Проектирование конструкций многоэтажного каркасного здания

Железобетонные колонны. Членение колонн на 2 этажа. Стыки колонн располагаются на высоте 1,05 м от уровня верха консоли предыдущей колонны.

Проектирование конструкций многоэтажного каркасного здания

Курсовой проект

Строительство

Другие курсовые по предмету

Строительство

Сдать работу со 100% гаранией
ектирования. Требуется выполнить расчет и конструирование сборной железобетонной предварительно напряженной многопустотной плиты перекрытия. Конструктивные размеры плиты 6060×1190×210 (h) мм. Относительная влажность воздуха здания составляет 60 %.

К трещиностойкости плиты предъявлены требования 3-й категории. Для изготовления плиты перекрытия предусмотрен бетон класса В35, изделие подвергают тепловой обработке при атмосферном давлении. Напрягаемая арматура выполнена из стержневой арматуры класса А600 с электротермическим натяжением на упоры.

Основные размеры плит приведены на рис. 3.1.

Рис. 3.1. Размеры сечения многопустотной плиты ПК 61-12

Расчетный пролет, нагрузки и усилия. Расчетный пролет плит l0 принимают равным расстоянию между осями ее опор (рис.3.2). При опирании на полки ригелей l0= ln− aon= 6060 − 80 = 5980 мм (a − величина опирания плиты на ригель).

На основании табл. 2.2, определяем нагрузки на 1 м2 перекрытия(табл.3.1).

Нагрузка на 1 м2 перекрытия здания (н/м2)

Таблица 3.1

Наименование нагрузки

Расчетная нагрузка (нормативная) при коэффициенте надежности

γf = 1

Коэффициент надежности по нагрузке

γf

Расчетная нагрузка

γf> 1

Гидроизоляция из 3-х слойного

рубероидного ковра толщиной 30 мм (плотность 600 кг/м3)

180,0

1,3

234,0

Цементная стяжка толщиной 25мм

(плотность 2000 кг/м3)

500,0

1,3

650,0

Плита из крупнопористого керамзитобетона толщиной 200 мм (плотность 1000 кг/м3)

2000,0

1,3

2600,0

Пароизоляция из одного слоя рубероида на битумной мастике толщиной 10 мм (плотность 600 кг/м3 )

60,0

1,3

78,0

Многопустотная плита покрытия

20900/(1,18 ×6,06)

2923,1

1,1

3215,41

Итого постоянная

5663,1

6777,41

Полезная нагрузка (полная)

5000,0

1,2

6000,0

в т.ч. длительная

5000,0

1,2

6000,0

ИТОГО полная нагрузка

10663,1

12777,41

в т.ч. длительная

10663,1

12777,41

Расчетная нагрузка при коэффициенте надежностиγf>1на1п.м.при ширине плиты1,2:

постоянная нагрузка: g = 1,2 ∙ 6,78 = 8,14 кН/м;

временная нагрузка: u = 1,2 ∙ 6,0 = 7,2 кН/м;

полная нагрузка:q = g + u = 1,2 ∙ 12,78 = 15,34 кН/м.

Расчетная нагрузка (нормативная) при коэффициенте надежности γf= 1:

постоянная нагрузка: gn= 1,2 ∙ 5,66 = 6,79 кН/м;

временная нагрузка: un= 1,2 ∙ 5,0 = 6,0 кН/м;

полная нагрузка: qn= gn+ un= 1,2 ∙ 10,66 = 12,79 кН/м;

постоянная + длительно временная нагрузка:

qnl= gn+ unl = 1,2 ∙ 10,66 = 12,79 кН/м.

Усилия от расчетных и нормативных нагрузок. От полной расчетной нагрузкиприкоэффициентенадежностиγf = 1:

Рис. 3.3 Эпюры момента и поперечной силы

От полной расчетной нагрузки (нормативная) при коэффициенте надежностиγf = 1:

От постоянной и длительной расчетной нагрузки (нормативная) при коэффициенте надежностиγf = 1:

Расчетное сечение. Расчетное сечение многопустотной плиты назначается из следующих условий:

Ширина продольного ребра b = 6 • 30 + 2 • 40=260 мм, высота верхней и нижней полок 35мм.

Значение , вводимое в расчет, принимают из условия, что ширинасвеса полки в каждую сторону от ребра должна быть не более 1/6 пролета элемента, т.е. 5980/6 = 996,7 мм и не более:

а)при ≥ 0,1h−1/2 расстояния в свету между продольными ребрами;

б) при < 0,1h − 6 .

Определяем = 35/210 = 0,17> 0,1, следовательно, = 1170 мм.

Рабочая высота сечения h0= h − as= 210 − 25 = 185мм, где as= aзс − d/2 - расстояние от центра тяжести рабочей арматуры до наиболее растянутой грани элемента.

4. Характеристики прочности бетона и арматуры

Расчетные характеристики бетона определяются по табл. 6.7-6.9, 6.11 [3]. Бетон класса В25. Нормативное значение прочности бетона Rbn= Rb,ser= 25,5 МПа (сжатие осевое), Rbt,n= Rbt,ser= 1,95 МПа (растяжение осевое). Расчетное значение прочности бетона Rb= 19,5 МПа, Rbt= 1,3 МПа. Начальный модуль упругости бетона Eb= 34500 МПа. Коэффициент условия работы бетона γb1 = 0,9 (при продолжительном действии нагрузки), тогда Rb= 0,9 ∙ 19,5 = 17,55 МПа, Rbt= 0,9 ∙ 1,3 = 1,17 МПа.

Расчетные характеристики арматуры определяются по табл. 6.13-6.15 и п. 6.2.12 [3]. Рабочая арматура многопустотной плиты перекрытия класса А600. Нормативное значение прочности арматуры диаметром 10-40 мм Rbn = Rb,ser = 600,0 МПа, расчетное значение прочности арматуры Rs=520,0 МПа. Модуль упругости арматуры Es= 190000 МПа. Предварительное напряжение в арматуре σsp для горячекатаной и термомеханической упрочненной арматуры принимают не более 0,9Rs,n.

Принимаем σsp= 0,8Rs,n= 0,8 ∙ 600 = 480 МПа.

Расчет прочности многопустотной плиты по сечению, нормальному к продольной оси. Значение Mu1t(предельный изгибающий момент) для изгибаемых элементов, имеющих полку в сжатой зоне (тавровые и двутавровые сечения), при относительной высоте сжатия зоны ξ = x⁄h0≤ ξR (граничной относительной высоты сжатой зоны) определяют в зависимости от положения границы сжатой зоны.

Определяем положение границы сжатой зоны бетона из условия:

т.е. граница сжатой зоны плиты проходит в полке.

Значение несущей способности плиты Mu1t определяют как для прямоугольного сечения шириной

Из условия:

Вычисляем

=0,098

По табл. Б.2 (см. приложение Б) при классе арматуры А600 и = 480/520 = 0,92 находим = 0,5. Тогда

= 0,5(1-0.5/2)= 0,375 > = 0,098,

т.е. сжатой арматуры в плите не требуется.

Определяем относительную высоту сжатой зоны бетона

Если соблюдается условие = 0,103 < = 0,5, расчетное сопротивление напрягаемой арматуры Rs допускается умножать на коэффициент условий работы определяемый по формуле

Если = 0,103/0,5 = 0,206 < 0,6, можно принимать = 1,1.

Определяем площадь растянутой напрягаемой арматуры

По сортаменту (см. приложение Б, табл. Б.1) принимаем 4 стержня

диаметром 16 мм класса А600 с площадью = 8,04 см .

Расчет прочности плиты по сечению, наклонному к продольной оси элемента.

Расчет железобетона по наклонному сечению должен производиться для обеспечения прочности:

- на действие поперечной силы по наклонной полосе между наклонными трещинами;

- на действие поперечной силы по наклонной трещине.

Расчет прочности плиты по бетонной полосе между наклонными сечениями производят из условия:

Где Q- расчетная поперечная сила в нормальном сечении элемента; - коэффициент, принимаемый равным 0,3.

Прочность наклонного сечения по бетонной полосе между трещинами обеспечена. Если данная зависимость не выполняется, то необходимо увеличить геометрические параметры (высоту) плиты перекрытия или класс бетона.

Расчет по наклонному сечению на действие поперечных сил производят на основе уравнения равновесия внешних и внутренних поперечных сил, действующих в наклонном сечении с длиной проекции c на продольную ось элемента. Внутренние поперечные силы включают поперечную силу, воспринимаемую бетоном в наклонном сечении, и поперечную силу, воспринимаемую пересекающей наклонное сечение поперечной арматурой.

Рис. 3.5. Схема усилий при расчете ж/б элементов по наклонному сечению на действие поперечных сил

Расчет изгибаемых элементов по наклонному сечению (рис. 3.5) производят из условия:

где Q1 - поперечная сила в нормальном сечении от внешней нагрузки;

Так как Q= кН > 28,14 кН, то поперечная сила по расчету не может быть воспринята только бетоном, поэтому следует предусматривать установку поперечной

арматуры с шагом не более 0,5h0 и не более 300 мм. sw = 18,5/2 = 9,25 см, принимаем sw = 9,0 см. Продольное армирование каркасов выполнено из арматуры класса А300 ( диаметром 10 мм (Аs = 0,785 см2), поперечное армирование из арматуры В500 ) диаметром 4 мм (As = 0,126 см ) (в сварных каркасах диаметр поперечной арматуры принимают не менее диаметра, устанавливаемого из условия сварки с наибольшим диаметром продольной арматуры). На приопорных участках длиной l/4 = 580/4 « 150 мм устанавливаем 4 каркаса.

Определяем усилие в поперечной арматуре на единицу длины элемента:

Определяем поперечную силу, воспринимающую поперечным армирование:

Проверяем условие:

Расчет плиты по второй группе предельных состояний

Расчеты по предельным состояниям второй группы включают:

расчет по образованию трещин;

расчет по раскрытию трещин;

расчет по деформациям.

Расчет по образованию трещин производят для проверки необходимости расчета по раскрытию трещин, а также для проверки необходимости учета трещин при расчете по деформациям.

4.1 Геометрические характеристики приведенного сечения

Круглое очертание пустот заменяют эквивалентным квадратным со сторонами

(рис. 3.6).

Толщина полок эквивалентного сечения

Ширина ребра

Ширина пустот

Коэффициент приведения арматуры к бетону

Рис. 3.6. Расчетное сечение многопустотной плиты (размеры в см)

Площадь приведенного сечения:

где А - площадь сечения бетона, равная А =

Статический момент приведенного сечения относительно оси I-I, проходящей по нижней грани элемента равен:

=(118-29.8)*4.2*(21-0.5*4.2)+29.8* /2+(118-29.8)*4.22/2+5.51*6.84*2.5=14444.36

где A; и у; - соответственно площадь части сечения и расстояние от центра тяжести i-го рассматриваемого сечения до оси I-I.

Расстояние от центра тяжести приведенного сечения до оси I-I:

/ =10.87cм

Момент инерции приведенного сече

Похожие работы

< 1 2 3 4 5 6 > >>