Проектирование конструкций многоэтажного здания

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 13 Декабря 2010 в 21:19, курсовая работа

Описание работы

Целью выполнения курсовой работы является закрепление теоретических знаний по курсу “Железобетонные конструкции”, развитие практических навыков проектирования, конструирования и расчета железобетонных и каменных конструкций.

В курсовой работе необходимо запроектировать основные несущие конструкции многоэтажного здания неполным железобетонным каркасом и жесткой конструктивной схемой. Внутренний каркас – железобетонный, наружные несущие стены – каменные.

Содержание работы

Введение……………….………………………………………………………… 3
Исходные данные……………………………………………….......................... 4
1. Компоновка сборного перекрытия………………………….......................... 4
2. Конструирование и расчет
плиты перекрытия......................………………………………………………..

5
3. Проектирование ригеля здания ………………………….......................... 9
4. Конструирование и расчёт колонны ………………………………………... 15
5. Проектирование фундамента колонны……………………………………... 20
6. Расчёт простенка каменной стены………...………………………………… 22
Список используемых источников……………………………………………..

Файлы: 1 файл

Пояснительная записка.doc

— 457.50 Кб (Скачать файл)

    Q=63,8 кН,-это условие. Вычислим проекцию расчетного наклонного сечения.

    Влияние свесов сжатых полок (при 2 ребрах) φf=2·0,75·3h/f/bh0=2·0,75·9·5·5/35,5·17=0,43<0,5.

    Усилие  предварительного обжатия:

    Р1ssp1)=4,71·(495-14,85)100=226,15кН

    σ1=0,03 σsp=0,03·495=14,85МПа

    Влияние усилия обжатия :

    

    1+φfn=1+0,43+0,31=1,74>1,5, принимаем 1,5;

    В=φb2(1+φfn)Rbtbh20=2·1,5·1,2·35,52·17(100)=77,12 ·105 Нсм.

    В расчетном наклонном сечении  принимаем с=2h0=71 см. Тогда Qb=В/с=77,12 ·105/71=108,6 кН>63.8 кН, следовательно, условие прочности по поперечной силе удовлетворяется, другое условие при Q=Qmax-q1c=63,8*100-121,15*71=55,2*103Н и  значении φb4(1+ φn)Rbtbh0/c=1,5*1,31*0,9*1,2(100)*17*35,52/71=55,2кН<64,04кН-не удовлетворяется, следовательно поперечная арматура требуется по расчету.

    На  приопорном участке длиной l/4 устанавливаем в каждом ребре плиты поперечные стержни Ø4 Вр-1 с шагом s=h/2=40/2=20 см, в средней части пролёта с шагом s=3h/4=30 cм. Поперечные стержни объединяем с продольной монтажной напрягаемой арматурой или рабочей ненапрягаемой в плоские сварные каркасы, размещаемые в ребрах плиты. 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                    Рис.3. 
 

                        3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ РИГЕЛЯ ЗДАНИЯ 

    Крайний расчетный пролет ригеля определяем из выражения

Средний расчетный пролет ригеля

Усилия  в ригеле определяем при помощи огибающей  эпюры моментов.

    Нагрузка на ригель от ребристых плит считается равномерно распределенной. Ширина грузовой полосы на ригель равна шагу продольных рам и равна 7,2 м. Подсчет нагрузок на 1 м2 перекрытия приведен в табл.1.

    Вычисляем расчетную нагрузку на 1 м длины  ригеля.

    постоянная  с учетом γn=0,95:

    4,609·7,2·0,95=31,53 кН/м;

    От  веса ригеля сечением 0,3х0,6 (ρ=2500 кг/см3) с учетом коэффициентов надежности γf=1,1 и γn=0,95: 0,3·0,6·25·1,1·0,95=4,7 кН/м.

      Итого: g=31,53+4,7=36,23 кН/м.

    Временная с учетом γn=0,95 u=9·7,2·0,95=61,56 кН/м,

    в том числе длительная  2,64·7,2·0,95=18,06 кН/м

    и кратковременная 6,36·7,2·0,95=43,50 кН/м.

    Полная  нагрузка g+u=97,79 кН/м.

    Определение усилий в ригеле

    Вычислим  моменты для ригелей по формуле: , где табличные коэффициенты зависят от схем загружения и коэффициента k-отношения погонных жесткостей ригеля и колонны. Сечение ригеля принято равным 30*60 см, сечение колонны-30*30 см, длина колонны-4,2 м, вычисляем k =30*603*420/30*303*720=4,66, и принимаем его равным 5.

    1-При постоянной схеме загружения (без учета временной нагрузки) :

    М12=-0,033*31,53*7,22=-53,94 кНм,

    М21=-0,099*31,53*7,22=-161,81 кНм,

    М23=-0,090*31,53*7,22=-147,11 кНм=М32

    2-При временной схеме загружения (без учета постоянной) в крайних пролетах:

    М12=-0,042*61,56*7,22=- 134,03 кНм,

    М21=-0,063*61,56*7,22=-201,05 кНм,

    М23=-0,028*61,56*7,22=-89,36 кНм=М32

    3-При  временной схеме загружения(без  учета постоянной) в среднем пролете:

    М12=0,009*61,56*7,22=28,72 кНм,

    М21=-0,036*61,56*7,22=-114,89 кНм,

    М23=-0,062*61,56*7,22=-197,86 кНм=М32

    4- При временной схеме загружения  в одном крайнем и в среднем пролетах:

    М12=-0,032*61,56*7,22=-102,12 кНм,

    М21=-0,115*61,56*7,22=-367,00 кНм,

    М23=-0,104*61,56*7,22=-331,89 кНм,

    М32=-0,046*61,56*7,22=-146,80 кНм

    Пролетные моменты ригеля:

  1. В крайнем пролете - схемы загружения 1+2, опорные моменты М12=-187,97 кНм, М21=-362,86 кНм, нагрузка-97,79 кН/м, поперечные силы Q1=97,79*7,2/2-(-187,97+362,86)/7,2=327,75 кН, Q2=376,33 кН, максимальный пролетный момент М=327,752/2*97,79-187,97=361,27 кНм
  2. В среднем пролете - схемы загружения 1+3, опорные моменты М2332=-344,97 кН/м, максимальный пролетный момент М=97,79*7,22/8-344,97=288,71 кНм;

    Постоянная  нагрузка по схеме загружения 1 участвует  во всех комбинациях: 1+2,1+3,1+4.

     К эпюре  моментов схем загружения 1+4 добавляем  выравнивающую эпюру моментов  так, чтобы уравнялись опорные моменты М2123 и были обеспечены удобства армирования опорного узла, в этом заключается практический расчет, и при этом намечается образование пластических шарниров на опоре.  Ординаты выравнивающей эпюры следующие:

    М21*=0,3*528,81=158,64 кНм, М23*=143,7 кНм, при этом М12*=-М21*/3=-158,81/3=-52,94 кНм, М32*=-М23*=-143,7/3=-47,9 кНм, отсюда опорные моменты на эпюре выравненных моментов составят : М12=(-53,94-102,12)-52,94=-209 кНм, М21=-370,17 кНм, М23=-335,3 кНм, М32=-341,81 кНм;

     На средней  опоре при схеме загружения 1+4 опорный момент ригеля не всегда  оказывается расчетным, т.е. максимальным  по абсолютному значению, необходимую  схему загружения устанавливают  сравнительным анализом значений  опорных моментов.

     Опорный  момент ригеля по грани средней колонны слева М(21)1 (абсолютные значения): 1) по схеме загружения 1+4 и выравненной эпюре

    Q2=97,79*7,2/2-(-370,17+209/7,2=352,04+22,38=374,42 кН, Q1=329,66кН, М(21)1=370,17-374,42*0,3/2=314 кНм;

    1. по схеме загружения 1+3 Q2=31,53*7,2/2-(-276,7+25,22)/7,2=148,44 кН, М(21)1=276,7-148,44*0,3/2=254,43 кНм;
    2. по схеме загружения 1+2 М(21)1=362,86-374,42*0,3/2=306,7 кНм;

    Опорный момент ригеля по грани средней колонны  справа М(23)1:

    1. по схеме загружения 1+4 и выравненной эпюре Q=97,79*7,2/2-(-335,3+341,81)/7,2=352,94 кН, М(23)1=335,3-352,94*0,3/2=282,36 кНм; следовательно расчетный опорный момент ригеля по грани средней колонны М=314 кНм, по грани крайней колонны по схеме загружения 1+4 и выравненной эпюре М(12)1=209-329,66*0,3/2=159,55 кНм.

    Поперечные силы ригеля: для расчета прочности по сечениям, наклонным к продольной оси, принимают значения поперечных сил ригеля, большие из двух расчетов: упругого и с учетом перераспределения моментов.  На крайней опоре принимаем Q1=329,66 кН, на средней слева по схеме загружения 1+4 Q2=97,79*7,2/2-(-528,81+156,06)/7,2=403,82 кН, справа Q2=97,79*7,2/2-(-479,00+293,91)/7,2=377,75 кН; 
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     

                                                                   

                                                               

                                                                 Рис.4. 
 
 

    Характеристики  прочности бетона и арматуры

    Бетон тяжелый класса В20, расчетные сопротивления  при сжатии Rb=11,5 МПа, при растяжении Rbt=0,9 МПа; коэффициент условия работы бетона γb2=0,9;

модуль упругости  Eb=27000 МПа.

    Арматура  продольная рабочая класса А-III, расчетное сопротивление Rs=365 МПа, модуль упругости Es=200000 МПа.

    Определение высоты сечения ригеля.

    Высоту  сечения подбираем по опорному моменту  при ξ=0,35, т.к. на опоре момент определен с учетом образования пластического шарнира. Принятое же  сечение ригеля следует затем проверить по пролетному моменту (если он больше опорного) так, чтобы относительная высота сжатой зоны была ξ <ξу и исключалось переармированное неэкономичное сечение. При ξ=0,35 находим значение А0=0,289 и находим граничную высоту сжатой зоны:

    

    Характеристика  сжатой зоны: ω=0,85-0,008Rb=0,85-0,008·0,9·11,5=0,77,

 σ1=Rs=365 МПа.

, так как пролетный момент М=361,27>314 кНм, то проверяем сечение по нему (h0=63 см), получаем, что

h=h0+а=63+4=67см, принимаем h=68 см.

Сечение в первом пролете

М=361,27кНм

h0=h-а=68-6=62 см; вычисляем

->η=0,815 

    Принимаем 4Ø25 А-Ш с АS=19,63 см2 ; 

Сечение в среднем пролете

М=288,71 кНм

->η=0,86 

    Принимаем 6Ø18А-Ш с АS=15,27см2>14,83 см2

    Арматуру  для восприятия отрицательного момента  в пролете устанавливаем по эпюре  моментов, принимаем 2Ø12 А-Ш с АS=2,26 см2.

    Сечение на средней опоре

    М=314 кНм

Арматура расположена  в один ряд, принимаем защитный слой 4 см, тогда рабочая высота ригеля .

Вычисляем требуемую  площадь арматуры

 принимаем  2Æ32  А-III. Фактическая площадь Аs = 16,08 см2>15,72 см2, аналогично рассчитываем сечение на крайней опоре (М=159,55 кНм). 

Расчет  прочности ригеля по сечениям, наклонным  к продольной оси 

Максимальное  значение перерезывающей силы Q = 403,82 кН

Проекция расчетного наклонного сечения на продольную ось ригеля

В расчетном  наклонном сечении  , отсюда

 c = B/0,5Q = 221,2 / 201,91= 1,10 м.  2h0 = 128см. Условие с < 2h0 удовлетворяется.

Диаметр поперечных стержней устанавливается  из условия сварки с продольной арматурой  диаметром d = 28 мм и принимается равным dsw = 8мм с площадью Аs=0,503 см2. При классе А – III Rsw = 285 МПа, так как вводим коэффициент условий работы . Число каркасов 2 при этом .

    Шаг поперечных стержней . В соответствии со СНиП ,принимаем 25 см. На приопорных участках поперечная арматура устанавливается с шагом 200 мм, в средней части пролета шаг , принимаем 500 мм.

Проверка прочности  по сжатой полосе между наклонными трещинами:

условие удовлетворяется. 

Армирование ригеля

     Стык  ригеля с колонной выполняется на ванной сварке выпусков верхних надопорных стержней и сварке закладных деталей  ригеля и опорной консоли колонны. Ригель армируется двумя сварными каркасами, часть продольных стержней каркасов обрывается в соответствии с изменением огибающей эпюры моментов и по эпюре арматуры (материалов). Обрываемые стержни заводятся за место теоретического обрыва на длину анкеровки.

     

     Рис.5.

     Сечение первого пролета. Арматура 4Ø25 А-Ш с АS=19,63 см2

     

     

     В месте теоретического обрыва  арматура 2Ø12 А-Ш с АS=2,26 см2, определяется изгибающий момент для неё и принимается поперечная сила Q соответствующая изгибающему моменту по огибающей эпюре.  И так,- по каждому пролету и по принятой арматуре определяется поперечная сила Q в месте теоретического обрыва. По поперечной силе определяем длину анкеровки обрываемых стержней. Так получаем:

Информация о работе Проектирование конструкций многоэтажного здания