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

79077. Вербальные договоры. Стипуляция. Порядок заключения и содержание 25.9 KB
  Открытые в 1933 году новые фрагменты из Институций Гая доказывают что договор стипуляции был известен уже законам XII таблиц.Несмотря однако на все смягчения необходимых формальностей в классическом римском праве всетаки прочно охранялись некоторые черты стипуляции как формального контракта: присутствие договаривающхся сторон в одном месте устный вопрос кредитора и такой же устный ответ должника совпадающий по смыслу с вопросом. Обязательство возникшее из стипуляции было обязательством строгого права и потому подлежало строго...
79078. Виды деликтов и обязательства из них. Личная обида. Кража. Неправомерное повреждение имущества. Другие виды частных деликтов 26.1 KB
  Наиболее подходящий русский термин соответствующий furtum кража. Однако furtum не совпадало полностью с современным понятием кражи. Во-первых к категории furtum в Риме относились и те деликты которые в современном праве именуются кражей и те которые теперь называются присвоением растратой и т.
79079. Владение и право собственности. Владение и держание. Виды. Установление и прекращение владения. Преторские интердикты. Защита добросовестного владения 33.21 KB
  Факты с наступлением которых лицо приобретает право собственности называются способами приобретения права собственности modus cquirendi а те юридические факты в особенности сделки которые служат основанием для приобретения права собственности называются титулом приобретения titulus cquirendi.Способы приобретения права собственности делятся на первоначальные и производные. При первоначальном приобретении права собственности нет праводателя ограниченность правомочий которого могла отразиться на содержании права приобретателя.
79080. Деятельность римских юристов. Формы их деятельности. Значение римской юриспруденции для формирования и развития права. Сабиньянская и прокулянская школы юристов 21.39 KB
  Сабиньянская и прокулянская школы юристов. В произведениях Цицерона формы деятельности римских юристов характеризуются терминами respondere cvere gere а также scribere. Термином respondere обозначается консультационная работа римских юристов дача гражданам обращавшимся к юристам советов по возбуждавшим сомнение вопросам: cvere ограждение интересов данного гражданина при совершении сделок также путем совета не включать какоелибо невыгодное условие и т.
79081. Договор имущественного найма и его виды. Договор найма вещи Поднаем. Прекращение договора найма вещи. Наем услуг. Договор подряда 31.33 KB
  Классическое римское право знало три вида договора locatio-conductio: 1) наем вещей (locatio-conductio rerum); 2) наем услуг (locatio-conductio operarum); 3) наем работы или подряд (locatio-conductio opens или opens faciendi).
79082. Договор поручения. Содержание. Особенности правоотношений, возникающих из договора поручения. Прекращение договора поручения 25.5 KB
  Особенности правоотношений возникающих из договора поручения. Прекращение договора поручения. Договор поручения состоял в том что одно лицо дозритель мандант поручало а другое лицо мандатарий поверенный принимало на себя исполнение безвозмездно какихлибо действий.
79083. Договор товарищества. Виды товарищества. Права и обязанности товарищей в отношении друг друга и в отношении третьих лиц. Вклады. Участие в прибылях и убытках. Прекращение товарищества 26.64 KB
  Виды товарищества. Прекращение товарищества. Договором товарищества societs назывался договор по которому два лица или несколько лиц объединялись для достижения какойто общей хозяйственной цели разумеется не противоречащей праву.
79084. Зарождение юридических лиц. Статус корпораций, муниципий, фиска, благотворительных учреждений. Порядок возникновения юридических лиц. Основания прекращения юридических лиц 22.12 KB
  В древнереспубликанском праве еще не было имущества корпорации это была общая собственность членов корпорации но только неделимая пока существовала корпорация. В случае прекращения корпорации имущество делилось между последним составом ее членов. Наконец третий юрист Ульпиан3 говорил что в корпоративном объединении universits не имеет значения для бытия объединения остаются ли в нем все время одни и те же члены или только часть прежних или все заменены новыми; долги объединения не являются долгами отдельных его членов и права...