|
Курсовая работа: Проектирование трехэтажного жилого зданияИзгибающие моменты колонны 1- го этажа. при действии полной нагрузки ; при действии длительной нагрузки ; Изгибающие моменты колонны 2- го этажа: при действии полной нагрузки ; при действии длительной нагрузки ; 6.3 Расчет прочности средней колонны Расчет ведется по двум основным комбинациям усилий: по схеме 1+1, дающей максимальные продольные усилия; по схеме 1+2, дающей максимальные изгибающие моменты; Схема загружения 1+2: — от действия полной нагрузки ; здесь: NMAX=1302,1298кН - принято по таблице 6.2; l=lСР=7,4 м — от действия длительной нагрузки Схема загружения 1+1: — от действия полной нагрузки — от действия длительной нагрузки Подбор сечений симметричной арматуры. Класс тяжелого бетона В25 и класс арматуры А-III принимаем такими же, как и для ригеля. Для расчета принимаем большую площадь. Рабочая высота сечения , ширина b = 35 см, эксцентриситет силы . Случайный эксцентриситет , но не менее 1 см. Для расчета принимаем . Находим значение момента в сечении относительно оси, проходящей через точку наименее сжатой (растянутой) арматуры: -при длительной нагрузке: ; -при полной нагрузке: ; Отношение - следует учитывать влияние прогиба колонны, где . Выражение для критической продольной силы при прямоугольном сечении с симметричным армированием (без предварительного напряжения) с учетом, что , - примет вид: , где для тяжелого бетона . Значение <, которое равно
Принимаем для расчета Отношение модулей упругости Задаемся коэффициентом армирования =0.025 и вычисляем критическую силу: . Вычисляем коэффициент : Значение равно: . Определяем граничную относительную высоту сжатой зоны по формуле (2.42)[1]: , где: ; Рис. 8 Вычисляем по формулам (18.1), (18. 2), (18.3)[1]: , , . Т.к. α<0, то принимаем конструктивно по минимальному проценту армирования. Принимаем 2ф12 с As=2,26 см2 (прил. 6[1]), , для определения было принято — перерасчет можно не делать. Поперечная арматура принята из стали А-III диаметром 8 мм (из условия свариваемости с продольными стержнями). Шаг принят равным 200 мм, что удовлетворяет условиям: S=200мм<20×d=20×12=440мм S=200мм<bk=350мм. Шаг принят из условия обеспечения устойчивости продольных стержней и кратен 50мм. 6.4 Расчет консоли колонны транснациональный корпорация обрабатывающий промышленность Опорное давление ригеля (см. рис. 12). Длина опорной площадки ригеля из условия смятия бетона: , где: - коэффициент при равномерно распределенной нагрузке; . Здесь: - для бетона класса В25 и ниже, - при местной краевой нагрузке на консоль,; b = 0.35 м – ширина колонны; Наименьший вылет консоли с учетом зазора с между гранью колонны и равномерно распределенной нагрузкой -: . Принимаем . Пересчитываем значение длины опорной площадки: . Т.к. консоль короткая (), то . Высота сечения консоли: — у грани колонны , принимаем ; — у свободного края м, принимаем . Момент в опорном сечении: , . Принимаем расчетную высоту сечения . Определяем требуемую площадь арматуры: . Принимаем 2ф12 арматуры класса А-III c As=2,26 см2 (см. рис.13,б). Проверка прочности наклонной сжатой полосы. 1. В качестве горизонтальных хомутов принимаем 2ф6 А-I с . Принимаем шаг хомутов S=100 (). Определяем: , где:, , тогда условие примет вид: — удовлетворяется. 2.Условие: — удовлетворяется. Следовательно, прочность консоли обеспечена. Продольные стержни объединяют в каркас. Площадь сечения отогнутых стержней: . Принимаем 2ф14 класса А-III c As= 3,08 см2. 6.5 Расчет стыка колонн Наиболее экономичный стык по расходу металла осуществляется ванной сваркой выпусков продольной рабочей арматуры колонны с последующим замоноличиванием стыка (см. рис13, а). Такой стык является равнопрочным с сечениями колонны в стадии эксплуатации. В стадии монтажа рассчитывается прочность ослабленного подрезами сечения колонны на местах смятия. Для производства работ стык колонны назначают на 0.8-1.2 м выше перекрытия (принимаем 1 м). При расчете в стадии монтажа учитываются усилия в стыке только от постоянной нагрузки: — вес покрытия ; — вес перекрытия , где n=3 - количество этажей; — вес колонны ; Тогда полная нагрузка составит: . Определяем площадь ослабленного сечения в колонне: Расчетное сечение стыка: Значение принимается как площадь ядра сечения, ограниченного контуром свариваемой сетки (в осях крайних стержней). Сетки косвенного армирования принимаем из проволоки ф4 класса Вр-1(см. рис. 13). Шаг проволоки принимаем в пределах от 45 до 100 мм. Определяем , где: - количество ячеек; - площадь ячейки. Толщина центрирующей прокладки 2 см. Размер стороны прокладки Площадь распрямляющих листов с целью экономии металла принимается: . Принимаем . Площадь листов определяют как площадь смятия: . Условие прочности при косвенном армировании сварными сетками: . - приведенная призменная прочность бетона. коэффициент, учитывающий повышение несущей способности бетона с косвенным армированием; - расчетное сопротивление арматуры сеток; , где: - количество горизонтальных и вертикальных стержней в сетке соответственно; - длина соответственно горизонтальных и вертикальных стержней в сетке; - площадь одного горизонтального и вертикального стержней соответственно; S = 100 мм – шаг сеток, принятый в соответствии с условиями: 1) , 2) , 3) . - коэффициент повышения несущей способности бетона с повышенным армированием; , тогда . Тогда: Окончательно условие примет вид: -удовл. Количество сеток: . Принимаем конструктивно 4 сетки. 6.6 Размеры и форма колонны Схема для расчета представлена на рис. 11. Высоту колонны определяем по формуле: величину заделки определяют из условий: 1) ; 2) ; Определяем: . 7. Расчет и конструирование фундамента под колонну 7.1 Определение глубины заложения фундамента Нагрузка, передаваемая колонной 1-го этажа по обрезу фундамента - (см. табл. 6. 2) – расчетная; Нормативная нагрузка , По конструктивным требования минимальная высота фундамента:
Глубина заложения подошвы фундамента: 7.2 Назначение размеров подошвы фундамента Необходимая площадь подошвы фундамента: , где: R=300кПа – расчетное сопротивление грунта под подошвой фундамента (по заданию); - усредненный вес грунта на уступах фундамента; Пренебрегая малыми значениями моментов, фундамент рассчитывается как центрально загруженный. Наиболее рациональная форма центрально загруженного фундамента – квадратный в плане. Тогда сторона подошвы . Принимаем . Затем пересчитываем площадь: . 7.3 Расчет прочности фундамента Схема для расчета представлена на рис. 12. Сечение1-1: . Сечение2-2: Сечение3-3: . Плитная часть армируется сеткой со стержнями арматуры класса А-III с . Требуемая площадь арматуры:
Определяем шаг стержней и их требуемое количество: 1) , 2) , 3) , . Окончательно принимаем 20ф10 класса А-III c As= 15,7 см2 с шагом S=100мм (см. рис. 13). 8. Расчет и конструирование монолитного ребристого перекрытия с балочными плитами 8.1 Исходные данные Сетка колонн 6,0×7,4м. Для железобетонных конструкций принят тяжелый бетон класса В25: Rb=14.5 МПа, Rbt=1.05 МПа,, Eb=30 000МПа, Rbn=18.5МПа, Rbtu=1.6МПа. Арматура: продольная рабочая для второстепенных балок из стали класса А-II: Rs=280МПа, Rsw=225МПа, Es=210000МПа; Поперечная (хомуты) из стали класса А-I: Rs=235МПа, Rsw=175МПа, Es=210000МПа; Арматура сварных сеток для армирования плиты из обыкновенной стальной проволоки класса Вр-I с Rs=370МПа для . 8.2 Компоновка перекрытия Для прямоугольной сетки колонн следует принять балочный тип перекрытия. Расположение главных балок (ригелей рам) принимаем поперек здания с пролетом . Привязка продольных и торцевых каменных стен . Шаг второстепенных балок (пролет плиты) в соответствии с рекомендациями таблицы I при толщине плиты . Пролет второстепенных балок -. Толщина плиты - Глубина опирания на стены: плиты , второстепенных балок , главных балок . Бетон класса В 15 с Rb=8.5 МПа, Rbt=0,75 МПа. Предварительно задаемся размерами второстепенной и главной балок. 8.3 Расчет плиты перекрытия Для расчета плиты условно вырезаем полосу шириной 1м, опертую на второстепенные балки и нагруженную равномерно распределенной нагрузкой. Расчетная схема представлена на рис. 14. Расчетные пролеты: — крайний ; — средний ; В продольном направлении расчетный пролет плиты: . Отношение , т.е. плита должна рассматриваться как балочная. Нагрузку на 1 м2 плиты перекрытия записываем в таблицу 7.1. При принятой ширине полосы 1 м нагрузка, приходящаяся на 1 м2 плиты, в то же время является нагрузкой на 1 м погонной полосы. С учетом коэффициента надежности по назначению здания нагрузка на 1пог. м будет . За расчетную схему плиты принимаем неразрезную балочную с равными пролетами. 8.3.1 Определение расчетных моментов. Расчетные изгибающие моменты в сечениях плиты определяются с учетом их перераспределения за счет появления пластических деформаций: - в среднем пролете и на средних опорах: ; - в крайнем пролете и не первой промежуточной опоре: Подбор арматуры Требуемое количество продольной арматуры для обеспечения прочности нормальных сечений при рабочей высоте сечения плиты . Для среднего пролета . Расчетный табличный коэффициент при : . По приложению Ⅹ [2] определяем табличные коэффициенты , . Так как отношение не превышает 30, то можно снизить величину момента на 20% за счет благоприятного влияния распора. Тогда требуемая площадь сечения арматуры: . По сортаменту сварных сеток ГОСТ8478-81 (прил. УП [2]) принимаем: для средних пролетов и над средними опорами 5ф4 Вр-I с АS=0.63см2 или сетку С-1:
Сетки С-1 раскатывают поперек второстепенных балок. В учебных целях при разработке курсового проекта допускается проектировать индивидуальные сетки. Коэффициент армирования , т.е. больше минимально допустимого. Для крайнего пролета плиты ; По приложению Ⅹ [2] определяем табличные коэффициенты , . Для крайних пролетов плит, опора которых на стену является свободной, влияние распора не учитывают. . Кроме сетки С-1, которая должна быть перепущена из среднего пролета АS=0.5см2, необходима дополнительная сетка (С-2) с площадью сечения рабочей арматуры . Можно принять дополнительную сетку С-2:
Так как условие выполняется, то хомуты в плите перекрытия не ставят: , . 9. Расчет второстепенной балки монолитного ребристого перекрытия Второстепенная балка рассчитывается как многопролетная неразрезная балка таврового сечения. Конструктивная и расчетная схема второстепенно балки показана на рис. Расчетные пролеты: — крайние ; — средние ; Расчетные нагрузки на 1м определим с помощью таблицы 7, путем умножения их значений на шаг второстепенных балок, т.е. . Тогда постоянная нагрузка (от собственной массы перекрытия и второстепенной балки) с учетом коэффициента надежности по назначению здания,: Временная нагрузка с учетом : . Полная нагрузка: . Статический расчет балки. Расчетные усилия в сечениях балки определяются с учетом их перераспределения за счет появления пластических деформаций. Изгибающие моменты: - в первом пролете ; - на первой промежуточной опоре ; - в средних пролетах и на средних опорах ; Для средних пролетов балки определяют минимальные изгибающие моменты от невыгодного расположения временной нагрузки на смежных пролетах при отношении . Тогда в сечении 6 на расстоянии от опоры : , в сечении 7 на расстоянии от опоры : . Поперечные силы: - на опоре А: ; - на опоре В слева: ; - на опоре В справа и на остальных опорах: . Определение высоты сечения второстепенной балки. Высота сечения балки определяется по опорному моменту при значении коэффициента и (для элементов, рассчитываемых с учетом перераспределения внутренних усилий): , . Принимаем ранее принятую , тогда . Проверяем достаточность высоты сечения второстепенной балки для обеспечения прочности бетона при действии главных сжимающих усилий: . Условие удовлетворяется, следовательно, высота сечения второстепенной балки достаточна. Расчет по прочности сечений, нормальных к продольной оси балки. Отношение , значит в расчет может быть введена ширина полки таврового сечения в пролете балки. ,что больше, чем . Изгибающий момент, воспринимаемый сжатой полкой сечения и растянутой арматурой: . Т.к. , то нейтральная ось пересекает полку и пролетное сечение балки рассчитывается как прямоугольное. Определение площади сечения нижней рабочей продольной арматуры в крайнем пролете балки: , по приложению Ⅹ [2] определяем табличные коэффициенты , . Принимаем 2ф18 класса А-II c As= 5,09 см2. Коэффициент армирования:
Определение площади сечения арматуры в среднем пролете балки: , табличные коэффициенты , , тогда . Принимаем 2ф14 класса А-II c As= 3.08 см2. Растянутую рабочую арматуру в опорных сечениях второстепенных балок монолитных перекрытий конструируют в виде рулонных сеток с поперечной рабочей арматурой, раскатываемых вдоль главных балок. Размеры расчетного сечения: . Определение рабочей арматуры в сечении над второй от края опорой: , по приложению Ⅹ [2] определяем табличные коэффициенты , . Принимаем 20ф5Вр-1 c As= 3,92 см2. Коэффициент армирования: В сечении сеток, располагаемых в два слоя на ширине , требуемый шаг стержней . Ставим две рулонные сетки: Обрывы надопорных сеток назначаем на следующих расстояниях: для одного конца сетки ; для другого . Определение рабочей арматуры в сечении над остальными опорами: , по приложению Ⅹ [2] определяем табличные коэффициенты , . Принимаем 14ф5 Вр-1 c As= 2.75 см2. Требуемый шаг стержней . Принимаем . Рулонные сетки с обрывами на 1.8 и 1.45 м от оси опор. За пределами длины надопорных сеток, т.е. на расстоянии от опор, минимальный отрицательный момент должен быть воспринят верхними стержнями арматурного каркаса балки и бетоном. Отрицательный изгибающий момент в сечении на расстоянии от опоры находим по интерполяции между величинами и : При прямоугольном сечении : , , . . Принимаем 2ф10 класса А-II c As= 1.57 см2. Расчет по прочности сечений, наклонных к продольной оси балки. Расчет ведется на действие поперечной силы. Прочность элемента по наклонному сечению на действие поперечной силы считается обеспеченной при отсутствии наклонных стержней, если соблюдается условие:, где: - поперечная сила в элементе; - сумма осевых усилий в поперечных арматурных стержнях, пересекаемых сечением; - проекция на нормаль к продольному направлению элемента равнодействующей усилий в сжатой зоне бетона; Наибольшее значение поперечной силы на первой промежуточной опоре слева . Вычисляем проекцию расчетного наклонного сечения (С) на продольную ось. Влияние свесов сжатой полки: , где принимается не более , тогда . Вычисляем: , где - для тяжелого бетона; - коэффициент, учитывающий влияние продольных сил. В расчетном наклонном сечении , тогда . Принимаем , тогда; , т.е. поперечные стержни по расчету не требуются. Диаметр поперечных стержней устанавливаем из условия сварки в продольными стержнями и принимаем класса А-I c . Число каркасов два, . Шаг поперечных стержней по конструктивным условиям , но не более 15 см. Для всех приопорных участков промежуточных и крайней опор балки принимаем . В средней части пролета (на расстоянии ) шаг . Производим проверку по сжатой полосе между наклонными трещинами: ; ; ; . Условие: — удовлетворяется. Расчет по прочности сечений, наклонных к продольной оси балки, на действие изгибающего момента. Прочность наклонного сечения на действие изгибающего момента обеспечивается надлежащим заанкерованием рабочей продольной арматуры на опорах балки и в местах обрыва продольных стержней. Продольные стержни растянутой и сжатой арматуры должны быть заведены за нормальное к продольной оси элемента сечение, в котором они учитываются с полным расчетным сопротивлением, на длину не менее , равную: , но не менее . На свободной опоре балки напряжение продольной арматуры теоретически равно нулю, и длина заделки стержней периодического профиля ф18 А-II за грань должна быть не менее . Конструктивно глубина заделки балки в стену 25см. В среднем пролете балки до опоры доводятся два нижних продольных стержня Ф14 А-II. Расчет по раскрытию трещин и по деформациям для конструкций монолитного ребристого перекрытия допускается не производить, т.к. на основании практики из применения установлено, что величина раскрытия трещин в них не превышает предельно допустимых величин и жесткость конструкций в стадии эксплуатации достаточна. 9.1 Исходные данные Сетка колонн 7,4×6,0м, число этажей-3, высота этажа 3.0м, размер оконного проема принимаем 1.5×1.4м, толщина наружной стены 510 мм. Материалы: кирпич (обожженная глина пластического прессования) по [3]; раствор марки М50. Кладка сплошная, плотность кладки 18.000 , ширина оконного проема , высота . Ширина рассчитываемого простенка . Грузовая площадь (см. рис. 19), шаг колонн в поперечном направлении, шаг колонн в продольном направлении. Нагрузка от верхних этажей, перераспределившись, прикладывается в центр тяжести сечения простенка. Нагрузка от перекрытия рассматриваемого этажа приложена с фактическим эксцентриситетом. Расстояние от точки приложения опорной реакции балки до внутренней поверхности стены . Принимаем . 9.2 Сбор нагрузок на простенок для сборного варианта перекрытия 1. Нагрузка от покрытия и перекрытия в уровне верха плиты перекрытия 1-го этажа: здесь - количество этажей; 2. Расчетная нагрузка от веса кирпичной кладки в уровне верха плиты перекрытия 1-го этажа: 3. Нагрузка от кладки над оконным проемом 1-го этажа: 4. Нагрузка от перекрытия 1-го этажа: . 5. Полная расчетная нагрузка в сечении II-II: Определим расчетные моменты: - момент в сечении I-I: ; - момент в сечении II-II: , где . 9.3 Расчетные характеристики Площадь сечения простенка: . Коэффициент условия работы кладки . Расчетное сопротивление кладки на растворе М50 с . Упругая характеристика кладки . Расчетная линия простенка . Гибкость простенка . По таблице 18 [3] определяем коэффициент продольного изгиба (по интерполяции). Найденное значение принимается для средней трети высоты простенка. Расчетное сечение I-I (см. рис), поэтому значение для сечений I-I принимаем откорректированным . Расчетный эксцентриситет продольной силы: . Проверку несущей способности простенка в сечении I-I производим из расчета его на внецентренное сжатие по формуле:, Здесь:- площадь сжатой части сечения. Для прямоугольного сечения: ; - коэффициент продольного изгиба для внецентренно сжатых элементов: ; где ; - коэффициент продольного изгиба для сжатой части сечения, определяемый по таблице 18[3] в зависимости от: , где ; ; ; При () ; , тогда несущая способность простенка в сечении I-I: Прочность простенка обеспечена. Список литературы 1. СНиП 2.03.01-84*. Бетонные и железобетонные конструкции. Госстрой СССР, 1989г. 2. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. Госстрой СССР, 1986г. 3. СНиП II-22-81. Каменные и армокаменные конструкции. Госстрой СССР, 1983г. 4. Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции: общий курс: Учебник для вузов М.: Стройиздат, 1991г. 5. Бондаренко В.М., Суворкин Д.Г. Железобетонные и каменные конструкции: Учебник для студентов ВУЗов по спец. ПГС. М.: Высшая школа, 1987г. 6. Бондаренко В.М., Судницин А.И. Расчёт строительных конструкций. Железобетонные и каменные конструкции. М.: Высшая школа, 1988г. 7. Манриков А.П. Примеры расчёта железобетонных конструкций: Учебное пособие для техникумов. М.: Стройиздат, 1989г. 8. Пособие по проектированию каменных и армокаменных конструкций (к СНиП II-22-81) Госстрой СССР, 1989г. 9. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжёлых и лёгких бетонов без преднапряжения арматуры (к СНиП 2.03.01-84). Госстрой СССР, 1986г. 10. Пособие по проектированию предварительно напряжённых железобетонных конструкций из тяжёлых и лёгких бетонов (к СНиП 2.03.01-84). Часть 1. Госстрой СССР, 1988г. 11. Пособие по проектированию предварительно напряжённых железобетонных конструкций из тяжёлых и лёгких бетонов (к СНиП 2.03.01-84). Часть 2. Госстрой СССР, 1988г. |
НОВОСТИ |
ВХОД |
|
Рефераты бесплатно, реферат бесплатно, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты, рефераты скачать, рефераты на тему, сочинения, курсовые, дипломы, научные работы и многое другое. |
||
При использовании материалов - ссылка на сайт обязательна. |