Железобетонные конструкции зданий с неполным каркасом

Министерство образования и  науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО АлтГТУ им. Ползунова И.И.

 

 

Кафедра «Строительные конструкции»

 

 

 

 

 

Пояснительная записка  к курсовому проекту

 

по курсу «Железобетонные и  каменные конструкции»

 

тема: Проектирование элементов конструкций многоэтажного промышленного здания с неполным каркасом

 

КП 290300.04.000 ПЗ

 

Выполнил

студент ПГС-51          Гусаков П. Л.

Проверил              Иванов  В. П.

Работа принята  с оценкой_______

 

 

 

 

 

 

 

 

Барнаул 2009

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

1. Расчет конструкции монолитной железобетонной плиты перекрытия…………………..3
2. Расчет пустотной сборной плиты…………………………………………………………....6
3. Расчет сборной ж/б колонны подвала……………………………………………………….9
4. Расчет консоли сборной ж/б колонны……………………………………………………...10
5. Стык колонны. Конструкция………………………………………………………………..11
6. Расчет столбчатого фундамента под сборную колонну подвала…………………………12
7. Расчет кирпичного простенка………………………………………………………………14

 

 

 

 

 

 

 

 

Исходные  данные:

1. Назначение здания – промышленное,
2. Полезная нагрузка q_пол = 440 кгс/см²
3. Размеры здания в плане 18х72 м, сетка колонн 6х6 м
4. Количество этажей – 5,
5. Материал пола – плитка керамическая на растворе,
6. Материал стен здания – кирпич + утеплитель снаружи,
7. Материал стен подвала – сплошные бетонные блоки,
8. Размер оконных проемов – 1,5×1,8(h)м,
9. Характер грунтов основания – R₀=0,2 МПа,
10. Район строительства – г. Кострома.

 

Материалы:

1. Монолитный вариант

Бетон В15 (М 200, R_b = 85 кгс/см², R_bt = 7.5 кгс/см²),

Арматура  ВрI (R_s = 3750 кгс/см²),

2. Сборный вариант

Плита –  В25 (М 300, R_b = 145 кгс/см², R_bt = 10.5 кгс/см²), арматура преднапряженная А-V (R_s = 6400 кгс/см²),

Фундамент –  В15, арматура А-I (R_s = 2300 кгс/см²),

Колонна –  В25, арматура А-III (R_s = 3750 кгс/см²),

Кирпичный простенок 64 см, ширина 150 см (S=9600 см²)

Кирпич М75, раствор М25

 - расчетное сопротивление клади.

 

1. Расчет конструкции монолитной железобетонной плиты перекрытия

 

Монолитная  плита объединяет главную и второстепенную балки по верху в единый диск перекрытия: .

Сбор  нагрузки на перекрытие

 

№	Наименование	Нормативная, кгс/м2	γf	Расчетная, кгс/м2
1	Полезная нагрузка на перекрытие	440	1,3	572
2	Пол керамический на растворе (t=6 см)	108	1,2	130
3	Монолитная плита (t=5 см)	125	1,2	150
	Итого	673		852

 

Вырезаем условно в плите полосу шириной 1 м поперек второстепенных балок, рассчитываем монолитную плиту как многопролетную неразрезную балку условной шириной 1 м, толщиной 5 см с промежуточными опорами – второстепенными балками с шагом 2 м.

Тогда расчетная  схема  - неразрезная 9-пролетная  балка.

В первом пролете:

На первой опоре:

Во втором и последующих пролетах:

                              

 

Рис. 1 –  Расчетная схема монолитной плиты, эпюра изгибающих моментов

 

Рассчитываем  сетчатую пролетную и опорную  арматуру. Сечение арматуры назначается  в зависимости от изгибающего  момента, действующего на данном участке  плиты.

 

Сетка С1 (в крайнем пролете):

;

.

Принимаю:

- короткая  рабочая арматура: Æ5 ВрI, шаг 5 см, длина 1,8 м;

- длинная  конструктивная арматура: Æ3 ВрI, шаг 25 см, длина 5,8 м.

Масса сетки  С1: .

 

 

 

 

Сетка С2 (над крайней опорой):

;

.

Принимаю:

- короткая  рабочая арматура: Æ5 ВрI, шаг 5 см, длина 1,0 м;

- длинная  конструктивная арматура: Æ3 ВрI, шаг 25 см, длина 6 м.

Масса сетки  С2: .

 

Сетка С3 (в последующих пролетах):

;

.

Принимаю:

- короткая  рабочая арматура: Æ5 ВрI, шаг 5 см, длина 1,8 м;

- длинная  конструктивная арматура: Æ3 ВрI, шаг 250 мм, длина 5,8 м.

Масса сетки  С3: .

 

Сетка С4 (над последующими опорами):

;

.

Принимаю:

- короткая  рабочая арматура: Æ5 ВрI, шаг 5 см, длина 1,0 м;

- длинная  конструктивная арматура: Æ3 ВрI, шаг 25 см, длина 6 м.

Масса сетки  С4: .

 

2. Расчет пустотной сборной плиты.

 

1.  По первой группе предельных состояний

Поперечная  схема пустотной плиты – рама, поэтому приводим сечение к двутавровому. Для этого круглые пустоты заменяем на квадратные:

 

 

Сбор  нагрузки на сборную пустотную плиту

 

№	Наименование	Нормативная, кгс/м2	γf	Расчетная, кгс/м2
1	Полезная нагрузка на перекрытие	440	1,3	572
2	Пол керамический на растворе (t=6 см)	108	1,2	130
3	Масса плиты	300	1,1	330
	Итого	848		1032

 

Расчетный пролет плиты 

Ширина плиты 

                                              

 

 

М = ql²/8 = 4906,7 кгс×м

Q = ql/2 = 3486,1 кгс

 

 

 

 

 

 

 

 

Определяем требуемое сечение напрягаемой арматуры:

Принимаем 4Æ12 А-V, Sобщ = 4,52 см2.

 

Проверка наклонных сечений  плиты на поперечную силу:

,

- условие прочности наклонного  сечения обеспечивается прочностью  бетона, хомуты и отгибы не  требуются.

 

Расчет  монтажных петель.

4 монтажные  петли устанавливаются на расстоянии  65 см от торцов крайних пустот. Рассчитываем массу плиты, воспринимаемую тремя монтажными петлями на динамическую нагрузку при монтаже.

Монтажная петля  рассчитывается на нагрузку 0,55 массы  плиты.

На 1 монтажную  петлю -

Принимаем Æ8 А-I, S = 0,5 см²

 

 

 

2.  Расчет по второй группе пустотной сборной плиты.

 

Расчет  по образованию трещин:

1. Расчет по раскрытию трещин:

2. Расчет по прогибам: с трещинами, без трещин.

Расчет  по II группе сводится к проверке достаточности арматуры и бетона.

1. Определяем геометрические характеристики приведенного сечения: А_red, I_red, W_red.

Определяем  радиусы ядра сечения:

Находим потери преднапряжения в арматуре:

Первые потери (до окончания обжатия):

,

где G₁ – потери от релаксации напряжений в арматуре, G₁ = 0.1G_SP = 0.1×680-20 = 48 МПа

G₂ – потери от температурного перепада в напрягаемом стержне между температурой цеха температурой пропарочной камеры. G₂ = 0, т.к. плита вместе с опалубкой находится в пропарочной камере.

G₃ – потери от деформации анкеров, , Dl – смятие шайб.

G₄ – потери от трения арматуры по криволинейной поверхности, G₄ = 0

G₅ = G₃×h = 13 МПа,

G₆ – потери от быстро натекающей ползучести, G₆ = 40G_вр/R_вр =40×0.7 = 28 МПа.

Вторые потери (после окончания  обжатия):

,

где G₇ – релаксация напряжений в арматуре, G₇ = 0

G₈ – потери от усадки бетона, G₈ = 35 МПа

G₉ – потери от ползучести бетона,

G₁₀ – потери от смятия бетона кольцевой арматуры, G₁₀ = 0

G₁₀ – деформации от обжатия стыков составных ЖБК, G₁₀ = 0

 

 

 

 

Напряжение в арматуре после  вычета потерь:

Усилия предварительного обжатия  в арматуре:

Момент выгиба от преднапряжения:

Момент, вызывающий трещины:

.

Трещин не будет. Рассчитываем прогиб как для ЖБК без трещин:

- прогибы не превышают допустимых.

 

3. Расчет сборной ж/б колонны подвала.

 

1.  Сбор нагрузок:

 

Сбор  нагрузок на покрытие

№	Наименование	Нормативная, кгс/м2	γf	Расчетная, кгс/м2
1	Снеговая нагрузка	150	1,42	213
2	Рубероидный ковер (3 слоя)	15	1,2	18
3	Стяжка (3 см)	51	1,2	65
4	Газобетон (ρ=400 кгс/м3, 30 см)	120	1,2	144
5	Пароизоляция	5	1,2	6
6	Сборные ж.б. пустоты	300	1,1	330
	Итого	641		776