Содержание
| | |стр. |
| |Задание на |2 |
| |проектирование?????????????????????????????????????????????| |
| |?????????????? | |
|1 |Расчёт монолитной |3 |
| |плиты??????????????????????????????????????????????????????| |
| |??????? | |
|2 |Расчёт второстепенной |6 |
| |балки??????????????????????????????????????????????????????| |
| |? | |
|3 |Расчёт плиты перекрытия ( сборный вариант ) |10 |
| |?????????????????????????? | |
|4 |Расчёт разрезного |17 |
| |ригеля?????????????????????????????????????????????????????| |
| |?????? | |
|5 |Расчёт колонны и |20 |
| |фундамента?????????????????????????????????????????????????| |
| |??????? | |
|6 |Расчёт кирпичного столба с сетчатым |22 |
| |армированием??????????????? | |
| |Список используемой |24 |
| |литературы??????????????????????????????????????????????? | |
Задание для выполнения проекта:
1. Шаг колонн в продольном направлении, м ……….. 5,60
2. Шаг колонн в поперечном направлении, м ……….. 6,80
3. Число пролётов в продольном направлении………. 6
4. Число пролётов в поперечном направлении………. 4
5. Высота этажа, м…..…………………………………. 3,60
6. Количество этажей………………………………….. 4
7. Врем. нормат. нагр. на перекрытие, кН/м………... 6,0
8. Пост. нормат. нагр. от массы пола, кН/………….0,8
9. Класс бетона монол. констр. и фундамента………..B20
10. Класс бетона сборных конструкций ………………...B35
11. Класс арматуры монол. констр. и фундамента……..А-III
12. Класс арматуры сборных ненапр. конструкций…….АII
13. Класс предв. напрягаемой арматуры…………………К-7
14. Способ натяжения арматуры на упоры…………Эл. терм.
15. Условие твердения бетона ………………………Естеств.
16. Тип плиты перекрытия…………………………....Круг.
17. Вид бетона для плиты……………………………Тяжёлый
18. Глубина заложения фундамента……………………….1,40
19. Усл.расчётное сопротивление грунта,МПа…………...0,28
20. Район строительства ……………………………..Самара
21. Влажность окружающей среды,……………………….65%
22. Класс ответственности здания………………………….II
Рис. 1
Принятая компоновка конструктивной схемы монолитного перекрытия приведена на рисунке 1.
Назначаем предварительно следующие значения геометрических размеров элементов перекрытия :
высота и ширина поперечного сечения второстепенных балок:
высота и ширина поперечного сечения главных балок:
толщину плиты примем :
1. Расчёт монолитной плиты.
Вычисляем расчетные пролеты и нагрузки на плиту. Согласно рис.1 получим в коротком направлении
в длинном направлении
Для расчета плиты в плане перекрытия условно выделяем полосу шириной
1м. Плита будет работать как неразрезная балка, опорами которой служат
второстепенные балки и наружные кирпичные стены. При этом нагрузка на 1м
плиты будет ровна нагрузке на 1м2 перекрытия. Подсчет нагрузок на плиту дан
в табличной форме.
|№ |Наименование |Нормативная |?f |Расчетная |
| |нагрузки |нагрузка, кН/м | |нагрузка, кН/м |
|1 |Собственная масса |1,4 |1,1 |1,54 |
| |плиты ?·? | | | |
|2 |Собственная масса |0,8 |1,2 |0,96 |
| |пола ?·? | | | |
|3 |Полезная нагрузка |6 |1,3 |7,8 |
| | | | |10,1 |
Определим изгибающие моменты с учетом перераспределения усилий
Рис.2
Определим требуемую площадь продольной арматуры основной сетки (Аs)
Принимаем бетон м.з. В20 (Rb=10,5МПа) и арматуру Вр1 (Rs=365МПа).
Принимаем сетку
Определим требуемую площадь продольной арматуры дополнительной сетки (?As):
2. Расчет второстепенной балки.
Вычисляем расчетные пролеты и нагрузки на второстепенную балку.
Согласно рис.3 получим
Определим расчётную нагрузку на 1м второстепенной балки, собираемую с грузовой полосы шириной, равной максимальному расстоянию между осями второстепенных балок .
|№ |Наименование |Нормативная |?f |Расчетная |
| |нагрузки |нагрузка, кН/м | |нагрузка, кН/м |
|1 |Собственная масса |2,55 |1,2 |3,06 |
| |плиты ?·? | | | |
|2 |Собственная масса |0,9 |1,3 |1,17 |
| |пола ?·? | | | |
|3 |Собственная масса |1,36 |1,3 |1,768 |
| |балки h·b· ? | | | |
|4 |Полезная нагрузка |10,2 |1,2 |12,24 |
| | | | |18,24 |
Определим изгибающие моменты с учетом перераспределения усилий
Рисунок 3. К расчёту второстепенной балки.
Максимальная поперечная сила (на первой промежуточной опоре слева) равна Q=0,6ql01=0,6·17,53·5,25=54,6 кН.
Принимаем бетон В20 (Rb=11,5МПа) и арматуру АII (Rs=280МПа).
Расчет прочности второстепенной балки по сечению, нормальному к продольной оси.
Определим требуемую площадь продольной арматуры:
1) для сечения в середине первого пролета
граница сжатой зоны в полке поэтому расчет производим как для прямоугольного сечения шириной
принимаем 2Ш18; 1 Ш10 (As=5,09см2);(A=0,789см)
2) для сечения в середине первого пролета
граница сжатой зоны в полке поэтому расчет производим как для прямоугольного сечения шириной
принимаем 5Ш10(As=3,93см2)
3) для сечения на первой промежуточной опоре слева
принимаем 5Ш12(As=5,65см2)
4) для сечения на второй промежуточной опоре слева
принимаем 6Ш10(As=4,71см2)
3) Выполним расчет прочности наиболее опасного сечения балки на действие поперечной силы у опоры слева. По приложению 2 из условия сварки принмаем поперечные стержни d=5 мм класса ВР-I, число каркасов 2. () Максимальный допустимый шаг S=100 мм, .
Поперечная сила на опоре , фактическая равномерно распределенная нагрузка q=17,68 кН/м.
Расчет по наклонному сечению.
Проверим прочность наклонной полосы на сжатие по условию:
1.
Определим Мb и qsw
, т.к. , принимаем , тогда
Поскольку
Условие выполняется, следовательно значение не корректируем.
Определим длину проекции опасного наклонного сечения, т.к. 0,56 значение С определяем по формуле:
Поскольку С=0,87 м> , принимаем С=0,84м
>
Длина проекции наклонной трещины ровна
Проверяем условия:
Прочность наклонного сечения по поперечной силе обеспечена.
Требования п.3.32 СНиП также выполняются, поскольку
3. Расчет плиты покрытия (сборный вариант).
По результатам компоновки конструктивной схемы перекрытия принята номинальная ширина плиты 1000мм.
Рисунок 4. Компоновка конструктивной схемы покрытия.
Вычисляем расчетные пролеты и нагрузки на плиту перекрытия. Согласно рис.4 получим
Определим расчетную нагрузку на 1м плиты перекрытия
|№ |Наименование нагрузки |Нормативная |?f |Расчетная |
| | |нагрузка, кН/м | |нагрузка, кН/м |
|1 |Пост-я нагрузка ж/б плиты| 3 |1,1 |3,3 |
| |?·? | | | |
|2 |Собственная масса пола |0,8 |1,2 |0,96 |
| |?·? | | | |
| |Итого |3,8 | |4,26 |
|3 |Временная | |1,2 | |
| |длительная 0,7 |4,2 | |5,04 |
| |кратковременная 0,3 |1,8 | |2,34 |
|4 |Полная нагрузка |9,8 |1,3 |11,64 |
| |В т.ч. пост.+длительная |8 | |9,3 |
Расчетные усилия: а)для расчетов по первой группе предельных состояний:
б)для расчетов по второй группе предельных состояний
Принимаем бетон м.з. В35 (Rb=19,5Мпа,) и напрягаемую арматуру класса К-
7 (Rs=1210 Мпа, Rs,ser=435 МПа, Es=180000 МПа).
Назначаем величину предварительного напряжения арматуры ?sp=1015 МПа и проверяем условие:
для электротермического способа натяжения
Расчет плиты по предельным состояниям первой группы.
Расчет прочности плиты по сечению, нормальному к продольной оси.
Сечение двутавровое с полкой в сжатой зоне.
проверим условие:
граница сжатой зоны в полке, значит расчет будем производить как для прямоугольного сечения шириной b=bf=1000мм
Вычислим относительную граничную высоту сжатой зоны:
;
Вычислим требуемую площадь сечения напрягаемой арматуры:
по конструктивным требованиям принимаем 3Ш12(As=2,72см2).
Расчет прочности плиты по сечениям, наклонным к продольной оси.
Проверяем условие:
т.е.условие выполняется. Проверяем условие:
и
Находим усилия обжатия от растянутой продольной арматуры
Вычисляем
Т.к.
Расчет по предельным состояниям второй группы.
Определение геометрических характеристик приведенного сечения.
a=b=
По таб.2 СНиП определяем категорию требований по трещиностойкости
В закрытом помещение 3-я категория
Определение потерь предварительного напряжения при натяжении арматуры.
Определим первые потери предварительного напряжения по позициям 1-6 табл.5 [1].
Потери от релаксации напряжений
Потери от температурного перепада
Потери отсутствуют таким образом усилия обжатия Р1 с учётом потерь рас. по поз.1-5 таб.5
Точка приложения усилия Р1 совпадает с центром тяжести сечения
напрягаемой арматуры поэтому
Потери от быстропротекающей ползучести бетона
Напряжение на уровне растянутой арматуры (y=eop=80мм) будет равно
Напряжение на уровне крайнего верхнего волокна (y=h-yred=110мм)будет равно:
Потери на уровне растянутой арматуры
Потери на уровне крайнего верхнего волокна
Усилие обжатия с учетом первых потерь определяется
Определим вторые потери предварительного напряжения по позициям 7-
11 табл.5 [1].
Напряжение на уровне растянутой арматуры (y=eop=80мм) будет равно:
Напряжение на уровне крайнего верхнего волокна (y=h-yred=110мм) будет равно:
Потери от усадки тяжёлого бетона
МПа
Потери на уровне крайнего верхнего волокна
Поэтому согласно СНиП п.1.25 потери не увеличиваются
Усилие обжатия с учётом суммарных потерь
Проверка образования трещин
Расстояние до ядровой точки
При действии Р1 в стадии изготовления напряжения в верхней зоне бетона равно
Т.е. минимальное напряжение в бетоне при действии усилия обжатия Р1 будет сжимающим, следовательно верхние начальные трещины не образуются
Согласно п.4,5 СНиП принимаем
Трещины в нижней зоне не образуются, т.е. не требуется расчет ширины раскрытия трещин.
Расчет прогиба плиты выполняем при условии отсутствия трещин в растянутой зоне бетона.
Находим кривизну от действия кратковременных нагрузок
постоянных и длительных
Прогиб плиты без учёта выгиба от усадки пол-и бетона при предварительном обжатии будет равен:
Т.к
то,
Выгиб плиты от усадки и ползучести бетона при предварительном обжатии составит
Прогиб плиты будет равен:
4. Расчет неразрезного ригеля.
Назначаем предварительные размеры поперечного сечения ригеля.
Определим расчетную нагрузку на 1м ригеля, собираемую с грузовой полосы шириной, равной расстоянию между осями ригелей (s=4800 мм).
|№ |Наименование нагрузки |Нормативная |?f |Расчетная |
| | |нагрузка, кН/м | |нагрузка, кН/м|
|1 |Постоянная нагрузка от |2,65 |1,1 |2,92*6,8= |
| |ригеля | | |=19,86 |
|2 |Плита перекрытия |3 |1,1 |3,3 |
|3 |Покрытие пола |0,8 |1,2 |0,96 |
|4 |Полезная нагрузка |6 |1,2 |7,2 |
| |Полная нагрузка |12,45 | |14,38 |
ИТОГО 31,32
Рисунок 5. Огибающая эпюра изгибающих моментов.
Расчет прочности ригеля по сечению, нормальному к продольной оси.
Определим требуемую площадь продольной арматуры:
1) для сечения в середине первого пролета
принимаем 6Ш20(As=18,85см2)
Назначаем хомуты А1 d=8мм S=150 n=3
Определяем значение принимая
Поскольку
Следовательно значение не корректируем
Согласно п. 3.32 СНиП определяем длину проекции опасного наклонного сечения
Так как
Значение с определяем только по формуле:
Поскольку
принимаем L=1.36м
Длина проекции наклонной трещины ровна
то принимаем =0,64 тогда
т.е. прочность наклонного сечения по поперечной силе обеспечена
. Сечение в пролете с продольной арматурой 6Ш20(As=1885мм2)
. Сечение в пролете с продольной арматурой 3Ш20(As=763мм2)
. Сечение в пролете с продольной арматурой 5Ш20(As=1272мм2)
. Сечение в пролете с продольной арматурой 4Ш20(As=1018мм2)
1)
=5,27
5. Расчёт колонны.
Определим нагрузку на колонну с грузовой площади, соответствующей заданной сетке колонн 6,8?5,6=38,08м2.
Постоянная нагрузка от конструкций одного этажа:
- от перекрытия и пола: 4,26?38,08=162,22 кН
- от собственного веса ригеля : 0,46?0,23?6,8?25?1,1=19,79 кН
- от собственного веса колонны : 0,16?3,6?25?1,1=15,84 кН итого: 162,22+19,79+15,84=197,85 кН
Временная нагрузка от перекрытия одного этажа: 6?38,08=228,48 кН в том числе длительная 4,2?38.08=159,94 кН
Постоянная нагрузка от кровли 5кН/,
5?38,08=190,4 кН, то же с учетом нагрузки от ригеля и колонны верхнего этажа:
182,4+18,21+14,52=215,13 кН
Временная нагрузка от снега для г. Самара (IV снеговой район, s=2,4кН/м2)
2,4?38,08=91,39 кН
В том числе длительная: 91,39?0,7=63,97 кН
Принимаем бетон м.з. В35 (Rb=17,5Мпа) и арматуру АII (Rsс=280Мпа).
Принимая предварительно коэффициент ?=0,8, вычисляем требуемую площадь сечения продольной арматуры:
принимаем конструктивно 4Ш16(As=804мм2).
Выполним проверку прочности сечения колонны с учетом площади сечения фактически принятой арматуры.
; ;
, уточняем коэффициент ? :
Тогда фактическая несущая способность расчетного сечения колонны будет равна:
, следовательно, прочность колонны обеспечена. Так же удовлетворяются требования по минимальному армированию, поскольку
Поперечную арматуру в колонне конструируем из арматуры класса Вр-I диаметром 5мм, устанавливаем с шагом s=300мм