Подбор конструкций

2.3 Сбор нагрузок на 1 м² перекрытия

Здание  школа

Район строительства г. Санкт Петербург-3

Нормативный снеговой покров Sо=1.8

µ=1 т.к  рулонная кровля

Расчётная снеговая нагрузка

Sр=Sо*µ=1,8*1=1,8

Нормативная снеговая нагрузка

Sн=Sр*0,7=1,8*0,7=1,26

Сбор нагрузок на 1м² покрытия

Курсовая работа

Полы линолеум.

1 линолеум

2 Ц/п стяжка 

3 Гидроизоляция

4 Плита перекрытия

Курсовая работа

Подбор конструкций.

Колонны.

Длину колонны определяют с учетом заделки ее ниже отметки  пола на 0,8м и расположение стыка  на 0,65м выше перекрытия. Колонны  принимают с поэтажной разрезкой, стыки колонн располагая на расстоянии 650мм от верха ригелей.

1КВД 33.1-колонна одноэтажная  верхняя двухконсольная

1КСД 33.1-колонна одноэтажная  средняя двухконсольная

1КНД 33(30).1-колонна одноэтажная  нижняя двухконсольная

G^н_1квд==10,65кН

G^р_1квд=G^н * γ_f = 10,65*1,1=11,72кН

G^н_1ксд==13,65кН

G^р_1ксд=13,65*1,1=15,02кН

G^н_1кнд==18,65кН

G^н_1кнд=18,65*1,1=20,52кН

Курсовая работа

Ригели.

Ригель – это горизонтальный несущий элемент строительных конструкций, который жестко соединяет колонны  и плиты перекрытия. В курсовом проекте принимаю ригель марки РДП  8.56.

РДП8.56-110АтV – ригель двухполочный с опиранием

многопустотной панели на две его полки

6 и 56-сответственно высота и длина ригеля в дц

110-несущая способность  в кг/м²

АтV-класс напрягаемой арматуры

h=600мм

b=595мм

l=8560мм

G^н =58,8кН

G^р = 52,92кН

Расчёт колонны

. Расчетная  нагрузка на колонну N^расч состоит из:

1. расчетной нагрузки на покрытие с учетом грузовой площади q^р_покр×А_гр,
2. расчетной нагрузки на перекрытие с учетом грузовой площади и количества этажей  q^р_перекр×А_гр( n_эт-1),
3. расчетный вес вышележащей конструкции (например, ригеля или балки) G_риг,  с учетом коэффициента надежности по нагрузке g_f=1,1,
4. собственного веса колоннG_к1, G_к2,G_к3, (количество зависит от количества этажей в здании) с учетом коэффициента надежности по нагрузке g_f=1,1

N^расч = q^р_пок * A_гр * + q^р_пер * A_гр (n_эт-1) + G^р_риг * n_эт + G^р_кнд + G^р_ксд + G^р_квд =

=7,0*54+6,6*54(3-1)+58,8*3+20,52+15,02+11,72=1314,46кН

Полученное значение нагрузки увеличиваю на γ_n=0,95-коэффициент надежности по назначению здания.

N=N^расч · g_n = 1314,46*0,95=1248,74 кН

2.2. Длительно действующаянагрузка на колонну определяется как разность полной расчетной нагрузки и кратковременной: 

N_дл=N-N_кр = 1248,74-133,38 =1114,94 кН

2.3. Кратковременная нагрузка на  колонну определяется по формуле:

N_кр= q^кр_{покр ∙}A_гр+q^кр_перекр∙A_гр∙(n_эт-1) = 0,9*54+0,85*54*(3-1) = 140,4 кН

гдеq^кр_покр=0,5q^расч_снег = 0,5*1,8=0,9 кН/м²

Полученное значение нагрузки  N_кр увеличиваю на γ_n=0.95-коэффициент надежности по назначению здания

N_кр = 140,4*0,95 = 133,38 кН

Курсовая работа

3. Определяю расчетную схему колонны.

Колонна представляет собой стойку, жестко защемленную в фундаменте и шарнирно закрепленную в уроне  низа вышележащей конструкции (балки  или фермы) с расчетной длиной L0 определенной по табл.32 СНиП 2.03.01-84*, где  Н =Нэт– полная высота колонны от верха фундамента до низа стропильной конструкции.

lо=Hэт = 3,0м

4. Подбор рабочей арматуры.

4.1.  Определяю гибкость колонны

3/0,4 = 7,5<20 (колонна со случайным эксцентриситетом, рассчитывается как условно центрально-сжатая)

4.2. Нахожу отношение Nдл / N = 1114,94/1248,74 = 0,9

4.3. Определяю коэффициенты jb и jж интерполяцией

_b=0,91 и _ж=0,91

4.4. По табл. задаюсь коэффициентом армирования μ и определяем коэффициент a

По формуле: _{min = 0, 2*}

4.5.Определяю коэффициент продольного изгиба j по формуле: 

j= j_b +2(j_ж - j_b)×a = 0,91+2(0,91-0,91)*5,41 = 0,91

4.6.Площадь сечения  рабочей арматуры определяется  по формуле: 

A_s,c= - = м²  

4.6.1. Назначение  диаметра рабочей арматуры колонны.

А_s,c<0, => площадь сечения арматуры определяется по минимальному коэффициенту армирования m=0,4% =0,004

Курсовая работа

А_s,c=A_b×m= 1600*0,004 = 6,4см² , A^ф_s,c=8,04см²>А^тр_s,c = 6,4см²

диаметр рабочей арматурыd_s,c  принимаю  по сортаменту арматурной стали – d_s,c=16мм

Т.к требуемая площадь  арматуры получилась отрицательной, это  значит, что бетон один (без арматуры) справляется с нагрузкой и  арматуру следует принимать по конструктивным требованиям; (учитывая, что необходимо обеспечить минимальный процент  армирования колонны и что  при меньшей стороне сечения >250мм диаметр продольных стержней d_s,cрекомендуется назначать не менее 16мм).

4.6.2. Назначение  диаметра поперечной арматуры  d_sw колонны

d_sw=0,25d_s,с =0,25*16 = 4мм  класс арматуры Вр-1

.7. Проверка процента  армирования:

m=%

где А_s,c-фактическая площадь сечения арматуры, принятая по сортаменту.

Полученный процент армирования больше минимального значения m_minи меньше максимального значения m=3%

4.8. Конструирование   каркаса колонны.

1. Определяю шаг поперечной арматуры в уровне заделки колонны в  фундамент

S₁=10d_s,c = 10*16 = 160мм, принимаю 150мм на h_зад =1,5h_к = 1,5*0,4 = 0,6м,

 где h_зад- высота заделки колонны в фундамент,

d_s,c- диаметр рабочей арматуры колонны

2.Шаг  поперечной арматуры  по высоте  до оголовка колонны

S₂ =20d_s,c= 20*16 = 320мм, принимаю 300мм

(не более  500мм)

Верхний конец  колонны усиливаем 2 сварными сетками С-1. Шаг сеток не менее 60мм и не более h_k /3=400/3=133мм,  и не более 100 мм, принимаю 100мм. Размеры ячеек сетки не менее 45мм и не более h_k /4 = 400/4=100мм, принимаю 50мм.

4.9. Конструирование колонны.

Колонна армируется 4 продольными стержнями Æ16А-III, которые располагаются симметрично по углам сечения колонны. Поперечные стержни Æ4 В_р-I ,входящие в состав пространственного каркаса, располагаются в уровне заделки колонны в фундамент с шагом S₁=150мм и с шагом

S₂= 300мм  по высоте колонны.

Оголовок колонны  армируется 2 сварными сетками С-1 с шагом 100мм и размерами ячеек 50*50мм, 3 сварными сетками С-2 с шагом  100мм и размерами ячеек 50*50мм . Диаметр поперечных стержней 4мм класс В_р-I.

1. Статический расчет колонны.

Статический расчет колонны  определяет величину усилий в рабочей арматуре  колонны, при  ее  монтаже. Необходимо выяснить: достаточно ли рабочей арматуры для восприятия монтажных усилий.

Курсовая работа

5.1. Определяем расстояние  до петли, L_п

l_n=(…) l_k , где l_k –длина колонны

l_n=мм

5.2.Определяем равномерно-распределенную нагрузку от собственного веса колонны

q=, кН/м², где к_д=1,4-коэффициент динамичности,  γ_f=1,1- коэффициент надежности по нагрузке, G_к –собственный вес колонны, кН

q= 6,65кН/м²

Расчетная схема колонны  на монтажные усилия:

2. Опорные реакции V_a=V_в=0,5×qL_к = 0,5*6,65*4,55 = 14,92 кН
3. Изгибающие моменты: М₁= - 0,5qL_п²= - 0,5*6,65*0,91 = - 3,02кНм

М= V_a(0,5L_k –L_п) – 0,5q(0,5×L_к)² = 14,92(0,5*4,55-0,91) – 0,5*6,65(0,5*4,55)² =

= 19,6 – 16,33 = 3,16кНм

Рабочая арматура колонны 4Æ16 А_s=8,04см²

Проверим достаточность  принятого диаметра арматуры.

4. Рабочая высота сечения колонны h₀ = h-2(a_з.сл+0,5d_s,c) = 400-2(15+8) = 354мм
5. Табличный коэффициент

А₀=3.27/17000*0.9*0.4*0.354*0.354=0.0043

2. Площадь сечения арматуры

           А_s= 3.27*0.95/0.955*365000*0.354=2.52 см²

A_sá 0,5A_s,c 2.52см²á 4,02см²  Условие выполняется, диаметр рабочей арматуры при работе колонны на монтажные усилия достаточен.

Курсовая работа

2. Расчет монтажных петель.

При подъеме вес колонны  может быть передан на 2 петли

N=G_k·k_д·γ_f/ n-1 = 18,65*1,4*1,1/1 = 28,72 кН – усилие на одну петлю

где G_k – нормативный вес колонны, k_д = 1,4 – коэффициент динамичности, γ_f = 1,1, n = 2 – количество петель.

А_s=см² ,

где R_s –МПа - расчетное сопротивление арматуры класса А-I

По сортаменту принимаю диаметр  арматуры петли класса  Æ14А-I

8. Расчет  консоли колонны.

Скрытые консоли имеют  малые размеры, поэтому их армируют жесткой арматурой, которую рассчитывают на воздействие опорных реакций  балок Q без учета работы бетона.

8.1. Поперечная силаQ, возникающая на концах консоли колонны определяется по формуле:

Q=q^р_перек·А_гр+0,5G_риг=6,6*27+0.5*58.8=207,6 кН, где

А_гр=L/2∙а=9/2*6=27м²– грузовая площадь

L-пролет, м а- шаг колонн, м

8.2. Усилия в наклонных пластинах определяется из условия равенства нулю проекций сил на вертикаль:

N_n=Q/sinα=207,6/0.707=293,64кН

8.3. Определяем площадь пластины:

Размеры сечения наклонной  пластины консоли колонны, выполненной  из стали С245:

δ =16мм -толщина пластины,

Курсовая работа

h=120мм - ширина пластины по горизонтали.

А_пл=δh_nл =16*120=1920мм²

Горизонтальная проекция пластины:

А=А_пл·cosα=1920*0,707=1357,44 мм²= 0,00135744 м²

8.4. Сжимающее напряжение в пластине:

*10‾³≤R_уγ_{c, =}293,64/0,00135744=216,3Мпа<240МПа=R_y

где R_у- расчетное сопротивление стали по пределу текучести, γ_c=1,0

Наклонная пластина выполнена  из стали С-245 с расчетным сопротивлением по пределу текучести γ_c=1,0

8.5. Площадь сечения арматуры сжатых стержней определяется по формуле:

A_s=Nn*10/Rs=293,64*10/365=8,04см²,

Сжатые стержни консоли  колонны выполнены из арматуры класса А-III

где R_s=365МПа – расчетное сопротивление арматуры по прочности на растяжение,

По сортаменту принимаем: 2 Ø25 АIII ( A^ф_s=9,82 см² )

8.6. Растягивающее усилие в наклонных пластинах N_sопределяется по формуле:

N_s= N_n·sinα=293,64*0.707=207,6кН

8.7. Растягивающие напряжения в пластине:

σ=Ns/A=207,6/0.00135744=153мПа<240мПа-R_y

8.8. Площадь сечения арматуры растянутых стержней определяется по формуле:

A_s=Ns*10/Rs=207,6*10/365=5,69 см²,

Растянутые стержни консоли  колонны выполнены из арматуры класса A-III  -R_s=365 МПа

По сортаменту принимаем: 2 Ø20 А-III (A^ф_s=6,28 см² )

Нижние  сжатые и растянутые стержни принимаем

того  же сечения, что и верхние из арматуры класса А-III.

Оформить таблицу подсчета веса закладной детали М-1

Курсовая работа

Удельный вес  стали 7800кг/м³ =78кН/м³

Курсовая работа