Вход

Расчет и конструирование железобетонных конструкций

Курсовая работа по архитектуре и строительству
Дата добавления: 31 марта 2007
Язык курсовой: Русский
Word, rtf, 491 кб
Курсовую можно скачать бесплатно
Скачать
Данная работа не подходит - план Б:
Создаете заказ
Выбираете исполнителя
Готовый результат
Исполнители предлагают свои условия
Автор работает
Заказать
Не подходит данная работа?
Вы можете заказать написание любой учебной работы на любую тему.
Заказать новую работу
Министерство строительства Р Ф КАЗАНСКИЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ КОЛЛЕДЖ Специальность 2902 Предмет: “ Основы расч е та строительных констру к ций ” ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА к кур совому проекту Тема: “ Расчет и конструирование железобетонных конс т рукций ” Выполнил студент Защищен с оценкой Руководитель проекта СОДЕРЖАНИЕ лист 1.Введение 2.Схема перекрытия 3.Расчет и конструирование плит перекрытий 3.1.Исходные данные 3.2.Статический расчет 3.3.Расчет прочности по нормальным сечениям 3.4.Расчет прочности по наклонным сечениям 3.5.Конструирование плит 4.Расчет и к онструирование колонны 4.1.Исходные данные 4.2.Нагрузка на колонну 4.3.Определение размеров сечения колонны и расчет рабочей арматуры 4.4Конструирование колонны 5.Расчет и к онструирование фундамента 5.1. Исходные данные 5.2.Определение размеров подошвы и высоты фундамента 5.3.Расчет рабочей арматуры 5.4.Конструирование фундамента 6.Литература ЗАДАНИЕ для курсового проектирования по железобетонным конс трукциям студента группы КС-32 Казанского строительного колледжа г. Горькова Н.В. Тема задания: “ Проектирование сборных железобетонных элементов много этажного здания с неполным железобетонным каркасом ” Расчету и конструированию подлежат: 1.Плита перекрытия с круглыми пустотами 2.Колонна среднего ряда первого этажа 3.Фундамент под среднюю колонну Данные для проектирования 1.Назначение здания – магазин 2.Шаг колонн a , м - 6 3.Пролет L , м – 6 4.Количество этажей – 3 5.Высота этажа H , м – 4,2 6.Район строительства – Тула 7.Плотность утеплителя с , кг/м 3 – 8 8.Толщина слоя утеплителя д , мм – 180 9.Глубина заложения фундамента h , м – 1,6 10.Условное расчетное давление на основание R 0 , МПа – 260 11.Тип пола – IV 12.Номинальная ширина плиты в осях В н , м – 1,2 13.Класс бетона для плиты перекрытия - В30 14.Класс напрягаемой арматуры в плите – А- V Конструкции работают в среде с нормальной влажность ю. Вид утеплителя принять самостоятельно в соответствии с заданной плот ностью и толщиной слоя. Дата выдачи ____________________ Дата окончания _________________ Преподаватель ______________ 1 .ВВЕДЕНИЕ 2.СХЕМА ПЕРЕКРЫТИЯ 2.1. Общее решение В соответствии с заданием ограждающими конструкция ми здания являются кирпичные самонесущие стены, поэтому несущие констр укции будут представлять собой сборное балочное перекрытие с полным же лезобетонным каркасом. Принимаем сетку колонн 6х6м. Тогда здание будет иметь в поперечном напра влении три пролета по 6м и в продольном направлении семь пролетов по 6м. Ри гели располагают поперек здания. В продольном направлении по ригелям ук ладывают плиты перекрытия. Ширина рядовых плит – 1,8м, межколонных – 2,4м. При трех полетах по 6м в одном ряду располагают две межколонные плиты с ус иленными продольными ребрами и шесть рядовых плит. Межколонные плиты со единяют друг с другом стальными полосовыми связями на сварке и, кроме то го, приваривают к колоннам. Рядовые плиты укладывают свободно на полки р игелей, которые имеют подрезку по торцам. У продольных стен укладывают с плошные беспустотные доборные плиты шириной 1,2м, толщиной 220мм. Привязку поперечных и продольных стен см. рис.1 Схема раскладки плит перекрытия и маркировка элементов перекрытия по казаны на рис. 1, 2. Рис.1.Схема расположения плит Рис.2.Поперечный разрез здания 3.РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ПЛИТЫ 3.1.Исходные данные Необходимо рассчитать по первой группе предельных с остояний многопустотную плиту перекрытия с круглыми отверстиями. Плит а шириной (номинальная) В н =1,2м и высо той ИИ-04. Вес 1м 2 плиты равен 2,6кн/м 2 . Рис.3.Поперечное сечение плиты Материал: Бетон класса В30. Расчетное сопротивление бетона с учетом коэффициента условий работы г в2 =0,9 Сжатию – R в г в2 =15,3МПа Растяжению - R в t г в2 =1,08МПа Передаточная прочность бетона при обжатии – R вр =0,8В=0,8 30=24МПа Арматура класса А- V - табл .3.2.,3.4.[Л-6.1]. Натяжение арматуры проводят на упоры механическим способом. Нормативное сопротивление армат уры R sn =785МПа Расчетное сопротивление арматуры R s =680МПа Начальное предварительное напряжение, передаваемое на поддон: у 0 =0,8 R sn =0,8 785=628 МПа Проверяем условие СНиП 2.03.01-84 при напряжении арматуры на упоры: у 0 +р< R sn =628+31,4~660 МПа<785МПа p =0,05 у 0 =0,05 628=31,4М Па у 0 -р>0,3 R sn ; 628-31,4=596,6МПа>0,3 785=235,5МПа Предварительные напряжение с учетом полных потерь, принятых по СНиП у п =100МПа при: г sp =1 состави т у sp =628-100=528МПа 3.1.1.Сбор нагрузок Нагрузка на 1м 2 перекрытия приведена в табл.3.1. Нормативная временная нагрузка на перекр ытие, коэффициенты надежности по нагрузке приняты по СНиП 2.01.07-85 “ Нагрузки и воздействия ” . Рис. 4. Конструкция пола Таблица 3.1. Ви д нагрузки Нормативная кн/м 3 г f Расчетная кн/м 3 Постоянная Мозаичный пол 0,04 22 Подготовка из бет о на 0,03 20 Гидроизоляция 0,003 6 Железобетонная пл и та Итого Временная для магазина Полная 0,88 0,6 0,02 2,6 ~4,1 4 8,1 1,3 1,2 1,2 1,1 1,2 1,14 0,72 0,02 2,86 4,74 4,8 9,54 Расчетная нагрузка на 1 пог. м длины плиты с её номинал ьной шириной В н =1,2м q =9,54 1,2~11,4кн/м 3.1.2.Определение расчетного пролета Рис.5 Схема опирания плиты на ригель Плиты опираются на полки ригелей. Номинальный проле т плиты в осях L н =6000мм, зазор между торцом плиты и боковой гранью ригеля примем равным 20мм. Констру к тивная длин а плиты L к = L н -в р -2 20=6000-200-2 20=5760мм. Ра с четный пролет плиты L 0 = L к -2 80/2=5680мм. 3.2.Статический расчет Плита работает как однопролетная свободно опертая б алка с ра в номерно-распределенн ой нагру з кой по длине. Рис.6. Расчетная схема плиты Расчетный изгибающий момент в плите Расчетная поперечная сила на опоре Q =0,5 qL 0 =0,5 11,4 5,68= 32,38кн 3.3.Расчет прочности по нормальным сечениям Расчетное сечение плиты принимаем как тавровое высо той h =220мм, толщиной полки h п =30,5мм. Ш ирина верхней полки тавра в п =1190-2 15=1160мм (15мм – размер б о ков ых подрезок), ширина ребра: в=1190-2 15-159 6=206мм Рис.7.Расчетное сечение (а) и схема усилий (б) Определим несущую способность приведенного сечения при усл о вии х= h f М сеч .= R в в f h f ( h 0 -0,5 h f )=15,3 116 3,05(19-3,05/2)=94594,62МПа см 3 =94,6кн м М сеч .>М (94,6кн м>46кн м), следовательно, н ейтральная ось проходит в полке и ра с чет ведем как для прямоугольного сечения при о < о R Вычисляем табличный коэффициент где h 0 = h - a s =22-3=19см – рабочая высота сечения по табл. 3.9.[ Л-1] о =0,075, н =0,962 о < о R =0,075<0,58; о R =0,58 – см. табл. 3.28.[Л-1] Требуемая площадь арматуры: из условия прочности где г s 6 – коэффициент условий работы арматуры г s 6 = г s 6 -( г s 6 -1) о =1,15-(1,15-1) =1,13 А s = г s 6 А s =1,3 3,3=4,29см 2 В случаях когда полные потери предварительного напря жения не подсчитыв а ются, а беру тся по СНиП ( у п = 100МПа) рекомендуется площадь арматуры пр и нимать ~ на 30% больше требуемой из условия прочн о сти. 3.4.Расчет прочности по наклонн ым сечениям Проверка прочности наклонного сечения проводится и з условия (3.31) и (3.32) [Л-6.1] Q < Q в =0,35 R в в h 0 =0,35 15,3 21 19=2137МПа см 2 ~214кн Q =32,38кн< Q в =214кн Q < Q в =0,6 R в t в h 0 =0,6 1,08 21 19=258,5МПа см 2 =25,85кн Q =32,38кн> Q в =21,4кн Следовательно, необходим расчет поперечной арматуры. 3.5.Конструирование плиты Напрягаемая рабочая арматура в плите ставится в вид е отдельных стержней н е зависим о от числа отверстий. Принятые стержни 6 10 А- V ставим после каждого отверстия кроме середины. В соот ветствии с рабочими чертежами для верхней п о лочки принимаем сварную стандартную сетку из арматурной проволоки В- I ма р ки 250/200/3/3. – С1. По низу плиты сетку укладывают отдельными участками у торцов и по с е редине – C 2,С3. Вертикальные каркасы КР1 ставят только на крайних четвертях пр о лета плиты. Подъемные петли приняты 12 A - I - ПМ1. Армирование плиты пок азано на рис.8. А р матурные издели я на рис.9. Рис.8.Схема армирования плиты Рис.9.Арматурные изделия плиты 4.РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛЛОНЫ Колоны приняты квадратного сечения, одноярусные с п рямоугольными консолями размером 15х15см. Оголовок колоны поднимается на д плитами пер е крытия на 60см. Ниж няя ветвь колоны первого этажа задел ы вается в стакан фундамента. 4.1.Исходные данные Требуется рассчитать колону среднего ряда первого э тажа на эксплуатац и онные нагру зки. Расчетные характеристики материалов: для бетона кл. В20 R в г в2 =11,5 0,9=10,35МПа для арматуры кл. А- II R sc =280МПа 4.2.Нагрузка на колонну Нагрузка на колону п ередается от покрытия и перекрытия. Грузовая площадь, с которой собирает ся нагрузка на колону, определена как произведение расстояний между раз бивочными осями А гр =6х6=36м 2 (см. рис.1.). Конструкция покрытия дана на рис.2. Вес снегово го покрова для г.Тула 100кгс/м 2 (1,0 кн/м 2 ) по СНиП 2.01.07-85, вес 1м длины ригеля 500кгс (5кн), вес 1м 2 плиты покрытия 260 кгс (2,6кн ). Расчет нагрузок сведен в табл.4.1. Таблица 4.1. Наг рузка от покрытия Нормативная кн г f Расчет ная кн Постоянная Гравий втопленный в биту м ную мастику 0,015 20 36 3 слоя рубероида на битумной мастике 0,15 36 Цементная стяжка 0,03 19 36 Утеплитель 0,18 8 36 Пароизоляция 0,05 36 Железобетонная плита 2,6 36 Железобетонный ригель 5 6 Итого постоянная Временная Снег г. Тула 1 36 в том числе длительная 50% Итого длительная N дл.пок . Полная N пок. 10,8 5,4 20,52 51,84 1,8 93,6 30 213,96 36 18 231,96 249,96 1,2 1,1 1,3 1,1 1,2 1,1 1,1 1,2 1,2 13 5,94 26,68 57,02 2,16 102,96 33 240,76 43,2 21,6 262,36 283,96 Нагрузка от перекрытия берется из табл.3.1., а именно, нор мативная нагрузка 4,1кн/м 2 , расчетна я нагрузка 4,74кн/м 2 ; вес 1м длины ригел я перекрытия 5кн. Време н ная длит ельная на перекрытие для магазина 0,3кн/м 2 [Л-6.2]. Расчет н а грузок све ден в табл. 4.2. Таблица 4.2. Нагрузка от пер екрытия Нормативная кн г f Расчетная кн Пол и плита: Нормативная 4,1 36 Расчетная 4,74 36 Железобетонный ригель 5 6 Итого постоянная Временная для магазина 1 36 в том числе длительная 0,3 36 Итого длительная. N дл.пер Полная N пер. 147,6 30 177,6 36 10,8 188,4 213,6 - - 1,1 1,2 1,2 170,64 33 203,64 43,2 12,96 216,6 246,84 С е чение к о лонн орие н тир о вано прин я то вх h =30х30см=0,3х0,3м. Собс т венный вес к о лонны одного этажа N к =в h с H г f =0,3 0,3 25 4,2 1,1=10,395кн Нагрузку на колонны каждого этажа определяем в соответствии со схемой загружения (рис.11), начи ная с третьего этажа путем последовательного суммирования. Подсчеты св едены в табл.4.3. Рис.10.Расчетная схема колонны Рис.11.Схема загруж е ния Этаж Длительная нагрузка кн Полн ая нагрузка кн 3 2 1 262,36+10,395=272,755 272,755+10,395+216,6=499,75 499,75+10,395+216,6=726,745 283,96+10,395=294,355 294,355+10,395+246,64=551,39 551,39+10,395+246,64=808,425 Продольное усилие на колонну пер вого этажа от полной нагрузки N 1 =8084МПа см 2 , от дл и тельной нагрузк и N дл .=7267М Па см 2 4.3.Определение размеров сечения колонны и расчет раб очей а р матуры Расчет колонны ведем с учетом случайного эксцентрис итета. При центральном з а груже нии и наличии только случайного эксцентриситета колонны прямоугольног о с е чения с симметрической арм атурой кл. А- I , А- II , А- III при их расчетной длине L 0 <20 h (420<20 30=600) можно рассчитать по несущей спосо б ности по условию: N < г в ц в ( R в A в + R s A s ) Где N – расчетная продольна сила, равная N 1 ; г в – коэффициент условий работы ( г в =0,9 при h <200мм и г в =1 при h >200мм); ц – коэффициент продольного изгиба, учитывающий длительность загружения, гибкость и хара к тер армирования; L 0 -расчетная длина колонны, принимаемая равной высоте этажа H =4,2м; A sc -площадь сечения сжатой арматуры А в =вх h -площадь сечения колонны Предварительно принимаем г = ц =1, коэффициент армирования . Тогда требуемая площадь сече ния колонны из условия н е сущей способности: Принимаем А в =в х h =25х25=625 см 2 Вычисляем L 0/ h =420/25=16,8, г =1 (при h >20см). По табл. 3.20[Л-1] ц в =0,75 и ц ч =0,82 (пологая, что А пс < A s /3). Коэффициент ц определится по формуле ц = ц в +2( ц ч - ц в ) Определяем площадь сечения арматуры по формуле В колоннах рабочая арматура принимается диаметром н е менее 12мм. По сорт а менту табл. 3.10[ Л-6.1] принимаем 4 22А- II (А sc =15,20см 2 ) Коэффициент армирования составляет Полученное значение µ находится в диапазоне рекомендуемых значений (0,01-0,02). 4.4.Конструирование колонны Колонна армируется сварным пространственным карка сом. При диаметре продол ь ных ст ержней 22мм по условию технологии сварки диаметр поперечных в этом сл у чае принят 8мм – табл. 1.2 прил.1 [Л-6.4] Шаг поперечных стержней в сварных каркасах должен быть S <20 d , но не более 500мм. Принято S =400мм <20 22=440 мм и не бо лее 500мм. Кроме того, в голове колонны ставятся конструктивные сетки из а р матуры 8 A - III не мене е трех штук. Консоль армируется каркасом – б а лочной. Размещение рабочих и поперечных стержней в сечении колонны показано на рис.12. Рис. 12. Размещение арматуры в сечении колонны 5.РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА Учитывая значительное заглубление фундамента, целе сообразно принять конс т рукцию его с по д колонником стаканного вида и плитой. Фундаменты по средней колонны рассматривают как центрально нагр у женные. 5.1.Исходные данные Глубина заложения фундамента H 1 =1 ,6м. Грунт основания имеет условное расче т ное сопротивление R 0=0,26МПа (260 кн/м 2 ). Расчетные характеристики материалов: для бетона кл. В15 R в г в 2=8,5 0,9=7,65МПа (0,76кн/см 2 ) R в t г в 2=0,75 0,9=0,675МПа (0,07кн/см 2 ) для арматуры кл. А- III >10 R s =365МПа (36,5 кн/см 2 ) Расчетная нагрузка N ф =______кн (см. табл. 4.3.) 5.2. Определение размеров высоты и подошвы фундамента Высота фундамента определяется как размерность меж ду отметками его подо ш вы и обре за. h =1,6-0,15=1,45м Глубина стакана фундамента принята h c =750мм, что удовлетворяет условию п о заделке армат у ры h c >30 d + у =30 22+50=710мм где d =22мм – диаметр продольной арматуры колонны у =50мм – зазор между торцом колонны и дном стакана и что больше необходимого значения h с =1,5 h к =1,5 30=45см. Принимаем толщину стенок стакана поверху 225мм и зазор 75мм, размеры подк о лонника в плане будут: а с =в с = h к +2 225+2 75=300+450+150=900мм Рис. 13.Констукция фундамента Толщину плитной части фундамента назначаем h 1 = ____ мм, (кратно 150мм) Ориентировочно площадь основания фундамента определяем по фо р муле Учитывая, что сечение колонны квадратное, подошва фу ндамента пр и нята тоже квадратн ой. Ориентировочно значение размера стороны подошвы такого фундаме н та в ф =а ф = ~1,9м Назначаем окончательно в ф =а ф =______мм (кратно 300мм). Тогда площадь подошв ы будет равна А ф =в ф а ф =_______=_______м 2 и среднее давл е ние на грунт составит < R 0 =250кн/м 2 5.3. Расчет рабочей арматуры Фундамент работает на изгиб от реактивного отпора г рунта. Изгибающий момент в сечении 1-1 у грани ступени (см. рис.13) определяется по фо р муле М 1-1 =0,125Р гр (а ф -а с ) 2 в ф =0,125__________________________________кн м Необходимая площадь арматуры при h 01 =_____см . Изгибающий момент в сечении 2-2 у грани колонны будет р авен М 2-2 =0,125Р гр (а ф -в к ) 2 в ф = Необходимая площадь арматуры при h 02 =____см По большему значению A s подбираем сетку. 5.4.Конструирование фундамента Фундамент армируется сеткой, которую укладывают в н ижней части пл и ты. Шаг стержней в сетках принимают 100-200мм, минимальный диаметр арматуры в се т ках фундаментов должен быть 10мм. Принимаем шаг стержней S =___ мм=__см. Размеры сетки ___________мм. Необх о димое число р а бочих сте ржней в сетке шт Принимаем _________ A s =________см 2 , что больш е требуемого A s 1-1 =_____см 2 . Такое же количество стержней должно быть уложено в перпендикуля р ном напра в лении, т.к. колонна ______________ квадратные и моменты в ______________________ равны. Рис.14. Сетка фундамента Армирование стаканной части фундамента условно не по казано. 6.ЛИТЕРАТУРА 6.1. В.В. Доркин и др. “ Сборник задач по строительным конструкциям ” . Стройи з дат. 1986г. 6.2. СНиП 2.01.07-85 “ Нагруз ка и воздействие ” 1985г. 6.3. СНиП 2.03.01-84 “ Бетонные и железобетонн ые конструкции ” 1985г. 6.4. А.Н. Кувалдин и др. “ Примеры расчета железобетонных конс т рукций зд аний ” Стройиздат. 1976г. 6.5. В.Н. Семенов “ Унификация и стандар тизация проектной док у ментаци и для строительства ” Стройиздат. 1985г.
© Рефератбанк, 2002 - 2018