Многоэтажное каркасное здание

Министерство образования  Республики Беларусь

УО «Гродненский государственный университет имени Янки Купалы»

Кафедра «Строительного производства»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

курсовой  Проект

по дисциплине «Строительные конструкции»

на тему “ Многоэтажное каркасное здание”

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил:                                                                       Ковальчук В. А.

Специальность: ПСИиК

Группа: 5

Курс: 3

Форма обучения:

дневная

 

 

Проверил:                                                                        М. Н. Гаврильчик

 

 

 

 

 

 

 

Гродно

2012

Содержание

1. Расчет и конструирование железобетонной ребристой плиты  3

1.1 Исходные  данные         3

1.2 Расчет полки  плиты         5

1.3 Расчет поперечного  ребра        7

1.4 Расчет продольного  ребра       9

1.5 Расчет прочности наклонных сечений            12

1.6 Проверка панели по прогибам              14

1.7 Расчет панели по раскрытию трещин             14

1.8 Проверка панели на монтажные нагрузки            16

2. Расчет сборного многопролетного ригеля                      17

2.1 Определение  расчетных пролетов ригеля            17

2.2 Определение  нагрузки на ригель             18

2.3 Построение эпюр изгибающих моментов            19

2.4 Расчёт прочности нормальных сечений            22

2.5 Расчёт поперечной  арматуры ригеля             24

2.6 Построение  эпюры материалов и определение мест обрыва арматуры ригеля                  28

3. Расчет колонны первого этажа                        31

3.1 Определение  нагрузок               31

3.2 Расчёт колонны на прочность              32

3.3 Расчёт продольного армирования колонны первого этажа         33

3.4 Расчёт  консоли колонны               33

3.5 Армирование  консоли колонны              34

3.6 Расчёт  стыка колонн               35

4. Расчёт внецентренно нагруженного фундамента           39

4.1 Исходные данные для проектирования……………………………..39

4.2 Определение размеров  подошвы фундамента и подбор арматуры  39

Список использованной литературы              42

 

 

1.РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ Ж/Б РЕБРИСТОЙ ПЛИТЫ

1.1 Исходные данные.

Требуется рассчитать ребристую  плиту с номинальными размерами 1350´6800 мм. Класс условий эксплуатации – XС3. Плита изготавливается из тяжелого бетона С25/30.

Расчётные характеристики бетона (табл. 6.1 [1] ).

 

 

 

В рёбрах плиты изготавливают  каркасы:

с продольными стержнями  класса S500.Расчётные характеристики (табл. 6,5 [1] ):; ;

с поперечными стержнями  класса S500:; (табл. 6,5 [1]);  (п. 6.21 [1]).

Полка плиты армируется сварными сетками из арматурной проволоки  класса S240 (, табл. 6,5 [1]).

Петли для подъёма плиты  приняты из стали S240 и устанавливаются в продольных рёбрах на расстоянии 0.65 м от торца.

Геометрические размеры  плиты показаны на рисунке , при принятом сечении ригеля.

Конструктивная длина  – 6800-120-30=6650 мм;

Конструктивная ширина – 1350-20=1330 мм;

Полку плиты рассчитывают в зависимости от отношения размеров между продольными () и поперечными рёбрами (). Если , то полку расчитывают как неразрезную балку, при - как плиту, работающую в двух направлениях. х.

 

Рисунок 1. Компоновочная схема сборного перекрытия

 

Рисунок 2. Геометрические размеры плиты.

 

 

1.2  Расчёт полки плиты

Т. к.  , то следовательно полку плиты рассматриваем как балочную плиту, опёртую на поперечные рёбра.

Расчётная схема: многопролётная неразрезная балка с расчетными пролётом  - расстояние в свету между поперечными рёбрами.

 

Таблица 1. Нагрузка на 1м² сборного перекрытия

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м2	Коэффициент надежности по нагрузке (табл. 5 [3])	Расчетная нагрузка, кН/м2
Постоянное  воздействие собственный вес полки  плиты(d=0,05м, r=25 кН/м3);	0,05∙25=1,25	1,35	1,688
цементно-песчаный раствор (d=0,03м, r=18 кН/м3);	0,03∙18=0,54	1,35	0,729
керамические плитки(d=0,02м, r=24 кН/м3)	0,02∙24=0,48	1,35	0,648
Итого
Переменное воздействие (по заданию)		1,5
Всего

1-е основное сочетание:

P₁=

2-е основное сочетание:

P₂=

Для дальнейших расчётов принимаем  второе сочетание как наиболее неблагоприятное.

Расчётный изгибаемый момент при действии постоянного и переменного  воздействия:

 

Расчётный изгибающий момент в полке при действии постоянного  равномерно распределённого воздействия  и переменной сосредоточенной нагрузки от веса рабочего с инструментом:

 

g

Т. к.  , в дальнейшем расчёт ведём с учётом .

Расчёт по несущей способности (подбор рабочей арматуры) производим по упрощённому деформационному методу (см рис. 1 [3]).

Рабочая высота

Значение граничной относительной высоты сжатой зоныопределяется по формуле:

 

где _=0,85-0,0816,667=0,717

_{- напряжение в арматуре, принимаемое}  равным ;

_{- предельное напряжение  в арматуре сжатой  зоны сечения,  принимаемое равным 500 МПа}

 

где  _{– табл. 10 [3}]

Коэффициент  

Вычисленному значению соответствует значение (табл. 7.1 [2]) 

ε=1-=0,015

 

Необходимая площадь сечения  арматуры

 

По табл. 13 [3] принимаем  сетку 4C6550*1050

1.3 Расчёт поперечного ребра

Поперечное ребро рассматривается  как однопролётная балка с  расчётным пролётом , равное расстоянию между продольными рёбрами.

Поперечные рёбра устроены с шагом 550 мм, соответственно, грузовая полоса – 0,55м.

Воздействия:

1. Расчетное  значение  построенного воздействия от  полки плиты и конструкции  пола (см. табл.2.1)

 

2. От собственного веса  поперечного ребра

 

где     0,07 – средняя ширина ребра;

0,12 – высота поперечного  ребра без полки;

2500 – плотность железобетона.

3. Расчётное переменное  воздействие (см. табл.2.1)

 

Полное постоянное воздействие  па поперечное ребро .

1-е основное сочетание: 

 

2-е основное сочетание: 

 

1. Вариант нагружения (рис. 2.2,а):

g

g

2. Вариант нагружения (рис. 2.2,б):

 

 

Наиболее невыгодной комбинацией  нагружения является 1-ый вариант нагружения.

Рисунок 3. Расчётные схемы (а,б) поперечного ребра.

 

Поперечное ребро армируется одним плоским каркасом. Рабочая  арматура стержневая класса S500.

Принимая во внимание указания (табл. 11.4 [1] или табл. 4 [МУ]) определяем , следовательно рабочая высота сечения

Рисунок 4. Расчётное сечение поперечного ребра: 1) фактическое; 2) с учётом ограничения (п. 7.1.27 [1]).

Так как  (50>17) в соответствии с п. 7.1.2.27 [1] свес полки в каждую сторону должен быть не более (); и не более 1/2 расстояния в свету между рёбрами ((550-70)/2 =240 мм).

Соответственно с учётом ограничения:

 

 

 –условие выполняется,  следовательно нейтральная ось проходит в полке и расчётное сечение будет прямоугольное с шириной .

 

где _=0,85-0,0816,667=0,717

_{- напряжение в арматуре, принимаемое}  равным ;

_{- предельное напряжение  в арматуре сжатой  зоны сечения,  принимаемое равным 500 МПа}

 

где  _{– табл. 10 [3}]

Коэффициент  

Вычисленному значению соответствует значение (табл. 7.1 [2])

ε=1-=0,03

 

Необходимая площадь сечения  арматуры

 

Принимаем в качестве продольных стержней 3 S500 c (в соответствии с табл. 9 [3]). Поперечная арматура устанавливается конструктивно: принимаем 3 S500 с шагом 120 мм.

 

1.4 Расчёт продольного ребра

Расчёт продольного ребра  ведем в стадии эксплуатации.

Определение нагрузок на ребро. Линейно-распределённую нагрузку собираем с грузовой полосы площади шириной, равной ширине плиты. Таким образом, нагрузка на плиту будет составлять:

1) постоянное воздействие  от конструкции пола и веса  полки: (см. табл. 2.1)

,  ;

2) постоянное воздействие  от поперечного ребра:

, ;

1,09 м – длина поперечного ребра;

12 – кол-во поперечных ребер;

6,65 м – длина плиты.

3) от собственного веса  продольных ребер:

=90 мм.

,

,

Постоянное воздействие:

,

 

Переменное воздействие:

,

,

,

.

1-е основное сочетание: 

 

2-е основное сочетание: 

 

Для второй группы предельных состояний:

1-е основное сочетание: 

 

2-е основное сочетание: 

 

Для дальнейших расчётов принимаем  второе сочетание как наиболее неблагоприятное.

Расчётный пролёт с учётом опирания плиты (рис. 15)

.

 

Рисунок 5. Расчетная схема плиты

g

Максимальная поперечная сила на опоре от расчётной нагрузки:

g

Расчётный изгибающий момент при расчёте по 2-ой группе предельных состояний (для расчёта прогибов и трещин) определяется  (табл. А.2 [1]).

g

Поперечное сечение плиты  приводим к тавровой форме.

Рисунок 6. Расчётные схемы продольного ребра

 

В соответствии с п.7.1.2.27 [1] свес должен быть не более 1/6 пролёта  – т. е. . При не более 1/2 расстояния в свету между рёбрами (1090/2 =545 мм)е Т. к. , в расчёт вводится .

 

 – условие выполняется, следовательно нейтральная ось проходит в полке, расчётное сечение прямоугольное с шириной .

 

где _=0,85-0,0816,667=0,717

_{- напряжение в арматуре, принимаемое}  равным ;

_{- предельное напряжение  в арматуре сжатой  зоны сечения,  принимаемое равным 500 МПа}

 

где  _{– табл. 10 [3}]

Коэффициент  

Вычисленному значению соответствует значение (табл. 7.1 [2])

ε=1-=0,022

 

Необходимая площадь сечения  арматуры

Принимаемая площадь сечения  рабочей арматуры:

 

Принимаем в качестве продольных стержней 18 S500 c (в соответствии с табл. 9 [3]). Поперечная арматура устанавливается конструктивно: принимаем 4 S500 с шагом 350 мм.

1.5 Расчёт прочности наклонных сечений

Рассчитываем  наклонное сечение на приопорном участке. При расчёте принимаем _{мм.=0,18 м. Рабочая высота плиты} d=h-c=450-35=415 мм.=0.415 м.

Максимальная  поперечная сила, действующая в поперечном ребре.

 кН

Расчет прочности железобетонных элементов на действие поперечных сил  начинается проверкой условия , где - расчетная поперечная сила от внешних воздействий; - поперечная сила, воспринимаемая железобетонным элементом без поперечного армирования:

 

но не менее

 

 

Здесь  

Принимаем

 

 

_{- при  отсутствии осевого  усилия (сжимающей  силы).}

Условие не выполняется, поэтому поперечную арматуру следует устанавливать по расчёту.

В соответствии с табл. 10 [2] на всех приопорных участках, равных ¼ пролёта шаг поперечных стержней S=h/2=450/2=225 мм., принимаем шаг поперечной арматуры 230 мм.

В средней части пролёта  – S=3h/4=450_{=337,5 мм. Принимаем шаг поперечной арматуры 340 мм.}

Усилия в данном сечении  составляют: