Министерство строительства РФ
КАЗАНСКИЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ КОЛЛЕДЖ
Специальность 2902
Предмет:
“
Основы расчета
строительных конструкций
”
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту
Тема:
“
Расчет и конструирование железобетонных
конструкций
”
Выполнил студент
Защищен
с оценкой
Руководитель проекта
СОДЕРЖАНИЕ
лист
1.Введение
2.Схема перекрытия
3.Расчет и конструирование плит перекрытий
3.1.Исходные данные
3.2.Статический расчет
3.3.Расчет прочности по нормальным сечениям
3.4.Расчет прочности по наклонным сечениям
3.5.Конструирование плит
4.Расчет и конструирование колонны
4.1.Исходные данные
4.2.Нагрузка на колонну
4.3.Определение размеров сечения колонны и расчет рабочей арматуры
4.4Конструирование колонны
5.Расчет и конструирование фундамента
5.1.Исходные данные
5.2.Определение размеров подошвы и высоты фундамента
5.3.Расчет рабочей арматуры
5.4.Конструирование фундамента
6.Литература
ЗАДАНИЕ
для курсового проектирования по железобетонным конструкциям студента группы КС-32 Казанского строительного колледжа
г. Горькова Н.В.
Тема задания:
“
Проектирование сборных железобетонных
элементов много этажного здания с
неполным железобетонным каркасом
”
Расчету и конструированию подлежат:
1.Плита перекрытия с круглыми пустотами
2.Колонна среднего ряда первого этажа
3.Фундамент под среднюю колонну
Данные для проектирования
1.Назначение здания
–
магазин
2.Шаг колонн
a
, м - 6
3.Пролет
L
, м
–
6
4.Количество этажей
–
3
5.Высота этажа
H
, м
–
4,2
6.Район строительства
–
Тула
7.Плотность утеплителя
ρ
, кг/м3
–
8
8.Толщина слоя утеплителя
δ
, мм
–
180
9.Глубина заложения фундамента
h
, м
–
1,6
10.Условное расчетное давление на основание
R
0
, МПа
–
260
11.Тип пола
–
IV
12.Номинальная ширина плиты в осях Вн
, м
–
1,2
13.Класс бетона для плиты перекрытия - В30
14.Класс напрягаемой арматуры в плите
–
А-
V
Конструкции работают в среде с нормальной влажностью. Вид утеплителя принять самостоятельно в соответствии с заданной плотностью и толщиной слоя.
Дата выдачи ____________________
Дата окончания _________________ Преподаватель ______________
1.ВВЕДЕНИЕ
2.СХЕМА ПЕРЕКРЫТИЯ
2.1. Общее решение
В соответствии с заданием ограждающими конструкциями здания являются кирпичные самонесущие стены, поэтому несущие конструкции будут представлять собой сборное балочное перекрытие с полным железобетонным каркасом.
Принимаем сетку колонн 6х6м. Тогда здание будет иметь в поперечном направлении три пролета по 6м и в продольном направлении семь пролетов по 6м. Ригели располагают поперек здания. В продольном направлении по ригелям укладывают плиты перекрытия. Ширина рядовых плит
–
1,8м, межколонных
–
2,4м. При трех полетах по 6м в одном ряду располагают две межколонные плиты с усиленными продольными ребрами и шесть рядовых плит. Межколонные плиты соединяют друг с другом стальными полосовыми связями на сварке и, кроме того, приваривают к колоннам. Рядовые плиты укладывают свободно на полки ригелей, которые имеют подрезку по торцам. У продольных стен укладывают сплошные беспустотные доборные плиты шириной 1,2м, толщиной 220мм.
Привязку поперечных и продольных стен см. рис.1
Схема раскладки плит перекрытия и маркировка элементов перекрытия показаны на рис. 1, 2.
Рис.1.Схема расположения плит
Рис.2.Поперечный разрез здания
3.РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ПЛИТЫ
3.1.Исходные данные
Необходимо рассчитать по первой группе предельных состояний многопустотную плиту перекрытия с круглыми отверстиями. Плита шириной (номинальная) Вн
=1,2м и высотой ИИ-04. Вес 1м2
плиты равен 2,6кн/м2
.
Рис.3.Поперечное сечение плиты
Материал:
Бетон класса В30.
Расчетное сопротивление бетона с учетом коэффициента условий работы
γ
в2
=0,9
Сжатию
–
R
в
γ
в2
=15,3МПа
Растяжению -
R
в
t
γ
в2
=1,08МПа
Передаточная прочность бетона при обжатии
–
R
вр
=0,8В=0,8 30=24МПа
Арматура класса А-
V
- табл.3.2.,3.4.[Л-6.1]. Натяжение арматуры проводят на упоры механическим способом.
Нормативное сопротивление арматуры
Rsn
=785МПа
Расчетное сопротивление арматуры
Rs
=680МПа
Начальное предварительное напряжение, передаваемое на поддон:
σ
0
=0,8
Rsn
=0,8 785=628
МПа
Проверяем условие СНиП 2.03.01-84 при напряжении арматуры на упоры:
σ
0
+р<
Rsn
=628+31,4~660МПа<785МПа
p
=0,05
σ
0
=0,05 628=31,4МПа
σ
0
-р>0,3
Rsn
; 628-31,4=596,6МПа>0,3 785=235,5МПа
Предварительные напряжение с учетом полных потерь, принятых по СНиП
σ
п
=100МПа при:
γ
sp
=1 составит
σ
sp
=628-100=528МПа
3.1.1.Сбор нагрузок
Нагрузка на 1м2
перекрытия приведена в табл.3.1. Нормативная временная нагрузка на перекрытие, коэффициенты надежности по нагрузке приняты по СНиП 2.01.07-85
“
Нагрузки и воздействия
”
.
Рис. 4. Конструкция пола
Таблица 3.1.
| Вид нагрузки
|
Нормативная кн/м3
|
γ
|
Расчетная кн/м3
|
| Постоянная
Мозаичный пол
0,04 22
Подготовка из бетона
0,03 20
Гидроизоляция
0,003 6
Железобетонная плита
Итого
Временная
для магазина
Полная
|
0,88
0,6
0,02
2,6
~4,1
4
8,1
|
1,3
1,2
1,2
1,1
1,2
|
1,14
0,72
0,02
2,86
4,74
4,8
9,54
|
Расчетная нагрузка на 1 пог. м длины плиты с её номинальной шириной Вн
=1,2м
q
=9,54 1,2~11,4кн/м
3.1.2.Определение расчетного пролета
Рис.5 Схема опирания плиты на ригель
Плиты опираются на полки ригелей. Номинальный пролет плиты в осях
L
н
=6000мм, зазор между торцом плиты и боковой гранью ригеля примем равным 20мм. Конструктивная длина плиты
L
к
=
L
н
-вр
-2 20=6000-200-2 20=5760мм. Расчетный пролет плиты
L
0
=
L
к
-2 80/2=5680мм.
3.2.Статический расчет
Плита работает как однопролетная свободно опертая балка с равномерно-распределенной нагрузкой по длине.
Рис.6. Расчетная схема плиты
Расчетный изгибающий момент в плите
Расчетная поперечная сила на опоре
Q
=0,5
qL
0
=0,5 11,4 5,68= 32,38кн
3.3.Расчет прочности по нормальным сечениям
Расчетное сечение плиты принимаем как тавровое высотой
h
=220мм, толщиной полки
h
п
=30,5мм. Ширина верхней полки тавра
вп
=1190-2 15=1160мм (15мм
–
размер боковых подрезок), ширина ребра:
в=1190-2 15-159 6=206мм
Рис.7.Расчетное сечение (а) и схема усилий (б)
Определим несущую способность приведенного сечения при условии х=
hf
Мсеч
.=
R
в
в
f
hf
(
h
0
-0,5
hf
)=15,3 116 3,05(19-3,05/2)=94594,62МПа см3
=94,6кн м
Мсеч
.>М (94,6кн м>46кн м), следовательно, нейтральная ось проходит в полке и расчет ведем как для прямоугольного сечения при
ξ
<
ξ
R
Вычисляем табличный коэффициент
где
h
0
=
h
-
as
=22-3=19см
–
рабочая высота сечения по табл. 3.9.[Л-1]
ξ
=0,075,
ν
=0,962
ξ
<
ξ
R
=0,075<0,58;
ξ
R
=0,58
–
см. табл. 3.28.[Л-1]
Требуемая площадь арматуры: из условия прочности
где
γ
s
6
–
коэффициент условий работы арматуры
γ
s
6
=
γ
s
6
-(
γ
s
6
-1)
ξ
=1,15-(1,15-1) =1,13
А
s
=
γ
s
6
А
s
=1,3 3,3=4,29см2
В случаях когда полные потери предварительного напряжения не подсчитываются, а берутся по СНиП (
σ
п
=100МПа) рекомендуется площадь арматуры принимать
~
на 30% больше требуемой из условия прочности.
3.4.Расчет прочности по наклонным сечениям
Проверка прочности наклонного сечения проводится из условия (3.31) и (3.32) [Л-6.1]
Q
<
Q
в
=0,35
R
в
в
h
0
=0,35 15,3 21 19=2137МПа см2
~214кн
Q
=32,38кн<
Q
в
=214кн
Q
<
Q
в
=0,6
R
в
t
в
h
0
=0,6 1,08 21 19=258,5МПа см2
=25,85кн
Q
=32,38кн>
Q
в
=21,4кн
Следовательно, необходим расчет поперечной арматуры.
3.5.Конструирование плиты
Напрягаемая рабочая арматура в плите ставится в виде отдельных стержней независимо от числа отверстий. Принятые стержни 6 10 А-
V
ставим после каждого отверстия кроме середины. В соответствии с рабочими чертежами для верхней полочки принимаем сварную стандартную сетку из арматурной проволоки В-
I
марки 250/200/3/3.
–
С1.
По низу плиты сетку укладывают отдельными участками у торцов и по середине
–
C
2,С3.
Вертикальные каркасы КР1 ставят только на крайних четвертях пролета плиты.
Подъемные петли приняты 12
A
-
I
- ПМ1. Армирование плиты показано на рис.8. Арматурные изделия на рис.9.
Рис.8.Схема армирования плиты
Рис.9.Арматурные изделия плиты
4.РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛЛОНЫ
Колоны приняты квадратного сечения, одноярусные с прямоугольными консолями размером 15х15см. Оголовок колоны поднимается над плитами перекрытия на 60см. Нижняя ветвь колоны первого этажа заделывается в стакан фундамента.
4.1.Исходные данные
Требуется рассчитать колону среднего ряда первого этажа на эксплуатационные нагрузки.
Расчетные характеристики материалов:
для бетона кл. В20
R
в
γ
в2
=11,5 0,9=10,35МПа
для арматуры кл. А-
II
Rsc
=280МПа
4.2.Нагрузка на колонну
Нагрузка на колону передается от покрытия и перекрытия. Грузовая площадь, с которой собирается нагрузка на колону, определена как произведение расстояний между разбивочными осями Агр
=6х6=36м2
(см. рис.1.). Конструкция покрытия дана на рис.2. Вес снегового покрова для г.Тула 100кгс/м2
(1,0 кн/м2
) по СНиП 2.01.07-85, вес 1м длины ригеля 500кгс (5кн), вес 1м2
плиты покрытия 260 кгс (2,6кн). Расчет нагрузок сведен в табл.4.1.
Таблица 4.1.
| Нагрузка от покрытия
|
Нормативная кн
|
γ
|
Расчетная кн
|
| Постоянная
Гравий втопленный в битумную
мастику
0,015 20 36
3 слоя рубероида на битумной
мастике
0,15 36
Цементная стяжка
0,03 19 36
Утеплитель
0,18 8 36
Пароизоляция
0,05 36
Железобетонная плита
2,6 36
Железобетонный ригель
5 6
Итого постоянная
Временная
Снег г. Тула
1 36
в том числе длительная 50%
Итого длительная
Полная
|
10,8
5,4
20,52
51,84
1,8
93,6
30
213,96
36
18
231,96
249,96
|
1,2
1,1
1,3
1,1
1,2
1,1
1,1
1,2
1,2
|
13
5,94
26,68
57,02
2,16
102,96
33
240,76
43,2
21,6
262,36
283,96
|
Нагрузка от перекрытия берется из табл.3.1., а именно, нормативная нагрузка 4,1кн/м2
, расчетная нагрузка 4,74кн/м2
; вес 1м длины ригеля перекрытия 5кн. Временная длительная на перекрытие для магазина 0,3кн/м2
[Л-6.2]. Расчет нагрузок сведен в табл. 4.2.
Таблица 4.2.
| Нагрузка от перекрытия
|
Нормативная кн
|
γ
|
Расчетная кн
|
|
Пол и плита:
Нормативная 4,1 36
Расчетная 4,74 36
Железобетонный ригель
5 6
Итого постоянная
Временная
для магазина
1 36
в том числе длительная
0,3 36
Итого длительная.
Полная
|
147,6
30
177,6
36
10,8
188,4
213,6
|
-
-
1,1
1,2
1,2
|
170,64
33
203,64
43,2
12,96
216,6
246,84
|
Сечение колонн ориентировано принято вх
h
=30х30см=0,3х0,3м. Собственный вес колонны одного этажа
N
к
=в
h
ρ
H
γ
f
=0,3 0,3 25 4,2 1,1=10,395кн
Нагрузку на колонны каждого этажа определяем в соответствии со схемой загружения (рис.11), начиная с третьего этажа путем последовательного суммирования. Подсчеты сведены в табл.4.3.
Рис.10.Расчетная схема колонны Рис.11.Схема загружения
| Этаж
|
Длительная нагрузка кн
|
Полная нагрузка кн
|
|
3
2
1
|
262,36+10,395=272,755
272,755+10,395+216,6=499,75
499,75+10,395+216,6=726,745
|
283,96+10,395=294,355
294,355+10,395+246,64=551,39
551,39+10,395+246,64=808,425
|
Продольное усилие на колонну первого этажа от полной нагрузки
N
1
=8084МПа см2
, от длительной нагрузки
N
дл
.=7267МПа см2
4.3.Определение размеров сечения колонны и расчет рабочей арматуры
Расчет колонны ведем с учетом случайного эксцентриситета. При центральном загружении и наличии только случайного эксцентриситета колонны прямоугольного сечения с симметрической арматурой кл. А-
I
, А-
II
, А-
III
при их расчетной длине
L
0
<20
h
(420<20 30=600) можно рассчитать по несущей способности по условию:
N
<
γ
в
φ
в
(
R
в
A
в
+
Rs
As
)
Где
N
–
расчетная продольна сила, равная
N
1
;
γ
в
–
коэффициент условий работы (
γ
в
=0,9 при
h
<200мм и
γ
в
=1 при
h
>200мм);
φ
–
коэффициент продольного изгиба, учитывающий длительность
загружения, гибкость и характер армирования;
L
0
-расчетная длина колонны, принимаемая равной высоте этажа
H
=4,2м;
Asc
-площадь сечения сжатой арматуры
Ав
=вх
h
-площадь сечения колонны
Предварительно принимаем
γ
=
φ
=1, коэффициент армирования . Тогда требуемая площадь сечения колонны из условия несущей способности:
Принимаем Ав
=вх
h
=25х25=625 см2
Вычисляем
L
0/
h
=420/25=16,8,
γ
=1 (при
h
>20см). По табл. 3.20[Л-1]
φ
в
=0,75 и
φ
ч
=0,82 (пологая, что Апс
<
As
/3).
Коэффициент
φ
определится по формуле
φ
=
φ
в
+2(
φ
ч
-
φ
в
)
Определяем площадь сечения арматуры по формуле
В колоннах рабочая арматура принимается диаметром не менее 12мм. По сортаменту табл. 3.10[Л-6.1] принимаем 4 22А-
II
(А
sc
=15,20см2
)
Коэффициент армирования составляет
Полученное значение
µ
находится в диапазоне рекомендуемых значений (0,01-0,02).
4.4.Конструирование колонны
Колонна армируется сварным пространственным каркасом. При диаметре продольных стержней 22мм по условию технологии сварки диаметр поперечных в этом случае принят 8мм
–
табл. 1.2 прил.1 [Л-6.4]
Шаг поперечных стержней в сварных каркасах должен быть
S
<20
d
, но не более 500мм. Принято
S
=400мм
<20 22=440
мм и не более 500мм.
Кроме того, в голове колонны ставятся конструктивные сетки из арматуры 8
A
-
III
не менее трех штук. Консоль армируется каркасом
–
балочной.
Размещение рабочих и поперечных стержней в сечении колонны показано на рис.12.
Рис. 12. Размещение арматуры в сечении колонны
5.РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА
Учитывая значительное заглубление фундамента, целесообразно принять конструкцию его с подколонником стаканного вида и плитой.
Фундаменты по средней колонны рассматривают как центрально нагруженные.
5.1.Исходные данные
Глубина заложения фундамента
H
1
=1,6м. Грунт основания имеет условное расчетное сопротивление
R
0=0,26МПа (260 кн/м2
).
Расчетные характеристики материалов:
для бетона кл. В15
R
в
γ
в
2=8,5 0,9=7,65МПа (0,76кн/см2
)
R
в
t
γ
в
2=0,75 0,9=0,675МПа (0,07кн/см2
)
для арматуры кл. А-
III
>10
Rs
=365МПа (36,5 кн/см2
)
Расчетная нагрузка
N
ф
=______кн (см. табл. 4.3.)
5.2. Определение размеров высоты и подошвы фундамента
Высота фундамента определяется как размерность между отметками его подошвы и обреза.
h
=1,6-0,15=1,45м
Глубина стакана фундамента принята
hc
=750мм, что удовлетворяет условию по заделке арматуры
hc
>30
d
+
σ
=30 22+50=710мм
где
d
=22мм
–
диаметр продольной арматуры колонны
σ
=50мм
–
зазор между торцом колонны и дном стакана
и что больше необходимого значения
h
с
=1,5
h
к
=1,5 30=45см.
Принимаем толщину стенок стакана поверху 225мм и зазор 75мм, размеры подколонника в плане будут:
ас
=вс
=
h
к
+2 225+2 75=300+450+150=900мм
Рис. 13.Констукция фундамента
Толщину плитной части фундамента назначаем
h
1
= ____
мм, (кратно 150мм)
Ориентировочно площадь основания фундамента определяем по формуле
Учитывая, что сечение колонны квадратное, подошва фундамента принята тоже квадратной. Ориентировочно значение размера стороны подошвы такого фундамента
вф
=аф
= ~1,9м
Назначаем окончательно вф
=аф
=______мм (кратно 300мм). Тогда площадь подошвы будет равна Аф
=вф
аф
=_______=_______м2
и среднее давление на грунт составит
<
R
0
=250кн/м2
5.3. Расчет рабочей арматуры
Фундамент работает на изгиб от реактивного отпора грунта.
Изгибающий момент в сечении 1-1 у грани ступени (см. рис.13) определяется по формуле
М1-1
=0,125Ргр
(аф
-ас
)2
вф
=0,125__________________________________кн м
Необходимая площадь арматуры при
h
01
=_____см
.
Изгибающий момент в сечении 2-2 у грани колонны будет равен
М2-2
=0,125Ргр
(аф
-вк
)2
вф
=
Необходимая площадь арматуры при
h
02
=____см
По большему значению
As
подбираем сетку.
5.4.Конструирование фундамента
Фундамент армируется сеткой, которую укладывают в нижней части плиты. Шаг стержней в сетках принимают 100-200мм, минимальный диаметр арматуры в сетках фундаментов должен быть 10мм.
Принимаем шаг стержней
S
=___мм=__см. Размеры сетки ___________мм. Необходимое число рабочих стержней в сетке
шт
Принимаем _________
As
=________см2
, что больше требуемого
As
1-1
=_____см2
. Такое же количество стержней должно быть уложено в перпендикулярном направлении, т.к. колонна ______________ квадратные и моменты в ______________________ равны.
Рис.14. Сетка фундамента
Армирование стаканной части фундамента условно не показано.
6.ЛИТЕРАТУРА
6.1. В.В. Доркин и др.
“
Сборник задач по строительным конструкциям
”
. Стройиздат. 1986г.
6.2. СНиП 2.01.07-85
“
Нагрузка и воздействие
”
1985г.
6.3. СНиП 2.03.01-84
“
Бетонные и железобетонные конструкции
”
1985г.
6.4. А.Н. Кувалдин и др.
“
Примеры расчета железобетонных конструкций зданий
”
Стройиздат. 1976г.
6.5. В.Н. Семенов
“
Унификация и стандартизация проектной документации для строительства
”
Стройиздат. 1985г.
Название реферата: Расчет и конструирование железобетонных
| Слов: | 4429 |
| Символов: | 37842 |
| Размер: | 73.91 Кб. |
Вам также могут понравиться эти работы: