Проектирование многоэтажного здания

Министерство  образования  и  науки  российской  федерации

ФЕДЕРАЛЬНОЕ  АГЕНСТВО  ПО  ОБРАЗОВАНИЮ

Московский государственный   строительный университет

Факультет “ПРОМЫШЛЕННОЕ  И  ГРАЖДАНСКОЕ  СТРОИТЕЛЬСТВО”

 

 

Кафедра железобетонных и каменных конструкций.

 

 

 

 

 

 

КУРСОВОЙ  ПРОЕКТ

 

«Проектирование МНОГоэтажного здания»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: студент группы Э________

__________________________

 

 

Проверил:  доцент, кандидат технических наук

Горбатов Сергей Васильевич

 

 

 

 

 

 

 

 

г. Москва, 2011г. 

Содержание

 

1. Исходные данные для проектирования

 

2. Компоновка сборного балочного перекрытия

 

3. Проектирование ребристой плиты перекрытия
1. Конструктивное решение плиты перекрытия
2. Сбор нагрузок на плиту перекрытия
3. Определение конструктивной и расчетной длин плиты перекрытия
4. Определение расчетных усилий
5. Выбор материалов для плиты перекрытия
6. Расчет продольного ребра плиты перекрытия по нормальному сечению (подбор продольной рабочей арматуры)
7. Расчет продольного ребра на действие поперечной силы (подбор поперечной арматуры)
8. Расчет полки плиты перекрытия на местный изгиб
9. Конструирование каркаса продольного ребра

 

4. Проектирование сборного железобетонного ригеля
1. Конструктивное решение ригеля
2. Сбор нагрузок на ригель
3. Определение конструктивной и расчетной длин ригеля
4. Определение расчетных усилий
5. Выбор материалов для ригеля
6. Расчет ригеля по нормальному сечению (подбор продольной рабочей арматуры)
7. Расчет ригеля по наклонному сечению (подбор поперечной арматуры)
8. Построение эпюры материалов (нахождение точки теоретического обрыва стержней)
9. Конструирование каркаса К-1 ригеля

 

5. Проектирование средней колонны подвального этажа
1. Определение усилий в колонне
2. Выбор материалов для колонны
3. Определение несущей способности колонны (подбор продольной рабочей арматуры)
4. Подбор диаметра и определение шага поперечных стержней арматуры
5. Конструирование каркаса колонны

 

6. Список литературы 
   

1.  ИСХОДНЫЕ  ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

 

Размеры здания в плане в осях: 28,8 х 40,2м.

 

Число этажей: 11

 

Высота этажа: 3,3м.

 

Расчетное сопротивление  грунта: R_o = 0,39кН/м².

 

Снеговая нагрузка: S^н = 0,8кН/м².

 

Временная нагрузка на перекрытие: 4,0кН/м².

 

Тип пола: 6

 

 

2.  КОМПОНОВКА  СБОРНОГО  БАЛОЧНОГО  ПЕРЕКРЫТИЯ

 

Компоновка конструктивной схемы заключается в размещении колонн и стен здания в плане, выборе схем расположения ригелей и плит перекрытия, назначении размеров колонн, ригелей и плит перекрытия.

Для здания принимаем  расположение ригелей – поперечное, расположение плит перекрытия – продольное.

Размер колонн принимаем 0,4 х 0,4м.

Размеры всех элементом  принимаются с точностью до 1см (если размеры получаются с десятыми долями сантиметра, то их округляют до целого числа сантиметров в меньшую сторону).

Длину ригелей подбираем  из заданной ширины здания, учитывая, что  их длина должна находиться в пределах от 5,0 до 6,6м. Принимаем длину ригелей l_р = 5,76м (5 х 5,76 = 28,8м=b_зд).

Длину плит перекрытия подбираем  из заданной длины здания, учитывая, что их длина должна находиться в  пределах от 5,0 до 6,6м. Принимаем длину  плит перекрытия l_пл = 5,74м           (7 х 5,7 = 40,2м  =  l_зд).

Ширину плит перекрытия подбираем из принятой длины ригеля, учитывая, что их ширина должна находиться в пределах от 1,1 до 1,6м. Принимаем  ширину плит перекрытия b_пл = 1,1м           (5 х 1,1 = 5,5 м  =  l_р = 5,76м; плиты шириной 1,1м будут укладываться с зазором 5мм).

В левом и правом нижних углах здания плиты не укладываем, оставляя отверстия для устройства лестничных маршей.

Принятая схема каркаса  здания указана на рис. 2.1.

 

 

 

Рис. 2.1. Схема каркаса многоэтажного здания.

 

 

 

3.  ПРОЕКТИРОВАНИЕ РЕБРИСТОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ

 

3.1. Конструктивное решение плиты перекрытия

 

Конструктивное решение  плиты принимается в зависимости  от принятой ширины плиты. Поперечное сечение плиты принимаем коробчатое (рис. 3.1).

Конструктивная ширина плиты принимается на 1см (0,01м) меньше номинальной ширины, равной по величине принятой ширине b_пл = 1,1м. Высоту плиты принимаем равной 30см.

Толщину полки плиты  принимаем равной 5см.

Толщину боковых продольных ребер плиты принимаем равной 7см. Уклон внутренних граней ребер плиты принимаем 1:10. Высоту утолщения нижних граней ребер плиты принимаем равной 9см.

 

Рис. 3.1. Конструктивное решение плиты перекрытия.

 

3.2.  Сбор нагрузок на плиту перекрытия

 

Состав перекрытия указан на рис.3.2. Сбор нагрузок произведем в табличной форме (табл.3.1).

Рис. 3.2. Состав перекрытия.

 

 

 

Таблица 3.1

№ п/п	Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м2	Коэфф. надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка, кН/м2
1	Постоянная:
	- керамическая плитка (δ=13мм; ρ=28кН/м3) - цементно-песчаннный  р-р (δ=20мм; ρ=18кН/м3) -цем.-песчаная стяжка (δ=30мм; ρ=18кН/м3) -песок (δ=60мм; ρ=16кН/м3)	0,364   0,36   0,54   0,96	1,1   1,3   1,3   1,3	0,4   0,468   0,702   1,248
	- железобетонная плита	2,50	1,1	2,75
	Итого постоянная g	4,72	-	5,57
2	Временная υ	4,0	1,2	4,8
Всего: (g + υ)		8,72	-	10,37

 

3.3.  Определение конструктивной и расчетной длин плиты перекрытия

 

Конструктивная длина  плиты определяется из условия ее опирания на ригели (рис.3.3). Для удобства монтажа между плитой и стенками ригелей с обеих сторон оставляется зазор по 10мм.

 

 

 

Рис. 3.3. Схема опирания плиты перекрытия на ригели.

Учитывая размер ригеля и величину номинальной длины  плиты, определим конструктивную длину  плиты по формуле:

,

где – номинальная длина плиты, принятая в разделе 2; = 5700мм;

мм.

По центру площадок опирания плиты на ригели действуют опорные  реакции. Расстояние между этими реакциями – это расчетная длина плиты. Длина площадки опирания плиты на ригель равна 90мм. Следовательно, опорные реакции будут находиться в 45мм (90мм/2) от ее краев с обеих сторон. Расчетная длина плиты перекрытия будет определяться по формуле:

5390мм = 5,39м.

 

 

 

 

 

 

3.4.  Определение расчетных усилий

 

Расчетные усилия в плите  перекрытия определяются как для  однопролетной шарнирно опертой  балки по формулам:

;

,

где (g + υ) – полная расчетная нагрузка на плиту перекрытия; (g + υ) = 10,37кН/м²;

b_пл – номинальная ширина плиты перекрытия; b_пл = 1,1м;

l_о – расчетная длина плиты перекрытия; l_о = 5,39м;

γ_н – коэффициент надежности по назначению; γ_н = 0,95;

кН∙м;

кН.

 

3.5.  Выбор материалов для плиты перекрытия

 

Для плиты перекрытия принимаем следующие материалы:

- бетон:  класс В20; R_b = 11,5МПа.

- арматура: А-III; R_s = 355МПа.

3.6.  Расчет продольного ребра плиты перекрытия по нормальному сечению

(подбор продольной  рабочей арматуры)

 

Схема армирования продольного  ребра плиты перекрытия указана  на рис.3.4.

 

Рис. 3.4. Схема армирования продольного ребра.

 

Коэффициент α_m определяется по формуле:

,

где M – расчетный момент; M = 39.4 кН∙м;

R_b – расчетное сопротивление бетона; R_b = 11,5МПа;

 – ширина плиты поверху; = 110 см;

h_o – расстояние от оси арматуры до верха плиты (рабочая высота); h_o = 27см;

γ_b1 – коэффициент, учитывающий длительность нагрузки; γ_b1 = 0,9;

.

По приложению 10 находим  значения ζ и ξ, соответствующие найденному значению            α_m = 0,06 (или ближайшему по величине к найденному). Для α_m = 0,058 значения этих величин будут равны: ζ = 0,979; ξ = 0,039. Для арматуры A-III ξ_R = 0,531. Проверяем выполнение условия        ξ < ξ_R. Данное условие выполняется (0,039 < 0,531).

Находим требуемое сечение арматуры по формуле:

,

где R_s – расчетное сопротивление стали; R_s = 355МПа;

см².

По приложению 12 подбираем  ближайшее большее значение к  требуемой площади для двух стержней. Принимаем арматуру 2ø18A-III с фактической площадью сечения A_s = 5,09см².

3.7.  Расчет продольного ребра на действие поперечной силы

(подбор поперечной арматуры)

 

В курсовом проекте расчет на действие поперечной силы не производим. Поперечную арматуру принимаем только по конструктивным требованиям.

Диаметр поперечной арматуры принимаем из условия сварки с  продольной рабочей арматурой.

Для продольной рабочей арматуры ø20A-III (<ø22) принимаем поперечную арматуру ø6A-III.

Шаг поперечной арматуры:

- в близи опор (1/4 l_o) шаг будет равен:

см; принимаем шаг 10см, округляя в меньшую сторону кратно 5см;

- в средней части  плиты шаг будет равен:

см; принимаем шаг 20см.

 

3.8.  Расчет полки плиты на местный изгиб

 

В курсовом проекте расчет полки не производим.

Полку армируем конструктивно  сеткой С-1. Вблизи опор сетка располагается  в верхней части плиты, в центе пролета – в нижней части плиты.

Для армирования принимаем  следующую сетку:

.

 

3.9.  Конструирование каркаса продольного ребра

 

Каркас К-1 конструируем исходя из принятых сечений стержней арматуры, а также из принятых величин шага поперечной арматуры в разных частях пролета (Рис.3.5).

Рис. 3.5. Каркас К-1 продольного ребра 

4.  ПРОЕКТИРОВАНИЕ СБОРНОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОННОГО РИГЕЛЯ

 

4.1.  Конструктивное решение ригеля

 

Поперечное сечение ригеля принимаем тавровое (рис. 4.1).

 

Рис. 4.1. Конструктивное решение ригеля.

 

4.2.  Сбор нагрузок на ригель

 

Постоянная распределенная нагрузка от перекрытия на ригель:

,

где g_п – постоянная расчетная нагрузка на перекрытие (берется из табл.3.1); g_п = 5,57кН/м²;

l_пл – номинальная длина плиты; l_пл = 5,7м;

γ_п – коэффициент надежности по нагрузке; γ_п = 0,95;

кН/м.

Собственный вес погонного метра ригеля:

g_риг = 6,0кН/м.

Постоянная распределенная нагрузка на ригель:

g_пост = g + g_риг ;