Расчет и конструирование центрально нагруженного фундамента под колонну
Автор работы: Пользователь скрыл имя, 26 Ноября 2014 в 16:00, курсовая работа
Описание работы
Цель работы состоит в выработке практических навыков проектирования простейших конструктивных элементов путем реализации следующей системной последовательности:
назначение (принятие) общего компоновочного решения перекрытия;
выбор расчетной схемы элемента;
сбор нагрузок и определение расчетных усилий;
Содержание работы
Введение………………………………………………………………………....…...4
1.Монолитное ребристое перекрытие……………………...………...………….....5
Расчет балочной плиты……………………………………...…….……...5
Расчет и конструирование второстепенной балки ……………………..9
2.Расчет и конструирование сборной железобетонной колонны………….…....14
2.1 Исходные данные для проектирования…………………………...…....14
2.2 Определение расчетных усилий …………………………………....…..14
2.3 Расчет площади рабочей арматуры………………………………....….15
3.Расчет и конструирование центрально нагруженного фундамента под колонну………………………………………………………..……………..….17
3.1 Исходные данные для проектирования…………………………….…..17
3.2 Определение геометрических размеров фундамента…………………17
3.3 Определение площади рабочей арматуры……………………………..18
Заключение…………………………………………………………………….……20
Список использованной литературы……………………………………………...21
Файлы: 1 файл
готовая курсовая ЖБК.docx
— 278.23 Кб (Скачать файл)Проверяем условие
кН > Q = 75.76
кН
т.е. прочность наклонных сечений обеспечена.
В заключении необходимо проверить условие, исключающее появление наклонной трещины между хомутами
мм > sw = 150 мм
Условие выполняется.
2.
Расчет и конструирование сборной
железобетонной колонны
2.1. Исходные данные для проектирования
Требуется запроектировать среднюю колонну 1 этажа многоэтажного промышленного здания при ниже приведенных данных:
конструктивная схема рисунок 1
число этажей n = 3
высота этажа Н = 4.1 м
район строительства г. Орел
(IV снеговой район)
снеговая расчетная нагрузка 1.8 кН/м2
расчетная грузовая площадь 42.3 м2
коэффициент надежности по назначению 0.95
2.2. Определение расчетных усилий
Таблица 2
К определению нагрузок на среднюю колонну первого этажа
Характер нагружения |
Вид нагрузки |
Обозначение |
Размерность |
Исходное расчетное значение |
Грузовая площадь, м2 (м) |
Расчетное усилие, кН |
От собственной массы колонн |
gc |
– |
– |
– |
41.95 | |
От массы плит перекрытия и пола |
gf, pl |
кН/ м2 |
3.82 |
42.3×2 |
323.172 | |
Постоянная |
От собственного веса главных балок 0.75×0.3×25×1.1=6.18 |
grib |
кН/ м |
6.18 |
3 × 7.05 |
130.87 |
От собственного веса второстепенных балок 0.45×0.2×25×1.1=2.475 |
gt |
кН/ м |
2.475 |
3 × 6 |
44.5 | |
От массы покрытия |
grib |
кН/ м2 |
3.41 |
42.3 |
144.24 | |
Итого постоянная |
Nconst |
Nconst =685 | ||||
Полная снеговая, в том числе: |
рs |
кН/ м2 |
1.8 |
42.3 |
Ns = 76.14 | |
– кратковременная |
рs, sh |
кН/ м2 |
1.26 |
42.3 |
Ns, sh = 53.29 | |
Временная |
– длительная (30 %) |
рs, l |
кН/ м2 |
0.54 |
42.3 |
Ns, l = 22.85 |
Полезная полная, в том числе: |
v |
кН/ м2 |
10 |
42.3×3 |
Nv = 1269 | |
– кратковременная |
vsh |
кН/ м2 |
2 |
42.3×3 |
Nv, sh = 253.8 | |
– длительная |
vl |
кН/ м2 |
8 |
42.3×3 |
Nv, l = 1015.2 | |
Полная, в том числе: |
Nt = Nconst + Ns + Nv = |
2030.14 | ||||
Суммарная |
– кратковременная |
Nsh = Ns, sh + Nv, sh = |
307.09 | |||
– длительная |
Nl = Nconst + Ns, l + Nv, l = |
1723.05 | ||||
Предварительно задаемся сечением колонн bс × hс = 35 × 35 см;
Определяем полную конструктивную длину колонны
Нс = 3×4.1+0.5+ 0.15 = 12.95 м,
где hзад = 0.5 – глубина заделки колонны в фундамент.
Расчетная нагрузка от массы колонны (без учета веса защемляемого участка колонны) кН
Расчетные усилия с учетом коэффициента надежности по ответственности γn = 0.95 будет иметь следующие значения:
полное кН,
длительное кН,
кратковременное кН.
2.3. Расчет площади рабочей арматуры
Нормируемые характеристики бетона и арматуры
Принимаем: бетон класса В30, γb1 = 0.9 (γb1 Rb = 0.9 · 17 = 15.3 МПа)
арматура класса А400 (Rsc = 355 МПа).
Проводим необходимые поверочные расчеты:
расчетная длина колонны 1го этажа с учетом защемления в фундаменте
м;
гибкость колонны
< 20 и, следовательно, расчет
ведется в предположении наличия
только случайных эксцентриситетов
методом последовательных приближений.
мм2,
где φ = 0.8 – предварительно принятое значение для ориентировочной оценки площади арматуры Аs, tot .
Принимаем для поверочных расчетов 4 Ø 22 А400 с площадью 1520 мм2.
Уточняем расчет колонны с учетом принятого значения Аs, tot = 1520 мм2 и значение φ = 0.9
Тогда фактическая несущая способность колонны
кН > 1928.5 кН,
то есть, прочность колонны обеспечена.
Проверяем достаточность величины принятого армирования
μmax > > μmin = 0.001, т.е. условие удовлетворяется.
Назначение поперечной арматуры
Класс арматуры хомутов А240, диаметр dw ≥ 0.25 d = 0.25 ∙ 22 ≈ 6 мм.
Принимаем dw = 8.0 мм.
Каркас сварной, поэтому шаг хомутов sw ≤ 15 d = 330 мм, sw = smax = 300 мм.
3 Расчет и конструирование центрально нагруженного
фундамента под колонну
3.1 Исходные данные для проектирования
Расчетное усилие в заделке – Nfun = 1928.5 кН;
Нормативное усилие – N nfun = Nfun : γfm = 1928.5 : 1.15 = 1676.95 кН;
Условная (без учета района строительства
и категории грунта) глубина заложения – Нf = 1.5 м
Расчетное сопротивление грунта (по заданию) – Rгр = 0.26 МПа
Средний вес единицы объема бетона фундамента
и грунта на его уступах – γm = 20 кН / м3
Фундамент проектируется монолитным, многоступенчатым
из тяжелого бетона класса В15 (γb1 = 0.9) – Rbt = 0.675 МПа
Армирование фундамента выполнить арматурой класса А400 (Rs = 355 Мпа)
3.2 Определение геометрических размеров фундамента
Требуемая площадь сечения подошвы фундамента
мм2 = 7.29 м2.
Размер стороны квадратной подошвы
м.
Назначаем а = 2.7 м, тогда давление под подошвой фундамента при действии расчетной нагрузки
Н/мм2 = 264 кН/м2.
Рабочая высота фундамента из условия прочности на продавливание
мм;
мм (аз = 35 ÷ 70 мм – толщина защитного слоя)
По условию заделки колонны в фундамент
мм.≈ 780 мм
По условию анкеровки сжатой арматуры (арматура колонны) диаметром Æ 22 А400 в бетоне класса В30
мм,
где λ an = 20.
Слагаемые (200 + 50) – первое слагаемое определяет минимальную (по условию продавливания) толщину днища стакана, а второе – зазор между дном стакана и низом колонны.
С учетом удовлетворения всех требований принимаем окончательно двухступенчатый фундамент: мм, мм, высоту нижней ступени h1 = 400 мм .
Проверяем соответствие рабочей высоты нижней ступени h0 1 по условию прочности по поперечной силе, действующей в сечении III – III. На 1 м ширины этого сечения поперечная сила равна
кН.
Минимальное значение поперечной силы , воспринимаемое бетоном
Н =
= 118.1 кН > Q1 = 117.48 кН.
То есть, прочность нижней ступени по наклонному сечению обеспечена.
Ширина второй ступени определена геометрически и составляет мм.
Проверяем прочность фундамента на продавливание по поверхности пирамиды
,
где кН – усилие продавливания;
м2 – площадь основания пирамиды продавливания;
м – усредненный периметр сечения пирамиды продавливания;
F = 1065.22 <
Н = 2128.6 кН,
т.е. условие прочности на продавливание удовлетворяется.
3.3 Определение площади рабочей арматуры
Изгибающие моменты в расчетных сечениях фундамента
= 200.475 кНм,
= 484.6 кНм.
Необходимая площадь сечения арматуры для каждого направления на всю ширину фундамента определяется как большее из двух следующих значений
мм2,
мм2.
Нестандартную сетку принимаем с одинаковой в обоих направлениях с рабочей арматурой 14 Æ 14 А400 (Аs = 2154 мм2) и шагом 200 мм.
Проверяем достаточность принятого армирования фундамента
>
Заключение
При строительстве зданий и сооружений широко применяются сборные и монолитные железобетонные конструкции с обычным и предварительно напряженным армированием. Данный курсовой проект показывает сложность комплекса расчетов и графических работ по изготовлению, транспортированию и эксплуатации конструкций.
В данном курсовом проекте были
приведены расчеты не только отдельных
элементов, но и схемы работы конструкции
в целом, взаимная увязка элементов, конструктивные
решения узлов здания.
Список использованной
литературы
Учебное пособие к выполнению курсового проекта № 1 по железобетонным конструкциям: “Железобетонные и каменные конструкции”. Расчет и конструирование элементов перекрытий многоэтажного здания. Б. И. Пинус, В.В. Кажарский.
Автоматизированное проектирование железобетонных и каменных конструкций. Н. А. Бородачев.
СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. М.: ГУП «НИИЖБ, ФГУП ЦПП, 2004
СТО ИрГТУ 005-09 "Система качества подготовки специалистов. Оформление курсовых и дипломных проектов".