Проектирование несущих конструкций многоэтажного каркасного здания

 

Федеральное агентство по образованию

Национальный исследовательский университет

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Московский государственный строительный университет

Кафедра Железобетонных и каменных конструкций

Курсовой проект

Проектирование несущих конструкций многоэтажного каркасного здания

Выполнил: Климочева О.В.

ИСА-4-25

Преподаватель: Ванус Д.С.

Москва 2014

Оглавление

1. Проектирование монолитного ребристого перекрытия

.1 Исходные данные

.2 Расчет плиты перекрытия

.3 Расчет второстепенной балки

Литература

1. Проектирование монолитного ребристого перекрытия.

.1 Исходные данные

Геометрические характеристики здания:

·размеры здания в плане в осях -

·сетка колонн

·привязка продольных и торцевых стен d=0

·расположение второстепенных балок - продольное по разбивочным осям колонн и в третях пролетов главных балок с шагом

Располагаем второстепенные балки в каждом пролете 6700 мм с шагом

Глубина опирания на стены:

·плиты - 120 мм;

·второстепенные балки - 250 мм;

·главные балки - 380 мм.

Размеры сечений второстепенной балки:

Размеры сечений главной балки:

Толщина плиты:

Назначаем:

·проектный класс бетона перекрытия В15 (расчетное сопротивление осевому сжатию Rb=8.5МПа, расчетное сопротивление растяжению Rbt=0,75МПа)

·арматуру сварных сеток с продольной рабочей арматурой из обыкновенной арматурной проволоки класса В500 с диаметром 3-5 мм,

·рабочую продольную арматуру плиты при армировании отдельными стержнями (при диаметре более 5 мм) и второстепенных балок класса А400,

·монтажную арматуру плиты при армировании отдельными стержнями и поперечную рабочую арматуру второстепенных балок класса А240,

.2 Расчет плиты перекрытия

Определение расчетных пролетов плиты перекрытия:

для крайних пролетов:

в коротком направлении

- середине плиты

перекрытие здание балка плита

- пролет вдоль второстепенных балок

Так как плиту рассчитываем как балочную в направлении коротких пролетов. Расчет производим для условной полосы шириной 100 см.

Нагрузки на 1 м2 перекрытия.

Вид нагрузкиНормативная нагрузка, кН/м2Коэффициент надежности по нагрузке ?fРасчетная нагрузка, кН/м21234Постоянная: Ж/Б плита перекрытиямм кН/м3

Перегородки, ?=120 мм, (?=8кН/м3) Цементно-песчаный раст-р, ?=50, (?=18кН/м3) Доска половая ?=40мм (?=6кН/м3) Бетонное покрытие, ?=30мм (?=25кН/м3) 1,75 1,75 0,54 0,32 0,75 1,1 1,2 1,3 1,2 1,3 1,925 2,10 1,17 0,38 0,925Итого постоянная нагрузка g5,116,08Итого временная нагрузка ?3,01,23,6Полная нагрузка g + ?8,119,68

Нагрузка на 1 погонный метр длины плиты при условной ее ширине 1,0м

- расчетная постоянная

временная полезная

полная нагрузка

Расчетная схема плиты:

Расчетные изгибающие моменты в сечениях балки определяются с учетом их перераспределения вследствие проявления пластических деформаций:

Определяем требуемое количество продольной арматуры для обеспечения прочности нормальных сечений при рабочей высоте сечения h0=hf - a=7,5-1,5=6,0 см

В средних пролетах и на средних опорах полосы А (моменты снижены на 20% из-за учета возникающего распора при заделке плиты по контуру).

При ?m=0,155 определяем z=0,915 x=0,17 сечение не переармировано

В первом пролете и на первой промежуточной опоре полосы А:

При ?m=0,068 определяем z=0,965, x=0,07, сечение не переармировано

В первом пролете и на первой промежуточной опоре полосы Б:

В средних пролетах и на средних опорах Б

При ?m=0,086 определяем z=0,955, x=0,09, сечение не переармировано

Сечение плитыAs, см2, по расчетуAsс, см2/м,, по фактуSAsс, см2/м, по фактуПринятая марка стандартной сеткиПолоса АВ средних пролетах и на средних опорных плитах1,871,981,98В крайних пролетах и на первой промежуточной опоре1,591,37 1,372,74 Полоса "Б"В средних пролётах и на средних опорах плиты1,051,371.37В крайних пролётах и на первой промежу- точной опоре1,871.37 1,372.74

1.3 Расчет второстепенной балки

Второстепенную балку рассчитываем как многопролетную неразрезную балку таврового сечения, нагрузка на которую приходится с ширины, равной расстоянию между осями смежных пролетов плиты, что составляет 220 см.

Определение расчетных пролетов второстепенной балки

Расчетные пролеты:

Пролеты не должны отличаться более чем на 20%:

Расчетные погонные нагрузки на второстепенную балку

Расчетная нагрузка на 1 пог.м длины второстепенной балки:

Постоянная нагрузка

Временная полезная нагрузка

Полная нагрузка

Изгибающий момент с учетом перераспределения внутренних усилий:

в первом пролете

на первой промежуточной опоре В

в средних пролетах и на средних опорах С, D.

Поперечные силы:

на крайней опоре А

на первой промежуточной опоре В слева

на первой промежуточной опоре В справа и на и на средних опор C, D.

Высота сечения второстепенной балки.

Для обеспечения перераспределения усилий принимаем x=0,35, ?m=0,289 . в качестве расчетного принимаем опорах сечение с наибольшем по модулю моментом MB=46,29кНм

Проверяем достаточность высоты сечения балки для обеспечения сопротивления действию главных сжимающих усилий:

Условие выполняется. Следовательно, нет опасности раздробления бетона в наклонных сечениях.

Расчет прочности второстепенной балки по нормальным сечениям.

Сечение в первом пролете:

Рабочая высота сечения при расположении растянутой арматуры в 2 ряда:

=hsb-a=49-4=45

При определении площади сечения пролетной арматуры по положительным изгибающим моментам сечение балки рассчитываем как тавровое с полкой в сжатой зоне hf=6 см.

Значение принимают из условия, что ширина свеса в каждую сторону от ребра должна быть не более 1/6 пролета элемента, а при hf=6см³0,1h=0,1´40=4,0 см принимается не более ½ расстояния в свету между ребрами:

,

принимаем меньшее из вычисленных значений .

Таким образом, второстепенную балку рассчитываем как многопролетную неразрезную балку таврового сечения с шириной полки, равной 2167 мм.

Граница сжатой зоны проходит в полке если соблюдается условие: М?Мf

Мf==0,9´8,5´10-1´216,7´6´ (44-0,5´6)=40780кНсм=407,8 кНм

М1=89,7 кНм <Мf=407,8 кНм

Условие выполняется, следовательно, нижняя граница сжатой зоны проходит в полке

Вычисляем коэффициент

Определяем: , , следовательно сечение не переармировано.

х=?м*h0=0,027*45=1,21см<6 см

следовательно нейтральный слой находиться в полке и сечение рассчитываем как прямоугольное с bf=216,7

Принимаем 2Ø16A400 с

Сечение в среднем пролете:

Рабочая высота сечения при расположении растянутой арматуры в 2 ряда: h0=hsb-a=49-4=45

Определяем: , , , следовательно, нейтральный слой находится в полке, и сечение рассчитываем как прямоугольное с bf=216,7 см.

Принимаем 2Ø14A400 с

На отрицательные пролетные и опорные изгибающие моменты сечения балки работают с полкой в растянутой зоне. Эти сечения рассчитывают как прямоугольное с шириной bsb=20см.

Сечение у первой промежуточной опоры:

Рабочая высота сечения при расположении растянутой арматуры в 2 ряда:=hsb-a=49-4=45

Определяем:

,

Сечение армируем сварными рулонными сетками с поперечной рабочей арматурой, раскладываемыми вдоль главных балок. Площадь арматуры на 1пог.м одной сетки должна составлять

.

Ширина сетки при этом должна быть не менее 0,58В=0,58´5,9=3,42 м. Принимаем 2 сетки

с площадью поперечной арматуры 1,37см2/м, что больше требуемой площади по расчету 0,726 см2/м. Ширина сетки - 3260 мм.

Расчет прочности по наклонным сечениям

Принимаем арматуру класса А240: Rsw=170МПа, dsw=9мм, Asw=0,63 см2.

Шаг хомутов на приопорных участках длиной ¼ длины балки в соответствии с конструктивными требованиями не должен превышать 0,5h0=0,5´33=16,5 см и быть более 30 см.

Шаг хомутов не должен быть также более:

Принимаем шаг хомутов sw=150мм.

Проверяем прочность бетона между наклонными трещинами от главных сжимающих напряжений:

Условие выполняется, т.е. прочность бетонной полосы обеспечена.

Проверим необходимость постановки расчетной поперечной арматуры из условия:

, где

то есть поперечная сила, воспринимаемая бетоном, меньше действующей поперечной силы, поэтому поперечная арматура необходима на всех опорах.

Погонное усилие, воспринимаемое хомутами при двух плоских каркасах (число срезов n=2):

1,43кН/см = qsw?0,25Rbtb=0,25´0,9´0,075´20=0,34кН/см

условие выполнено.

Следовательно, поперечную арматуру (хомуты) учитываем в расчете полностью и значение Мb определяем по формуле

Мb=1,5Rbtbh02=1,5´0,9´0,75´10-1´20´452=4100,6кНсм=41,00кНм

Длина проекции наклонного сечения определяем при нагрузке:

длина проекции наклонного сечения на продольную ось элемента:

Поскольку:

Принимаем длину проекции не выгоднейшего наклонного сечения равной:

Тогда поперечная сила, воспринимаемая бетоном:

При этом должны выполняться условия:

,5Rbtbh0[Qb[2,5 Rbtbh0 30,4кН[72,8 кН [152,0 кН

Поперечная сила воспринимается хомутами.

=0,75gswc0,

где c0=c если c[2h0 в противном случае c0=2h0 т.к. с=56,32см<2h0=2´45=90см, принимаем с0=с=56,32 см

=0,75gswc0=0,75´1,43´56,32=60,4кН=Qmax-q1´с=100,8 - 22,0´10-2´56,32=88,4кН

Проверяем условие: Q[Qb+Qsw

=88,4<72,8+60,4=133,2

Прочность по наклонному сечению обеспечена.

Проверяем требования, предъявляемые к шагу хомутов sw:

,

условие выполнено.

sw=150мм[h0/2=450/2=225мм,

т.е. требование выполнено.

=150мм[300мм,

т.е. требование выполнено.

Окончательно принимаем в приопорной зоне, равной четверти пролета балки, двух срезные хомуты из арматуры класса А240 диаметров 9мм с шагом 150 мм. На остальной части балки принимаем хомуты с шагом

,75h0=0,75´450=337,5 мм<500 мм.

Литература

1.Методические указания для 1-го курсового проекта для бакалавров Головин Н.Г., Плотников А.И., Родина А.Ю., Мухин М.А. - Метод. указания к 1-му курсовому проекту для бакалавров по ЖБК; издательство МГСУ 2011г.

.Методическое указание для курсового проекта №1 по дисциплине "Железобетонные и армокаменные конструкции" В.О. Алмазов, А.Д. Истомин, Н.А. Беликов; издательство МГСУ 2011 г.

.Учебное пособие "Железобетонные монолитные перекрытия и каменные конструкции многоэтажных зданий" В.С. Кузнецов, А.Н. Малахова, Е.А. Прокуронова. Издательство: Ассоциации строительных вузов (АСВ) 2012 г.

Федеральное агентство по образованию Национальный исследовательский университет Государственное образовательное учреждение высшего профессионального об

Больше работ по теме: