Железобетонные конструкции многоэтажного промышленного (гражданского) здания

Содержание
Введение
Задание на проектирование
План перекрытия, Поперечный разрез здания, М1:200
1. Компоновка конструктивной схемы здания из сборных железобетонных конструкций……………………………………………………………….1
2. Сбор нагрузок на ленточный фундамент под несущую продольную стену и отдельный фундамент под колонну……………………………..6
3. Оценка инженерно – геологических условий площадки строительства, определение прочности характеристик несущего слоя грунта, выбор глубины заложения фундаментов………………………………………15
4. Назначение предварительных размеров подошвы фундамента……...17
5. Вычисление расчетного сопротивления грунта основания R и проверка средних давлений по подошве фундаментов………………………….19
6. Предварительное конструирование сборного ленточного фундамента и отдельного монолитного фундамента………………………………….21
7. Расчет отдельного фундамента на продавливание и на прочность по нормальным и наклонным сечениям. Подбор армирования………….26
8. Расчет подколонника отдельного фундамента на прочность по нормальным и наклонным сечениям. Расчет на местное сжатие……..31
9. Расчет отдельного железобетонного фундамента по образованию и раскрытию трещин………………………………………………………..35
10. Расчет ленточного фундамента (блок-подушки) на продавливание, на прочность по нормальным и наклонным сечениям. Подбор армирования………………………………………………………………39
11. Расчет ленточного фундамента по образованию и раскрытию трещин……………………………………………………………………..42
12. План фундамента………………………………………………………….44
13. Спецификация арматуры…………………………………………………46
Список литературы
 

Мконс = Q2 ∙ l*Консоль считается короткой т.к. lконс< 0,9h0,конс.Она армируется огибающими стержнями из арматуры класса А400 и поперечными стержнями диаметр которых принимаем на первом этапе равным диаметру поперечной арматуры самой колонны (dsw,конс = 8мм).Шаг поперечной арматуры принимаем исходя из двух условий: Sw,конс = , принимаю Sw = 15см.Проверим прочность короткой консоли по наклонной сжатой полосе между грузом и опорой по формуле:Q ≤ 0,8 ∙ (1+5α∙μω)bk∙Rb∙lb∙sinӨlb = l∙sinӨ Q ≤ 0,8 ∙ (1+5α∙μω)bk∙Rb∙l∙sin2Өsin2Ө =α =μω = = 2∙π ∙ (0,8)2 / 4 = 1,0048см2μω== 0,00168α= = 6,67sin2Ө= 0,5752 / (0,5752+ 0,32) = 0,79 Q =321,08 кН ≤ 0,8 ∙ (1+5∙6,67∙0,00168)∙0,4∙14500∙0,25∙0,79 = 967,74кНПлощадь сечения верхней продольной рабочей арматуры консоли из-за ответственности опорного узла:Аs,конс== = 0,000382м2ds == = 1,56 смПринимаю ds = 16мм.Раздел 4.6.Конструирование стыка колонны первого этажа.Стык колонн назначаю на уровне 0,5м от уровня перекрытия с целью удобства выполнения монтажных работ при их установке.Нулевая точка изгибающих моментов в колонне второго и последних этажей находится в середине высоты этажа. Поэтому при указанном выше месте расположения стыка его конструкция должна обеспечивать восприятие и передачу не только нормальной силы, но и изгибающего момента с перерезывающей силой, т.е. стык должен быть жестким.При монтаже сборных колонн наибольшее распространение получил жесткий стык, выполняемый посредством ванной сварки выпусков рабочей арматуры колонны, расположенных в специальных подрезках, с последующим замоноличиванием подрезок. Такое замоноличивание выполняют в специальной инвентарной опалубке бетоном класса Б20 под давлением. Суммарную высоту подрезок принимают не менее 500мм с целью надежного сцепления арматурных выпусков с бетоном замоноличиванием. При армировании колонны четырьмя продольными стержнями арматуры подрезки устраивают по ее углам. Глубину вырезов принимаем с учетом обеспечения минимального размера от центра тяжести арматуры до стенки выреза, равного 50мм. В курсовом проекте глубину вырезов принимаем равным 100×100мм.На торце каждой колонны располагают стальной распределительный лист. Толщина листа должна быть не менее 1/3 расстояния от ее края до т.н. центрирующей прокладки. Ее приваривают к распределительному листу колонны нижнего этажа. Толщину прокладки принимаю 5мм, а размеры в плане не менее 1/3 поперечного разреза колонны.Рис. 4.6.1-1 Рис. 4.72-2Рис. 4.8Размер прокладки принимаем равным 1/3 ∙bk (140×140).Размеры подрезок 100×100.Исходя из размера подрезок, размер распределительного листа составит 200×200. Расстояние от его края до прокладки 200-140/2 = 30мм. Поэтому толщина распределительного листа 1/3∙30 = 10мм.К распределительному листу приваривают четыре анкерных стержня из арматуры А240 диаметром 12мм. На них закрепляют сетки С- 3, расположенные в зоне подрезок.В месте стыка колонны бетон торца колоны работает на местное сжатие. С целью обеспечения прочности стыка, устанавливают сетки косвенного армирования. Число сеток не менее четырех, из них не менее двух в зоне подрезок. Сетки устанавливают на длине не менее 10 диаметров продольной рабочей арматуры колонны. Шаг сеток принимаю от 6 до 15см, но не более 1/3 поперечного размера колонны. Поэтому принимаем шаг сеток 70мм.Размер ячеек сетки принимают от 45 до 100мм, но не более 1/4∙bk. Принимаю размер ячеек 50×50. Две сетки косвенного армирования устанавливаем в нижнем конце колонны.Раздел 5. Расчет и конструирование монолитной плиты балочного перекрытия.Раздел 5.1. Компоновка конструктивной схемы перекрытия. Монолитное ребристое перекрытие состоит из плиты и системы перекрестных балок (второстепенных и главных), которое бетонируют вместе и представляют собой единую конструкцию. Плита опирается на второстепенную балку, второстепенная – на главную. Опорами главных балок служат колонны и стены здания. В курсовой работе монолитное перекрытие рассматривается, как вариант альтернативный сборному, поэтому пространственная жесткость здания с неполным каркасом обеспечивает по схеме аналогичной приведенной в сборном варианте:- главные балки располагают в поперечном направлении. Их опирания на продольные несущие стены принимают равным 300 мм, как с точки зрения обеспечения необходимой длины зоны анкеровки продольной рабочей арматуры балок, так и для обеспечения необходимой площади передачи нагрузки балок на стены;- второстепенные балки располагают в продольном направлении по осям колонны, а также между ними с шагами . Опирание второстепенных балок на поперечные несущие стены принимают равным 250 мм, по тем же причинам что и главные. Вдоль продольных стен второстепенные балки не располагают, а используют вариант опирания на эти стены самой монолитной плиты. Площади опирания принимают не менее ее толщины и не менее 120 мм. При кирпичных стенах не менее половины длины кирпича (125 мм). Принимаем – 130 мм. Привязку поперечных и продольных несущих стен к разбивочным осям выполняем по аналогии с вариантом сборного перекрытия:- продольные стены – нулевая привязка;- поперечные стены – 13/38. Для уменьшения усилий от температурно-влажностных деформаций в элементах монолитного перекрытия в середине длины здания также устраивают температурно-усадочный шов с привязкой осей колонн и главных балок от оси шва равной 500 мм, толщина шва составляет 30 мм и заполняем герметичным материалом. Толщину плиты в производственных зданиях назначаем в зависимости от величины действующих нагрузок, ее пролета (шаг второстепенных балок) и требований огнестойкости (критериев теплоизолирующей способности и целостности). Исходя из опыта проектирования принимаем ее равной , но не менее 80 мм для плит перекрытия и не менее 60 мм для плит покрытия. Если , то - шаг второстепенных балок; В результате толщина плиты может быть принята равной . Размеры поперечного сечения второстепенных балок принимаем в следующих пределах:В этом случае пролет монолитной плиты равный расстоянию в свету между второстепенными балками, а при опирании плиты на продольную несущую стену – до грани ребра балки, будет в 2 раза меньше ее пролета в перпендикулярном направлении равного расстоянию в свету между главными балками, а при опирании на поперечные несущие стены – расстоянию от оси опоры на стене до грани ребра главной балки.Такая монолитная плита будет являться балочной, так как кривизна плиты и изгибающие моменты в ней от нагрузки значительно больше в поперечном направлении, чем в продольном. Поэтому изгибом плиты в продольном направлении пренебрегают, считая, что в этом направлении основную нагрузку воспринимает второстепенные балки, как имеющие максимальную жесткость. Размеры поперечного сечения главных балок принимают по аналогии со сборным ригелем перекрытия:; Второстепенные балки армируют двумя плоскими сварными каркасами с продольной арматурой класса А400 и поперечной класса В500. Такие каркасы доводят до граней главных балок, прерывают для пропуска ее плоских сварных каркасов, но соединяют между собой в нижней зоне с помощью специальных соединительных стержней из арматуры класса А400. В связи с необходимостью такого прерывания каркасов второстепенных балок их опорные изгибающие моменты, растягивающие верхние волокна балок, воспринимают плоские рулонные (при ) или отдельные сварные сетки (при ), раскатываемые над главными балками. Рабочей арматурой таких сеток является продольная арматура классом В500, из этого же класса делают и распределительную – поперечную арматуру. Главные балки армируют по аналогии со сборными ригелями, то есть плоскими сварными каркасами с продольной рабочей арматурой класса А400 и поперечной класса В500.Раздел 5.2. Сбор нагрузок на плиту и определение внутренних усилий от них.№ п.п.Вид нагрузки от перекрытияНормативная, кН/м2Расчетная,кН/м21Плиточный пол δ=15мм, ρ=2000кг/м30,015*20=0,31,10,33Цементный выравнивающий слойδ =20мм, ρ=2000 кг/м30,02*20=0,41,30,52Собственный вес ребристой плиты(приведенная δ =80мм, ρ=2500 кг/м30,8*25=2,01,12,2Итого2Временная 1,23Полная Монолитную плиту при расчете рассматривают как полосу шириной 1 метр, вырезанную из плиты параллельно ее коротким сторонам (в поперечном направлении), при этом предполагается, что каждая следующая метровая полоса работает в аналогичных условиях. Плиту рассматривают как неразрезную многопролетную балку, опирающуюся на второстепенные балки и продольные наружные стены. Плиту, таким образом, заменяют неразрезным многопролетным стержнем. Полная расчетная линейная нагрузка при этом равна: , кН/м, м , м При расчете рассматривают девятипролетную балку, так как усилия во всех средних пролетах плиты незначительно отличаются от усилий в третьем пролете. Расчет выполняют по методу предельного равновесия, то есть с учетом перераспределений усилий (изгибающих моментов). Полную нагрузку считают расположенной во всех пролетах плиты. В результате изгибающие моменты в первом пролете и на первой промежуточной опоре принимают равным , а в средних пролетах и на средних промежуточных опорах (армирование второго пролета в целях упрощения конструирования производят как во всех остальных пролетах плиты, то есть по моменту , а не ). При выполнении условий для средних плит, окаймленных по всему контуру монолитно связанными с ними балками (второстепенными и главными), учитывают влияние распора, возникающего вследствие жесткости этих балок и препятствующему горизонтальным смещениям опорных сечений плиты. Учитывают это явление путем снижения моментов в средних пролетах и на средних опорах на 20%. Таким образом, для монолитной плиты в осях 2-12 при выполнении условия величину изгибающего момента М4 умножают на коэффициент 0,8. В осях 1-2 и 12-13 величину М4 не снижают. Эпюра поперечных сил в плите имеет следующий вид: Максимальное значение поперечных сил на первой промежуточной опоре составляет: Раздел 5.3. Прочностные и деформативные характеристики. В плите продольная арматура представлена классом В500. Она имеет следующие характеристики:- расчетное сопротивление растяжению;- модуль упругости арматуры, равен ;- расчетное сопротивление растяжению в поперечном направлении;Диаметр арматуры принимают . Бетон, который используется в плитах, имеет класс В20, он имеет следующие характеристики:- расчетное сопротивление бетона сжатию;- расчетное сопротивление бетона растяжению;- модуль упругости бетона, равен . - коэффициент условия работы бетона на длительное действие нагрузки, равен 1.Раздел 5.4. Расчет монолитной плиты балочного типа на прочность по нормальным сечениям. При выполнении курсовой работы расчет плиты производим в осях 1-2 (12-13). Такая плита в средних своих пролетах не является окаймленной балками по четырем сторонам (вдоль осей 1 и 13 балки отсутствуют). Поэтому значение изгибающего момента в расчете используют без понижающего коэффициента. При эксплуатации конструкции в закрытых помещениях при нормальной и пониженной влажности толщина защитного слоя бетона составляет не менее 20 мм и не менее диаметра арматуры рулонной или плоской сварной сетки (рабочей или распределительной). Поэтому на первом этапе расчета можно принять рабочую высоту сечения плиты Первоначально подбирают армирование в средних пролетах и над средними промежуточными опорами на момент М4. Требуемую площадь арматуры на 1 м ширины плиты вычисляют как для прямоугольного сечения . При этом используют законы механики (равновесия): и : , после нахождения данного параметра по таблице определяем и :Определим граничное значение относительной высоты сжатой зоны: ,где – предельная относительная деформация сжатого бетона; - относительная деформация в арматуре при достижении в ней предела текучести:Подставляем данные в исходную формулу: , м2 - принимаем равным, исходя из того, что принимаем шаг рабочей арматуры 200 мм на 1 метр ширины; , см - принимаем диаметр рабочей арматуры 6 мм. При применяют раздельное армирование рулонными сетками из арматуры класса В500. Подбираем арматуру для сетки С-9(С-9*). Расчет производится на момент М1: , после нахождения данного параметра по таблице определяем и :Определим граничное значение относительной высоты сжатой зоны: ,где – предельная относительная деформация сжатого бетона; - относительная деформация в арматуре при достижении в ней предела текучести:Подставляем данные в исходную формулу: , м2 - принимаем равным, исходя из того, что принимаем шаг рабочей арматуры 200 мм на 1 метр ширины; , см - принимаем диаметр рабочей арматуры 8 мм. При применяют раздельное армирование плоскими сварными сетками из арматуры класса В500. Сечение распределительной арматуры должно составлять не менее 10 % площади рабочей арматуры и шаг распределительной арматуры ограничивается 250 мм (не менее 4 стержней на 1 м). Конструктивно она может быть принята В500 с шагом 250 мм. Сетку С-8 применяют для армирования пролетных полос средних пролетов. За внутреннюю грань главной балки распределительную арматуру сетки С-8 заводят на 15-20 мм, то есть до поперечной арматуры ее каркасов, а за внутреннюю грань поперечной стены по оси 1(11) – на 130 мм. Рабочие стержни заводят за внутренние грани второстепенных балок на 15 мм (до поперечной арматуры каркасов этих балок). Для надопорных полос средних пролетов применяют сетку С-8*, которая отличается от сетки С-8 только шириной. Ширина сетки С-8* назначается не меньше . В крайних пролетах плиты располагают сетку С-9, а первые промежуточные опоры армируют сеткой С-9*. Диаметр и шаг рабочих (поперечных) стержней этих сеток идентичен и рассчитывается на момент М1. Длина сеток аналогична сетке С-8 (С-8*), а ширина различается: сетка С-9 заводится за внутреннюю грань продольной стены на 120 мм и за внутреннюю грань второстепенной балки на 15 мм, а сетка С-9* назначается шириной не менее .Раздел 5.5. Расчет монолитной плиты балочного типа на прочность по наклонным сечениям.Прочность наклонных сечений сплошных плит обычно оказывается достаточной из-за большого значения их ширины . Поэтому поперечную арматуру в плитах не устанавливают, обеспечивая прочность наклонных сечений только за счет работы бетона. Указанное условие прочности гарантируется при выполнении неравенства: , кН - расчетное сопротивление бетона растяжению для класса В20,см – рабочая высота сечения при раздельном армировании - из этого следует, что поперечная арматура не нужна, а прочность обеспечивается только за счет бетона..