Нормативная временная нагрузка (включая кратковременную)

Нормативная временная нагрузка (включая кратковременную)

- 8,5кН /м²

2. Кратковременная нормативная нагрузка 2,5кН / м²

Класс напрягаемой арматуры для плиты A-IV

4. Сетка колонн здания (пролет и шаг)

размеры здания в плане

5. Высота подвала Н_п = 3м, высота 1 этажа Н_э = 4,0м,

высота последующих этажей Н = 3,6 м

6. Размер оконного проема 3,2х1,4м

7. Класс бетона по прочности на осевое сжатие:

- плит В20;

- ригелей В25;

- колонн В25;

- фундамента В15;

Число наземных этажей –9

10. Условное расчетное сопротивление грунта R = 0,25 МПа;

плотность грунта

расчетный угол внутреннего трения грунта

11. Коэффициенты надежности:

- для собственной массы элементов

- для массы теплоизоляционных плит, засыпок, стяжек и отделочных слоев, выполняемых на строительной площадке

- для временной нормативной нагрузки 30000 Н/м² –

Минимальная толщина навесных панелей – 30см

- марка кирпичных стен – М175

- марка раствора – М 100

- блоки для стен подвала – М75

Минимальная глубина заложения фундамента – 1,5м

14. Нормативная временная нагрузка на поверхности земли – 12кН/м^»

Плиты перекрытия по заданию –многопустотные

16.Ригель по заданию с полками для опирания плит перекрытий

 

 

Компоновка конструктивной схемы сборного перекрытия

В состав сборного балочного междуэтажного перекрытия входят плиты и несущие их ригели, опирающиеся на колонны.

При компоновке сборного балочного перекрытия необходимо:

- выбрать сетку колонн;

- выбрать направление ригелей, их форму поперечного сечения и размеры;

- выбрать тип и размеры плит.

Сетка колонн назначается в зависимости от размеров плит и ригелей. Расстояние между колоннами должно быть, во-первых, кратно 100 мм и, во-вторых, приниматься в пределах (4,2…6,6) м.

Направление ригелей может быть продольным и поперечным. Это обуславливается технико-экономическими показателями. Выбор типа поперечного сечения ригелей зависит от способа опирания на них плит. Высота ригеля , где - пролёт ригеля, его ширина =20 см или 30 см.

Тип плит перекрытия выбирается по архитектурно-планировочным требованиям и по величине действия временной нагрузке.

Плиты выполняются преимущественно предварительно-напряженными, как более экономичные по расходу стали.

Количество типоразмеров плит должно быть минимальным: рядовые шириною (1,2…2,4) м, связевые плиты распорки – (0,6…1,8) м, фасадные плиты распорки – (0,6…0,95) м.

В данном курсовом проекте принято следующее:

- конструктивная схема с поперечным расположением ригелей и шагом колонн (6,0×6,0) м.

- ригель таврового сечения шириною =20 см и высотою =450 мм без предварительного напряжения арматуры.

Предварительно принятые размеры могут быть уточнены при расчёте и конструировании ригеля:

- плиты многопустотные предварительно-напряжённые высотой 220 мм (ширина расчётной плиты и плиты-распорки 1,5 м);

- величина действия временной нагрузки .

1.1 Расчёт и конструирование многопустотной предварительно напряжённой плиты перекрытия

Исходные данные

Нагрузки на 1 м² перекрытия

Таблица 1

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, Н/м2	Коэффициент надежности по нагрузке,	Расчётная нагрузка, Н/м2
Линолеум на мастике   Цементно-песчаная стяжка , Многопустотная плита перекрытия с омоноличиванием швов	18000*0,02=360	1,3   1,3     1,1
Постоянная нагрузка g		-
Временная нагрузка в том числе: кратковременная длительная		1,2   1,2 1,2
Полная нагрузка

Нагрузка на 1 п.м. длины плиты при номинальной её ширине 1,5 м с учетом коэффициента надежности по назначению здания (II класс ответственности) :

- расчетная постоянная кН/м; (1.1)

- расчетная полная кН/м; (1.2)

- нормативная постоянная кН/м; (1.3)

- нормативная полная кН/м (1.4)

- нормативная постоянная и длительная кН/м. (1.5)

Материалы для плиты:

Бетон – тяжелый класса по прочности на сжатие В20. МПа, МПа (табл. 12[1]); МПа, МПа (табл. 13[1]); коэффициент условий работы бетона (табл. 15[1]). Плита подвергается тепловой обработке при атмосферном давлении. Начальный модуль упругости МПа (табл. 18[1]). К трещиностойкости плиты предъявляются требования 3-ей категории. Технология изготовления плиты – агрегатно-поточная. Натяжение напрягаемой арматуры осуществляется электротермическим способом.

Арматура:

-продольная напрягаемая класса A-IV. МПа, МПа, МПа (табл. 19^*, 22^*, 29^* [1]).

поперечная ненапрягаемая класса Вр-I, МПа, МПа, МПа (табл. 23^*, 29^* [1]).

 

 

Исходные данные

 

Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м² перекрытия принимаются те же, что и при расчете панели перекрытия. Ригель шарнирно оперт на консоли колонн, см. Расчетный пролет:

- пролет ригеля в осях; - размер сечения колонны;

20- зазор между колонной и торцом ригеля;

140- размер площадки опирания.

Расчетная нагрузка на 1 м длины ригеля определяется с грузовой полосы, равной шагу рам. Шаг рам 6,0 м.

Постоянная нагрузка :

-от перекрытия с учетом коэффициента надежности по назначению здания

;

-от веса ригеля

,

где 2500 кг/м³ – плотность железобетона.

 

С учетом коэффициентов надежности по нагрузке и по назначению здания :

кН/м.

Итого: кН/м.

 

Временная нагрузка с учетом коэффициента надежности по назначению здания и коэффициента снижения временной нагрузки в зависимости от грузовой площади:

 

, где

м² [5]; – грузовая площадь.

.

Окончательно .

Полная нагрузка: кН/м.

 

Определение усилий в ригеле

Расчетная схема ригеля – однопролетная шарнирно опертая балка пролетом . Вычисляем значения максимального изгибающего момента М и максимальной поперечной силы Q от полной расчетной нагрузки:

кНм; кН.

Характеристики прочности бетона и арматуры ригеля:

Бетон – тяжелый класса по прочности на сжатие В25. МПа, МПа (табл. 13); коэффициент условий работы бетона (табл. 15). Начальный модуль упругости МПа (табл. 18).

Арматура:

- продольная ненапрягаемая класса A-III Æ10-40 мм, МПа, МПа (табл. 19^*, 22^*, 29^*).

поперечная ненапрягаемая класса А-III Æ6-8 мм, МПа, МПа, МПа (табл. 29^*, прил.7).

Построение эпюры материалов

 

Продольная рабочая арматура в пролете 2Æ20 A-III с см² и 2Æ28 A-III с см². Площадь этой арматуры определена из расчета на действие максимального изгибающего момента в середине пролета. В целях экономии арматуры по мере уменьшения изгибающего момента к опорам два стержня обрываются в пролете, а два других доводятся до опор. Если продольная рабочая арматура разного диаметра, то до опор доводят два стержня большего диаметра.

Площадь рабочей арматуры см², см².

Место теоретического обрыва верхних стержней определяется построением «эпюры материалов», которую можно считать эпюрой несущей способности ригеля при фактически применяемой арматуре.

Определяем изгибающий момент, воспринимаемый ригелем с полной запроектированной арматурой, 2Æ20 A-III и 2Æ28 A-III ( см²).

, где см.

Из условия равновесия где :

. По прил. 10 м/у .

.

Изгибающий момент, воспринимаемый сечением, больше изгибающего момента, действующего в сечении:

.

До опоры доводятся 2Æ28 A-III с см².

Вычисляем изгибающий момент, воспринимаемый сечением ригеля с арматурой

2Æ28 A-III.

, где см.

. По прил. 10 м/у .

.

Графически по эпюре моментов определяем место теоретического обрыва стержней

2Æ20 A-III. Эпюра моментов для этого должна быть построена точно с определением значений изгибающих моментов в пролета.

Изгибающий момент в пролета равен:

.

Изгибающий момент в пролета равен:

.

Изгибающий момент в пролета равен:

.

Откладываем на этой эпюре М_(2Æ28)=212,15 кН*м в масштабе. Точка пересечения прямой с эпюрой называется местом теоретического обрыва арматуры.

Момент, воспринимаемый сечением ригеля с арматурой 2Æ28 A-III и 2Æ20 A-III, также откладывается в масштабе на эпюре М.

 

 

 

Длина анкеровки обрываемых стержней определяется по следующей зависимости:

.

Поперечная сила Q определяется графически в месте теоретического обрыва, в данном случае Q=106,32 кН.

Поперечные стержни Æ8 A-III (из условия свариваемости с продольными стрежнями диаметром 20 мм) с см² в месте теоретического обрыва имеют шаг 20 см.

 

;

см см.

Принимаем см. Шаг хомутов в приопорной зоне принимается равным на участке длиной 0,5 м.

Место теоретического обрыва арматуры можно определить аналитически. Для этого общее выражение для изгибающего момента нужно приравнять к моменту, воспринимаемому сечением ригеля с арматурой 2Æ28 A-III М_(2Æ28)=212,15 кНÎм.

; ;

; ;

; - это точки теоретического обрыва арматуры.

 

Длина обрываемого стержня будет равна м.

Окончательно принимаем длину обрываемых стержней 2Æ20 А-III 4.0М.

Вывод: принимаем продольную нижнюю арматуру 2Æ28 A-III и 2Æ20 A-III, продольную верхнюю арматуру - 2Æ16 A-III, поперечную арматуру - 38Æ8 A-III.

 

 

Исходные данные

Нагрузки на 1 м² перекрытия принимается такой же, как и в предыдущих расчетах, нагрузка на 1 м² покрытия приводится в табл.2.

Таблица 2

Вид нагрузки	Нормативна нагрузка , Н/м2	Коэффициент надёжности по нагрузке,	Расчётная нагрузка , Н/м2
Гидроизоляционный ковёр 4 слоя Армированная цементная стяжка мм, кг/м3 Пеностекло мм, кг/м3 Керамзит по уклону мм, кг/м3 Пароизоляция 1 слой Многопустотная плита перекрытия с омоноличиванием швов мм		1,3     1,3   1,3   1,3 1,3   1,1
Постоянная нагрузка		-
Временная нагрузка --- снеговая , в т.ч. длительная		-   -
Полная нагрузка		-

 

Материалы для колонны:

Бетон – тяжелый класса по прочности на сжатие В25, расчётное сопротивление при сжатии МПа = 1,45 кН/см²

Арматура:

- продольная рабочая класса A-III, расчётное сопротивление МПа=36,5кН/см².

Принимаем размер сечения колонны см.

- поперечная рабочая класса А- .

 

 

Расчёт прочности колонны

Расчет прочности сжатых элементов из тяжелого бетона класса В25 на действие продольной силы, приложенной со случайным эксцентриситетом, при допускается производить из условия:

, где

- коэффициент, определяемый по формуле: ,

- коэффициенты, принимаемые по прил.17 м/у в зависимости от .

, где

- площадь всей арматуры в сечении элемента;

- для арматуры классов A-I, A-II, A-III.При можно принимать .

В первом приближении принимаем:

; см²; см²;

.

Свободная длина колонны 1 этажа м, м (размер сечения колонны),

.

- длительно действующая нагрузка на колонну. Временная длительно действующая нагрузка на перекрытие 7200 Н/м², кратковременно действующая 3000 Н/м², временная длительно действующая нагрузка на покрытие 900 Н/м², кратковременно действующая

900 Н/м².

Временная кратковременно действующая нагрузка на колонну с одного этажа:

Н=102.6 кН.

Временная кратковременно действующая нагрузка на колонну с покрытия:

Н=30,78 кН.

Временная кратковременно действующая нагрузка на колонну:

кН.

Остальная нагрузка на колонну – длительно действующая:

кН.

.

По прил. 17 м/у определяем коэффициенты и : , .

.

Соответственно площадь арматуры составит:

см².

 

Принимаем продольное рабочее армирование сечения колонны по прил.12 м/у в виде 4Æ36A-III ( см²).

, , что больше и близко к ранее принятому

Вывод: принимаем продольную арматуру 4Æ36 A-III(А-400), поперечную арматуру - Æ12 A-I.

Исходные данные

 

Грунты основания – пески средней плотности с условным расчетным сопротивлением МПа.

Бетон тяжелый класса В15, МПа. Арматура класса A-III, МПа.

Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах кН/м³.

Высоту фундамента принимаем равной 120 см (кратной 30 см), глубина заложения фундамента Н₁ составляет 165 см от уровня пола подвала.

Расчетное усилие, передающееся с колонны на фундамент кН. Усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке . Нормативное значение нагрузки будет:

кН.

 

Расчёт на продавливание

Проверяем нижнюю ступень монолитной части фундамента на прочность против продавливания:

, где

- расчетное сопротивление бетона осевому растяжению;

- среднее арифметическое между периметрами верхнего и нижнего оснований пирамиды продавливания в пределах полезной высоты:

м;

- рабочая высота нижней части фундамента.

Продавливающая сила , где

- расчетное усилие, передающееся с колонны;

- площадь нижнего основания пирамиды продавливания.

м²;

- давление, оказываемое на грунт.

Продавливающая сила кН.

кН. ,

следовательно, прочность монолитной части против продавливания обеспечена.

 

Список использованной литературы

1. А.И.Заикин. Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного промышленного здания. Москва, Издательство АСВ, 2002.

2. В.Н.Байков, Э.Е.Сигалов. Железобетонные конструкции. Общий курс. Москва, Стройиздат, 1991.

3. А.К.Фролов, А.И.Бедов, В.Н.Шпанова, А.Ю.Родина, Т.В.Фролова. Проектирование железобетонных, каменных и армокаменных конструкций. Москва, Издательство АСВ, 2004.

4. О.Г. Кумпяк, А.М.Болдышев, Н.К.Ананьева, О.Р.Пахмурин, В.С.Самсонов. Железобетонные конструкции. Москва, Издательство АСВ, 2003.

СНиП 2.03.01-84* «Бетонные и железобетонные конструкции».

5.Методические указания

Нормативная временная нагрузка (включая кратковременную)

- 8,5кН /м²

2. Кратковременная нормативная нагрузка 2,5кН / м²