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

 

  1. 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.

  1. Автоматизированное проектирование железобетонных и каменных конструкций. Н. А. Бородачев.

  1. СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. М.: ГУП «НИИЖБ, ФГУП ЦПП, 2004

  1. СТО ИрГТУ 005-09 "Система качества подготовки специалистов. Оформление курсовых и дипломных проектов".

 

 

 


Информация о работе Расчет и конструирование центрально нагруженного фундамента под колонну