Каменные конструкции
Учреждение образования
«Брестский государственный технический университет»
Кафедра строительных конструкций
Контрольная работа
по курсу:
«Каменные конструкции»
Выполнил студент: Лемешевский А.А.
Группы П-273
Брест 2010 г.
Оглавление
1. Компоновка междуэтажных перекрытий и покрытия здания из железобетонных многопустотных плит
. Компоновка фрагмента фасада
. Сбор постоянных и временных нагрузок на простенок
. Определение расчетных усилий, действующих на простенок
. Расчет простенка по прочности
. Сбор нагрузок на стену подвала
. Определение усилий, действующих в расчетных сечениях стены подвала
. Расчет стены подвала по прочности как внецентренного сжатого элемента
Литература
1. Компоновка междуэтажных перекрытий и покрытия здания из железобетонных многопустотных плит
междуэтажный перекрытие простенок
Для определения грузовой площади простенка по фасаду скомпонуем здание на основе исходных данных.
Здание имеет два пролета, расстояние в осях А-Б 4,8 м, в осях Б-В 6,0 м; толщина стен 640 мм, размер оконного проема 1,6х1,5 м, расстояние между центрами оконных проемов 2,6 м, высота этажа 3,0 м, количество этажей - 10, отметка уровня земли -1,4 м. В качестве несущих конструкций перекрытий принимаем железобетонные плиты перекрытия ПК60.15 с размерами в плане 5980х1490 мм и ПК48.15 с размерами в плане 4780х1490 мм. Длина опирания плит на кладку 220 мм.
Фрагмент плана здания с раскладкой плит и указанием грузовых площадей для сбора нагрузок с перекрытия на крайнюю и среднюю стены здания приведен на рис. 1.
2. Компоновка фрагмента фасада
По исходным данным скомпонуем также фрагмент фасада здания с указанием грузовой площади, с которой собирается нагрузка от веса стены на простенок первого этажа (рис. 2).
Необходимо проверить соблюдение конструктивных требований п. 6.16 [2] для принятой по заданию толщины стены.
,
где Н - высота этажа; Н=300 см
h - толщина стены; h=64 см
? - величина, указанная в таблице 28 [2]. ?=25, т. к. кирпич М 75, раствор М 75 ;- поправочный коэффициент из таблицы 29 [2];
,
где Аn - площадь нетто,
Аb - площадь брутто определяются по горизонтальному сечению стены.
.
Условие соблюдается, стена принята достаточной ширины.
. Сбор постоянных и временных нагрузок на простенок
По исходным данным временная нормативная нагрузка на перекрытие qnпер=3,5 кПа; нормативная нагрузка на покрытие qnпокр=9,0 кПа; район по снеговой нагрузке №4, класс ответственности здания №1.
Расчетная постоянная нагрузка от веса стены и слоя внутренней штукатурки толщиной 20 мм, при ширине грузовой площади 2,8 м, действующая в верхнем сечении простенка:
где Нпар - отметка парапета на рис. 2;
Нэт - отметка чистого пола 2-го этажа;
,9 м - расстояние от чистого пола 2-го этажа до верха простенка 1-го этажа;
B - ширина грузовой площади;
?п = 1 - коэффициент надежности по назначению для здания 1 класса ответственности;
?f = 1.1 - коэффициент надежности по нагрузке ( табл. 1) [1];
? = 18,0 кН/м3 - удельный вес кладки из глиняного обыкновенного кирпича на цементно-песчаном растворе (табл. 5) [3];
?шт = 18,0 кН/м3 - удельный вес штукатурки п.3.25 [3];
?шт = 20 мм толщина слоя штукатурки.
Расчетная нагрузка от собственного веса простенка первого этажа
Действующие на перекрытия здания нагрузки приведены в таблице 1.
Таблица 1. Подсчет нагрузок на перекрытие, кН/м2
Вид нагрузкиНормативная нагрузка, кПа?FРасчетные нагрузки, кПа12341. Постоянная Плиточный пол t=18 мм, ?= 20 кН/м3; t????п=0,02?18?1=0,360,361,10,396Цементно-песчаная стяжка t=18 мм, ?= 22 кН/м3; t????п=0,018?22?1=0,44 0,396 1,30,515Собственный вес плиты перекрытия; qnпл ? ?п = 3,1?1=3,1 3,1 1,1 3,41Итого gn:3,8564,3212. Временные qnпер ? ?п = 3,5?1=3,5 3,51,24,2Всего:7,356qмп =8,521
Расчетная нагрузка на простенок, передаваемая с перекрытия одного этажа:
где L - расстояние между осями на рис. 1;
a - привязка наружной стены к разбивочной оси;
Расчетная нагрузка на простенок, передаваемая с перекрытия 2…15 этажей:
Расчетная нагрузка на простенок, передаваемая с покрытия
Расчетная снеговая нагрузка на простенок
где ?f = 1.4 - коэффициент надежности по снеговой нагрузке согласно п. 5.7 [1];
? = 1,0 - коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие в зависимости от его профиля, определяемый согласно п.п.5.3-5.6 [1];
s0 =1,6 кПа - нормативное значение веса снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли, принимаемое в зависимости от снегового района по таблице 4 [1];
.
4. Определение расчетных усилий, действующих на простенок
Рассматриваем наше здание как здание с жесткой конструктивной схемой. В соответствии с требованиями п. 6.7б [2] необходимо, чтобы расстояния между поперечными жесткими конструкциями (поперечными стенами) не превышали указанных в таблице 27 [2] величин. Согласно данной таблице в здании высотой 33-48 м, при группе кладки 1 и перекрытиях из сборных железобетонных настилов
С тщательным заполнением швов раствором не ниже М50, расстояние между поперечными жесткими конструкциями не должно быть больше 42?0,8=33,6 м. Будем считать, что это условие выполняется.
Стену рассматриваем расчлененной по высоте на однопролетные вертикальные балки с расположением шарниров в плоскостях перекрытий и покрытия.
Нагрузки с верхних этажей (с покрытия и перекрытий 2-15 этажей) передаются в центре тяжести сечения стены второго этажа, а нагрузка с перекрытия 1-го этажа передается с фактическим эксцентриситетом.
Расчетная схема стены 1-го этажа приведена на рис.3.
Нагрузка от перекрытия первого этажа на расстоянии от внутренней поверхности стены, равном одной трети опирания плиты перекрытия на стену (ар/3=220/3=73 мм >70 мм). Согласно п. 6.10 [2] принимаем ар/3=70 мм.
Расчетный изгибающий момент от внецентренного приложения нагрузки с перекрытия 1-го этажа
Расчетные изгибающие моменты, действующие в верхнем и нижнем сечениях простенка первого этажа:
Расчетные продольные силы, действующие в верхнем и нижнем сечениях простенка:
В итоге на верхнее сечение простенка действует:
- изгибающий момент ;
продольная сила .
на нижнее сечение:
изгибающий момент ;
продольная сила .
. Расчет простенка по прочности (1 группа предельных состояний)
Расчет простенка произведем как внецентренно сжатого неармированного элемента на расчетные усилия, действующие в его верхнем сечении. Расчет произведем по формуле 13 [2]:
;
где - коэффициент, зависящий от толщины стены; по п. 4.7 [2] при толщине стены h=64 см > 30 см коэффициент =1,0;
где - коэффициент продольного изгиба для всего сечения в плоскости действующего изгибающего момента, определяемый по таблице 18 [2];
- коэффициент продольного изгиба для сжатой части сечения, определяемый по таблице 18 [2]. Для определения и необходимо определить гибкость- и упругую характеристику - . По таблице 15 [2] для кладки из силикатного пустотелого кирпича марки М200 на растворе М200 =750. Гибкость всего сечения определим по формуле 12 [2]:
по таблице 18 [2] =0,991 (методом интерполяции)
Гибкость сжатой части сечения определим по формуле:
, где Н = Нэт по п. 4.7 [2]; hc - высота сжатой части поперечного сечения , где e - эксцентриситет приложения продольной силы,
; тогда см.
по таблице 18 [2] =0,989 (методом интерполяции).
R - расчетное сопротивление кладки сжатию, определяется по таблице 2 [2].
Для кирпича марки М250 и раствора марки М200 R=3,6 МПа.
Аc - площадь сжатой части сечения, где А=Нэт?h;
см2.
w - коэффициент, зависящий от формы сечения. По таблице 19 [2]
< 1.45
.
Несущая способность простенка достаточна.
Расчет узла опирания плит перекрытия 1-го этажа на кирпичную кладку на центральное сжатие
Расчет произведем по формуле 51 [2]:
где А - суммарная площадь сечения кладки и железобетонных элементов перекрытия, А=B?h=260?64=16640 см2;
= 0.9625, т.к. суммарная площадь опирания ж/б элементов в узле . Согласно п. 6.44 [2] определяем методом интерполяции =0,9625
=1,0 согласно п. 6.44 [2], т.к. настил перекрытия имеет круглые пустоты.
кН > N=2491.45 кН. Условие выполняется.
Проверка несущей способности горизонтального сечения, пересекающего ребра настила
Считаем, что пустоты в опорных зонах плит перекрытия 1-го этажа не заполнены бетонными вкладышами.
Проверку прочности по сечению, пересекающему ребра настила, производим по формуле 52 [2]
где = 8,5?0,9=7,65 МПа - расчетное сопротивление бетона класса В15 осевому сжатию согласно СНиП 2.03.01-84;
n = 1.25 для тяжелого бетона;
Аn = ;
Аk = ;
Прочность обеспечена.
Так как максимальный эксцентриситет продольной силы ( см. рис. 3)
< 0.7?y =0.7?32=22.4 см, то согласно п. 4.8 [2] не требуется производить расчет по второму предельному состоянию (по раскрытию трещин в швах кладки).
. Сбор нагрузок на стену подвала
Необходимо произвести расчет наружной стены подвала на основании следующих исходных данных: высота стены подвала - 2,5 м; толщина бетонного пола подвала - 0,18 м; длина площадки опирания плит перекрытия подвала - 0,19 м; материал стены подвала - ФБС 24.6.6; марка раствора для стены подвала - М150; отметка уровня земли - -1,300 м; объемная масса грунта - 20 кН/м3; расчетный угол внутреннего трения грунта - 33°; нормативное значение поверхностной нагрузки от грунта - 13 кН/м2.
Принимаем толщину стены подвала h=600 мм ( блоки ФБС 24.6.6 СТБ 1076-97). В качестве конструкции перекрытия принимаем железобетонные плиты перекрытия ПК60.15 с размерами в плане 5980х1490 мм. Длина площадки опирания плит перекрытия подвала - 0,19 м. Для упрощения ширину грузовой площади примем B=2,6 м соответственно на стену подвала будет передаваться нагрузка с кирпичной стены первого этажа - N1; нагрузка, передаваемая с плиты перекрытия - N2; т. к. N2 действует с эксцентриситетом будет возникать изгибающий момент - М; а также на стену будет оказывать влияние грунт.
Конструктивное решение стены подвала, ее расчетная схема и эпюра изгибающих моментов приведены на рис. 4.
Стену будем рассчитывать как балку с двумя неподвижными шарнирными опорами.
Далее определим значения расчетных усилий на стену подвала.
. Определение усилий, действующих в расчетных сечениях стены подвала
Нагрузка на стену подвала, передаваемая с кирпичной стены первого этажа
где (0,8+?ПЛ) - это расстояние от низа простенка до стены подвала.
Нагрузка на стену подвала, передаваемая с перекрытия
Эксцентриситет нагрузки от перекрытия над подвалом N2 относительно оси стены подвала (см. рис. 4)
Согласно п. 6.65 [2], при определении изгибающего момента от вертикальных нагрузок в верхнем сечении стены подвала, учитываем суммарную величину фактического и случайного эксцентриситетов (e1+eсл) для N1 (т.к. е1=0, учитываем только eсл), а для N2 учитываем только фактический эксцентриситет e2.
Временную нормативную нагрузку на поверхности земли заменяем добавочным эквивалентным слоем грунта высотой
hred = , где р - нормативное значение поверхностной нагрузки от грунта; ? - объемная масса грунта
Верхняя и нижняя ординаты эпюры бокового давления грунта определим по формуле:
,
где ? - расчетный угол внутреннего трения грунта;
?f = 1.2 - коэффициент надежности по нагрузке ( табл. 1) [1];
где Н2 - расстояние от пола подвала до поверхности земли ( см. рис. 4).
Изгибающий момент в любом сечении стены подвала от горизонтальной нагрузки определим по формуле:
где Н1 - высота подвала ( см. рис. 4).
Изгибающий момент в любом сечении стены подвала от действия вертикальных нагрузок определим по формуле:
Определим сечение по высоте стены подвала с максимальным изгибающим моментом от совместного действия вертикальных и горизонтальных нагрузок. Для этого дифференцируем полученное путем суммирования уравнение.
В сечении с координатой х, где , действует максимальный изгибающий момент Мmax.
Решаем квадратное уравнение:
Значит уравнение не имеет корней, следовательно функция МХ не имеет экстремумов и ее величина плавно убывает на всей области определения от х=0 до х=Н1. Поэтому, максимальный изгибающий момент действует в верхнем сечении стены подвала и равен Мmax=84,1 кН?м.
В этом же сечении действует продольная сила
кН.
. Расчет стены подвала по прочности как внецентренного сжатого элемента
Прочность стены подвала проверяем на внецентренное сжатие с эксцентриситетом
Расчетная несущая способность стены подвала определяется по формуле 13[2]:
где - коэффициент, зависящий от толщины стены; по п. 4.7 [2] при толщине стены h=60 см > 30 см коэффициент =1,0;
где - коэффициент продольного изгиба для всего сечения в плоскости действующего изгибающего момента, определяемый по таблице 18 [2];
- коэффициент продольного изгиба для сжатой части сечения. Для определения и необходимо определить гибкость - и упругую характеристику - . По таблице 15 [2] для кладки из бетонных фундаментных блоков на растворе М150 =1500. Гибкость всего сечения определим по формуле 12 [2]:
по таблице 18 [2] =0,998 (методом интерполяции)
Гибкость сжатой части сечения определим по формуле:
где Н = Н1 по п. 4.7 [2]; hc - высота сжатой части поперечного сечения см.
по таблице 18 [2] =0,994 (методом интерполяции).
R - расчетное сопротивление кладки сжатию, определяется по таблице 2 [2].
Для кладки из бетонных фундаментных блоков (бетон марки М100) и раствора марки М150 R=3,3 МПа.
Аc - площадь сжатой части сечения, где А=НП?h;
см2.
?с - коэффициент условия работы для крупных блоков из тяжелого бетона, согласно п. 3.11в [2] ?с = 1,1.
w - коэффициент, зависящий от формы сечения. По таблице 19 [2]
< 1.45
кН > N=2647,84 кН.
Несущая способность стены подвала значительно превышает действующее в расчетном сечении усилие. Прочность стены подвала обеспечена с большим запасом.
Литература
1. СНиП 2.01.07.-85. Нагрузки и воздействия / Госстрой СССР.- М.: ЦИТП
Госстроя СССР, 1986.- 36 с.
. СНиП II - 22 - 81. Каменные и армокаменные конструкции/Госстрой
СССР.- М.: Стройиздат, 1983.- 40 с.
. Пособие по проектированию каменных и армокаменных конструкций ( к СНиП II - 22 - 81. «Каменные и армокаменные конструкции. Нормы проектирования») / ЦНИИСК им. Кучеренко Госстроя СССР. - М.: ЦИТП
Госстроя СССР, 1989.- 152 с.
. СТБ 1008-95. Камни бетонные стеновые. Общие технические условия.
. СТБ 1076-97. Конструкции бетонные и железобетонные фундаментов. Общие технические условия.
. СТБ 1160-99. Кирпич и камни керамические. Технические условия.
. ГОСТ 379-95. Кирпич и камни силикатные. Технические условия.
. ГОСТ 27751-88. Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения по расчету.
. ГОСТ 28013-89. Растворы строительные. Общие технические условия.
. Серия Б1.016.1-1. Блоки бетонные для стен подвалов зданий и сооружений. Выпуск 1.98. Блоки сплошные из тяжелого бетона. Рабочие чертежи.
. Серия 1.141-1. Панели перекрытий железобетонные многопустотные.
Выпуск 63. Предварительно напряженные панели с круглыми пустотами длиной 6280, 5980, 5680, 5380, 5080 и 4780 мм шириной 1790, 1490, 1190 и 990 мм, армированные стержнями из термически упрочненной стали класса АТ-V. Метод натяжения электротермический. Рабочие чертежи.
Больше работ по теме:
Предмет: Строительство
Тип работы: Контрольная работа
Новости образования
КОНТАКТНЫЙ EMAIL: [email protected]
Скачать реферат © 2017 | Пользовательское соглашение
ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ПОМОЩЬ СТУДЕНТАМ