,6 кН выполняется. Следовательно, размеры сечения ребер достаточны. Если условие (1) не выполняется, необходимо увеличить размеры сечения или повысить класс бетона.

2. Наклонная трещина в элементе не образуется, если главные растягивающие напряжения σmt ≤ Rbt. Для железобетонных конструкций этому условию соответствует приближенная опытная зависимость:

Q < φb3∙(1 + φf + φn)∙Rbtbh0. (2)

Коэффициент φf, учитывающий влияние сжатых полок в тавровых и двутавровых сечениях, определяется по формуле

φf = 0,75∙(bf' - b)∙ hf'/(bh0 ) < 0,5.

φf  = 0,75 ∙(146-27) ∙2,5/27∙18= 0,45 < 0,5;

Коэффициент φn, учитывающий влияние продольных сил N, определяется по формуле

φn = 0,1∙N/(Rbtbh0) < 0,5;

φn = 0,1∙80/0,9∙27∙18 = 0,018 < 0,5;

для предварительно напряженных элементов в формулу вместо N подставляется усилие предварительного обжатия Р.

Значение 1 + φf + φn во всех случаях .принимается не более 1,5 [3].

Коэффициент φb3 принимается равным для тяжелого бетона 0,6.

Проверим условие (2), считая 1 + φf + φn = 1,46:

Q = 49,2 > 0,6∙1,46∙0,9∙27∙18∙(100)) = 38,5кН.

Условие (2) не соблюдается, поэтому необходим расчет поперечной арматуры. При соблюдении условия (2) расчет наклонных сечений по поперечной силе не требуется и арматура может быть назначена по конструктивным соображениям:

На приопорных участках продольных ребер длиной 1/4 пролета при

h < 450 мм шаг поперечных стержней должен быть

Sh/2 = 200/2 = 100 мм

S ≤ 100 мм.

3. Расчет железобетонных элементов с поперечной арматурой на действие поперечной силы для обеспечения прочности по наклонной трещине должен производиться из условия

QQb + Qsw,

где Qb = Mb /C = φb2∙(1 + φf + φn )∙Rbtbh02/C.

Вычисляем величину Мb   при φb2 = 2,0 и 1+φf+ φn= 1,5:

Мb = φb2∙( 1 + φf + φn )∙Rbt∙b∙h02 = 2∙1,46∙0,9∙106 0,27∙0,182 = 22971Н∙м.

где q- полная расчетная нагрузка на плиту равная 20,16 кН/м.

=1,26 м, что больше чем Сmax=2.5h0 = 2.50,18=0,45 м. Принимаем С=2,5h0=0,45 м.

Qb= Mb/C =22971/0,45=10,336 кН.

Qsw=qswc0

где qsw – равномерно распределенное усилие, воспринимаемое поперечными стержнями.

Rsw – расчетное сопротивление поперечной арматуры растяжению, принимаемое по приложению 3. Для диаметра 5 проволоки Вр-I Rsw =290 МПа;

Аsw – площадь одного поперечного стержня, в первом приближении принимаем диаметр 5 с Аsw=0,196 см2;

S – шаг поперечных стержней, принимаемый в первом приближении h/2, 200/2=100 мм.

n – количество опорных каркасов.

Н/м

;    =0,5м, что больше чем 2h0. Принимаем с0=2h0 = 20,20=0,4 м.

Qsw=101,920,5=50,96 кН.

Проверяем условие:   QQb + Qsw,

49,2 кН < 10,336 + 50,96 = 61,29 кН.

Условие выполняется, поперечная арматура подобрана верно.

Окончательно принимаем 5 Вр-I с шагом 150 мм.  Поперечную арматуру объединяем в каркас КР1 длинной l/4 = 6,98/4=1,74 м.

7. Конструирование многопустотной плиты перекрытия.

  1. Проектируемая плита перекрытия многопустотная с круглыми пустотами, с размерами в плане 1490х6980 мм. Высота плиты 200 мм. Расчетное сечение плиты – тавровое с полкой в сжатой зоне. Бетон плиты В20, рабочая арматура А-VI.

  2. Для восприятия изгибающего момента в растянутой зоне плиты устанавливаем 6 стержня диаметром 10 мм А-VI, с площадью Аsp=4,710 см2. Для увеличения жесткости плиты и уменьшения вертикальных деформаций, а так же для увеличения трещиностойкости арматуру преднапрягаем с усилием sp=218 МПа. Преднапряжение создается электротермическим методом.

  3. Для восприятия поперечной силы на опоре устанавливаем 3 каркаса КР1 длинной 1740 мм. Каркас КР1 состоит из двух продольных стержней 5ВрI

и поперечных стержней  5ВрI с шагом S=150 мм.

  4. Для подъема, транспортирования и монтажа конструкции в плите предусмотрено 4 петли П1. Диаметр и длина плиты принимаются в зависимости от массы изделия по таблице 5 приложения.

  5. В сжатой зоне плиты устанавливается сетка С1 по всей ширине и длине плиты. Сетка С1 состоит из продольных стержней 5ВрI с шагом 110 мм и поперечных стержней 5ВрI с шагом 110 мм.

  6. В растянутой зоне в приопорных участках устанавливается сетка С2 для предохранения бетона от раскалывания предварительным обжатием. Сетка С2 состоит из продольных стержней 3ВрI с шагом 150 мм и поперечных стержней 4ВрI с шагом 100 мм. Сетка С2 устанавливается на всю ширину плиты, длинной 800 мм.

8. Список использованной литературы.

  1.  СНиП 2.03.01-84*.  Бетонные и железобетонные конструкции.

      М.: Стройиздат.

  1.  СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. М.: Стройиздат.

  1.  В.Н. Байков, Э.Е. Сигалов. Железобетонные конструкции. Общий курс. М.: Стройиздат.

4.        А.Б. Голышев, В.Я.Бачинский, В.П. Полищук, А.В. Харченко, И.В. Руденко. Проектирование железобетонных конструкций. Справочное пособие. Киев.:Будивельник 1985.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

40080. Принципы построения радиорелейных (РРЛ) и спутниковых систем связи (ССС) 38.88 KB
  Цепочку радиорелейной линии составляют радиорелейные станции трех типов: оконечные радиорелейные станции ОРС промежуточные радиорелейные станции ПРС узловые радиорелейные станции УРС.1 Радиорелейная линия связи На оконечной радиорелейной станции начинается и заканчивается тракт передачи. Аппаратура ОРС осуществляет преобразование сигналов поступающих от разных источников информации телефонные сигналы от междугородней телефонной станции телевизионные сигналы от междугородней телевизионной аппаратной и т. Радиосигналы ОРС с помощью...
40081. РРЛ прямой видимости и тропосферные 14.75 KB
  3 признака РРсв: 1наличие ретрансляции радио сигналов 2использование диапазона УКВ 3наземная радио связь Для обеспечения РРсв строятся РРЛ. Принцип РРЛ связи заключается в последовательной передачи сообщений от одной к другой РР станции для обеспечения заданной дальности. РРЛ называют совокупность техн.
40082. Принципы построения локальных сетей (Ethernet) 14.93 KB
  Наиболее широко используемой технологией является технология Ethernet и специализированный стандарт IEEE 802.3 При работе сети Ethernet используется топология звезда в которой каждый узел устройство соединен по сети с другим узлом с помощью активного сетевого оборудования такого как коммутатор. Типы сетей Ethernet Fst Ethernet Fst Ethernet это сеть Ethernet предназначенная для передачи данных со скоростью 100 Мбит с.
40083. Стандарты цифровых и аналоговых систем подвижной связи 14.48 KB
  К аналоговым ССПС относятся следующие стандарты: MPS усовершенствованная мобильная ТЛФ служба диапазон 800 МГц – США Канада Центральная и Южная Америка Австралия; это наиболее распространенный стандарт в мире; используется в России в качестве регионального стандарта. TCS общедоступная система связи диапазон 900 МГц – Англия Италия Испания Австрия Ирландия; второй по распространенности среди аналоговых; NМT – 450 и N МT – 900 мобильный телефон северных стран –...
40084. Принципы построения наземных и спутниковых систем телевизионного и звукового вещания 73.77 KB
  От недостатков земных радиорелейных линий свободны спутниковые системы связи ССС. В основе построения спутниковой системы связи лежит идея размещения ретранслятора на космическом аппарате КА. Принцип спутниковой связи заключается в ретрансляции аппаратурой спутника сигнала от передающих наземных станций к приёмникам. Благодаря этому обстоятельству в настоящее время почти все спутники связи предназначенные для коммерческого использования находятся на геостационарной орбите.
40085. ССС: геостационарные, низкие и средневысотные орбиты - принципы построения и их параметры 18.08 KB
  В системах спутниковой связи ССС основными показателями определяющим размеры зоны обслуживания качество и энергетику радиолиний являются тип орбиты и ее характеристики. Системы использующие КА на GEO MEO и LEOорбитах Показатель Геостац средне низкие Высота орбиты км 36 000 500015 000 5002000 Количество КА в ОГ 3 812 4866 Зона покрытия одного КА угол радиовидимости 50 от поверхности Земли 34 2528 37 Время пребывания КА в зоне радиовидимости в сутки 24 ч 152 ч 1015 мин Задержка при передаче речи мс Региональная связь...
40086. Параметры первичных сигналов 26.89 KB
  Основными первичными сигналами электросвязи являются: телефонный звукового вещания телевизионный телеграфный передачи данных. Основными параметрами телефонного сигнала являются: мощность телефонного сигнала PТЛФ. Согласно данным МСЭТ средняя мощность телефонного сигнала в точке с нулевым измерительным уровнем на интервале активности составляет 88 мкВт. С учетом коэффициента активности 025 средняя мощность телефонного сигнала PСР равна 22 мкВт.
40087. Теорема Шеннона для оценки производительности канала связи 17.5 KB
  Зато снизу к этому пределу можно подойти сколь угодно близко обеспечивая соответствующим кодированием информации сколь угодно малую вероятность ошибки при любой зашумленности канала. пропускная способность канала означающая теоретическую верхнюю границу скорости передачи данных которые можно передать с данной средней мощностью сигнала через аналоговый канал связи подверженный аддитивному белому гауссовскому шуму мощности равна: где пропускная способность канала бит с; полоса пропускания канала Гц; полная мощность сигнала над...
40088. Протокол, интерфейс, стек протоколов. Модель ISO/OSI 54.29 KB
  Интерфейс определяет набор услуг которые нижележащий уровень предоставляет вышележащему. Международная Организация по Стандартам Interntionl Stndrds Orgniztion ISO разработала модель которая четко определяет различные уровни взаимодействия систем дает им стандартные имена и указывает какую работу должен делать каждый уровень. Каждый уровень имеет дело с одним определенным аспектом взаимодействия. Каждый уровень поддерживает интерфейсы с выше и нижележащими уровнями.