Конструирование многоэтажного здания - Строительство и архитектура дипломная работа

Главная

Строительство и архитектура
Конструирование многоэтажного здания

Характеристика прочности бетона, арматуры и многопустотной плиты. Расчет по раскрытию трещин и прогиба плит. Конструирование монолитного железобетонного здания, разбивка балочной клетки и расчет кирпичного простенка нагрузки армокирпичного столба.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

1.1 Расчет многопустотной плиты по предельным состояниям первой группы
1.1.3 Установление размеров сечения
1.1.5 Расчет прочности плиты по сечению, нормальному к продольной оси
1.1.6 Расчет прочности плиты по сечению, наклонному к продольной оси
1.2.3 Расчет по образованию трещин, нормальных к продольной оси
1.2.4 Расчет по раскрытию трещин, нормальных к продольной оси
2.1 Назначение размеров поперечного сечения и расчетных пролетов ригеля
3.1 Расчет и конструирование колонны
3.1.3 Эскизная проработка конструкции колонны
3.4 Расчет колонны в стадии транспортировки и монтажа
3.6.1 Расчет стыка колонн в стадии эксплуатации
4.1 Расчет центрально нагруженного фундамента.
4.1.1 Определение размеров подошвы фундамента
4.1.3 Определение площади сечения рабочей арматуры фундамента
6.Расчет кирпичного простенка и армокирпичного столба
Бетон, как показывает практика, хорошо сопротивляется сжатию и значительно хуже растяжению, поэтому включение стальной арматуры в растянутую зону элементов существенно повышает их несущую способность. Сталь имеет высокое сопротивление не только растяжению, но и сжатию и включение ее в бетон в виде арматуры сжатого элемента заметно повышает его несущую способность.
Курсовой проект предусматривает проектирование многоэтажного гражданского здания с неполным каркасом. При разработке проекта рассматриваются следующие вопросы: детальный расчет и конструирование, связанные с проектированием многоэтажного гражданского здания в сборном и монолитном железобетоне.
В расчетной части проекта рассчитывается многопустотная плита на две группы предельных состояний: по несущей способности(первая группа); по пригодности к нормальной эксплуатации(вторая группа); сборного железобетонного ригеля; железобетонной колонны со случайным эксцентриситетом; центрально нагруженного фундамента; монолитного железобетонного перекрытия многоэтажного здания с неполным железобетонным каркасом; армокирпичного столба и расчет простенка первого этажа
В исследовательской части данного проекта предлагается определить влияние высоты поперечного сечения плиты на площадь поперечного сечения арматуры, а так же влияние высоты поперечного сечения плиты на объем бетона (в графической форме), и построить графики изменения стоимости материалов от высоты поперечного сечения плиты, по бетону и арматуре.
1.1 Расчет многопустотной плиты по предельным состояниям первой группы.
Таблица 1.Подсчет нагрузок на 1м 2 перекрытия.
Собственный вес многопустотной плиты
то же цементно-песчанной стяжки 20мм.с=2200кг/м 2
то же керамических плиток.с=1800кг/м 2
в том числе постоянная и длительная
Расчетная нагрузка на 1м. при ширине плиты 2000мм. С учетом коэффициента надежности по назначению здания г=0,95:
постоянная g=4.134·2,0·0.95=7,85кН/м.;
полная g+v=10,134·2·0.95=19,25кН/м.;
в том числе постоянная и длительная 7,18·2·0,95=13,6кН/м.
1.1.2 Усилия от расчетных и нормативных нагрузок
М=(g+v)l 0 2 /8=19,25*6,275 2 /8=111кНм.
Q=(g+v)l 0 /2=19.25*6.275/2=56.2кН.
От нормативной полной нагрузки М=15·6.275 2 /8=95кНм.; Q=15·6.275/2=58.64кН.
От нормативной постоянной и длительной нагрузок М=13.64·6.275 2 /8=78.75кНм.
1.1.3 Установление размеров сечения
Высота сечения многопустотной (14 круглых отверстий (пустот) диаметром 14 см) предварительно напряженной плиты h=l 0 /30=688/30=22 см; рабочая высота сечения h 0 =h-a=22-3=19 см.
Размеры: толщина верхней и нижних полок (22-14)*0,5=4 см. Ширина ребер: средних-3см, крайних-6см. В расчетах по предельным состояниям первой группы расчетная толщина сжатой полки таврового сечения h` f =4см; отношение h` f /h=4/22=0.18>0.1 при этом в расчет вводится вся ширина полки b` f =146 см; расчетная ширина ребра B=146-7*14=48см.
Поперечные сечения многопустотной плиты
1.1.4 Характеристики прочности бетона и арматуры
Многопустотную предварительно напряженную плиту армируют стержневой арматурой класса А-IV. К трещиностойкости плиты предъявляют требования 3-й категории. Изделие подвергают тепловой обработке при атмосферном давлении.
Бетон тяжелый класса В30. Призменная прочность нормативная R bn =R b . ser =18.5 МПа, расчетная R b =11,5 МПа; коэффициент условий работы бетона г b 2 =0.9; нормативное сопротивление при растяжении R bth =R bt . ser =1.4 МПа, расчетное R bt =0,9 МПа; начальный модуль упругости бетона E b =27000 МПа. Предварительное напряжение арматуры равно:
При электротермическом способе натяжения Р=30+360/l=30+360/6=86,25. у sp + p =405+86,25=491,252см<3см- центральная ось проходит в пределах сжатой зоны: w=0,85-0,008; Rb=0.85-0.008*0.9*11.5=0.76.
о R =щ/[1+ у sr /у scu (1- щ/1.1)]=0.76/[1+ 541.7/500(1- 0.76/1.1)]=1.14, где
Коэффициент условия работы, учитывающий сопротивление напрягаемой арматуры выше условного предела текучести, определяют согласно формуле:
г s 6 =з-( з-1)(2· о/ о-1)= 1-(1-1)(2· 0,14/1,14-1)=1,4 где з=1 для арматуры
класса А-III В принимают г s 6 = з=1,4
Вычисляем площадь сечения растянутой арматуры:
A s =M/ г s 6 *R s *S*h 0 =11100000/1.4*490*0.92*17=11.72см 2 принимаем 9
Ш14 А-III В с площадью A s =15.39см 2 .
1.1.6 Расчет прочности плиты по сечению, наклонному к продольной оси
Q=69кН. Влияние усилия обжатия Р=209,5 кН;
Расчет предварительных напряжений арматуры плиты;
ц n =0.1N/R bt bh 0 =0.1·236167/1.05·48·17·100=0,27<0.5
Проверяют, требуется ли поперечная арматура по расчету.
Условие: Q max =69·10 3 ?2.5 R bt bh 0 =2.5·0,86·1,05·48·17·100=193·10 3 Н- удовлетворяется.
При g=g+v/2=7,85+11,4/2=14,93 кН/м=149,3 Н/см и поскольку 0,16ц b 4 (1+ц n )R bt b=0.16·1,5·(1+0.27)·1.05·48·100=132,1Н/см>149,3 Н/м - принимают с=2,5h 0 =2.5·17=42.5 см.
Другое условие: Q=Q max -q 1 c=69·10 3 -149,3·42.5=55,7·10 3 Н; ц b 4 (1+ц n )R bt bh 0 2 /c=1.5·1.27·0,86*1,05·100·48·17 2 /42.5Н>55,7·10 3 Н-
удовлетворяется так же. Следовательно, поперечной арматуры по расчету не требуется.
На приопорных участках длиной l/4 арматуру устанавливают конструктивно, Ш4 Вр-1 с шагом s=h/2=20/2=10см.; в средней части пролета поперечная арматура не применяется.
1.2 Расчет многопустотной плиты по предельным состояниям второй группы.
1.2.1 Геометрические характеристики приведенного сечения
Круглое очертание пустот заменяют эквивалентным квадратным со стороной h=0.9d=0.9·14=10,8 см;
Толщина полок эквивалентного сечения h f '=h f =(20-10,8)/2=4,6 см.
Площадь приведенного сечения А red =216·20-151,2*10,8=2687 см 2 .
Расстояние от нижней грани до центра тяжести приведенного сечения y 0 =0.5h=0.5·20=10 см.
Момент инерции сечения (симметрично) :
I red =216·20 3 /14-151.2·10.8 3 /14=110000 см 4 .
Момент сопротивления сечения по нижней зоне:
W red =I red /y 0 =110000/10=11000см 3 ; то же, по верхней зоне W red =11000см 3 .
Расстояние от ядровой точки, наиболее удаленной от растянутой зоны (верхней), до центра тяжести сечения: r=ц W red /A red = 0.85(11000/2687)=3,47 см.; то же наименее удаленной от растянутой зоны (нижней) r inf =3,47 см.; здесь 0.7?ц n =1,6-(у bp / R b . ser )=1.6-0.75=0.85?1. Упругопластический момент сопротивления по растянутой зоне W pl =гW red =1.5·11000=16500см 3 . здесь г=1,5-для таврового сечения при 20.35 у bp =40·0,35=14 мПа.
у los 1 =у 1 +у b =12,15+14=26,15 мПа
С учетом, P=A s (у sp -у los 1 )= 15,39(405-26.15)*100= 466,364 Н.,
напряжение у bp = (466364 / 2687 + 466364·7·10 / 110000) / 100 =4,7 МПа.; R bp = 4,7/0,75=6,26<0.5B20. Потери от усадки бетона у 8 =35 МПа. Потери от ползучести бетона у 9 =150·0,85·0,34=43 МПа. Вторые потери у los 2 = у 8 + у 9 = 35 + 43 = 78 МПа. Полные потери у los = у los 1 + у los 2 =26,15+78=104,15 МПа.
Усилие обжатия с учетом полных потерь:
P 2 = A s (у sp -у los )=7,85(405-104,15)·100=236,167 кН.
1.2.3 Расчет по образованию трещин, нормальных к продольной оси
Коэффициент надежности по нагрузке г f =1; М=52,26 кНм. Момент образования трещин по приближенному способу ядровых моментов M cr с =R btse
W pl +M rp =1.6·165000·100+2274760=4914760 Нсм=49 кНм.
Здесь ядровый момент усилия обжатия при г sp =0,86,
М rp =P 2 (e op +r)=236167·0.86(7+4,2)=2274760 Нсм.
Поскольку М=95>M cr с =49 кНм, трещины в растянутой зоне образуются. Следовательно, необходим расчет по раскрытию трещин.
Расчетное условие: P 1 (e op -r inf )?R btp W pl ';
1.1·483600(7-4,2)=5957952 Нсм. R btp W pl '=1·16500·100=1650000 Нсм; 5957952<1650000-условие удовлетворяется, начальные трещины не образуются; здесь R btp =1 МПа-сопротивление бетона растяжению, соответствующее передаточной прочности бетона 11 МПа.
1.2.4 Расчет по раскрытию трещин, нормальных к продольной оси
Предельная ширина раскрытия трещин : непродолжительная a crc =0.4 мм, продолжительная a crc =0,3 мм. Изгибающие моменты от нормативных нагрузок : постоянной и длительной -М=78,73 кНм; полной М=95 кНм. Приращение напряжений в растянутой арматуре от действия постоянной и длительной нагрузок:
у s = [ M - P 2 (z 1 - e sp ) ] / W s = (7873000-236167·14.7)/115·100=263,334 МПа,
где z 1 =h 0 -0.5h f '=17-0.5·4.6=14.7 см - плечо внутренней пары сил; W s =A s z 1 =7,85·14,7=115,395 см 3 - момент сопротивления сечения по растянутой арматуре. Приращение напряжений в арматуре от действия полной нагрузки
у s =(9500000-236167·14,7)/115·100=367 МПа.
Ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия полной нагрузки:
a crc 1 =20(3,5-100м)дзц l (у s /E s ) 3 vd=20(3.5-100·0.0096)1·1·1·(376/180000) 3 v14=0.257 мм.
где м=A s /bh 0 =7,85/48·17=0.0096; д=1; з=1; ц l =1; d=14 мм-диаметр продольной арматуры;
Ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоянной и длительной нагрузок:
a crc 1 '=20(3,5-100·0,0096)1·1·1(263,334/180000) 3 v14=0,12 мм.
ширина раскрытия трещин от постоянной и длительной нагрузок:
a crc 2 =20(3,5-100·0,0096)1·1·1,5(263,334/180000) 3 v14=0,25 мм.
Непродолжительная ширина раскрытия трещин a crc = a crc 1 - a crc 1 '+ a crc 2 =0,256-0,12+0,25=0,3 мм<0,4 мм.
Продолжительная ширина раскрытия трещин: a crc = a crc 2 =0,25 мм<0,3 мм.
Прогиб определяют от постоянной и длительной нагрузок, предельный прогиб f=l/200=600/200=3 см. Заменяющий момент равен изгибающему моменту от постоянной и длительной нагрузок М=78,73 кНм; суммарная продольная сила равна усилию предварительного обжатия с учетом всех потерь и при г sp =1; N tot =P 2 =236,167 кН; эксцентриситет e tot =M/N tot =7873000/236167=27,3 см; коэффициент ц l =0.8-при длительном действии нагрузок ц m =(R bt . ser W pl )/(M-M rp ) = =1,6·16500·100/(7873000-2274760)=0,62<1; коэффициент, характеризующий неравномерность деформации растянутой арматуры на участке между трещинами
1/r=(M/ h 0 z 1 )*(( ш s / E s A s )+(ш b / нE b A b ))-( N tot ш s / h 0 E s A s )=8,95*10 -5
Вычисляем прогиб f=(5/48)l 0 2 ·1/r=5/48·6,27 2 ·8.95·10 -5 =2.93 см?3см
Учет выгиба от ползучести бетона в следствии обжатия бетона несколько уменьшает прогиб.
2.Расчет сборного неразрезного железобетонного ригеля
Данные о материалах : а) батон тяжелый - класса В20; R b =11 МПа., R bt =0,9 МПа., г b 2 =0.9., E b =3·10 4 МПа.
б) арматура продольная рабочая -класса А-lll. R s =365 МПа., E s =2·10 5 МПа.
в) арматура поперечная - класса А-l R sw =175 МПа., E s =2.1·10 5 МПа.
2.1 Назначение размеров поперечного сечения и расчетных пролетов ригеля
Расчетный размер среднего пролета ригеля равен расстоянию между осями колонн. L р =l=6,6 м. Для крайних пролетов ригеля расчетный пролет при нулевой привязке , для крайних пролетов ригеля
Задаемся размерами поперечного сечения ригеля h=1/66/12=0,55 м.; b=0.4h=0.4·0,55=0,22м. принимаем b=25 см.
Таблица 2.Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м 2 перекрытия
цем.песчанная стяжка д=4 см с=2000 кг/м 2
Расчетная нагрузка на 1 п.м. ригеля с учетом коэффициента надежности по назначению г n =0.95
собственный вес перекрытия g=27297,6Н/п.м. Собственный вес ригеля b* h* l* с* г f =0.25·0.55·1·2500*1,1=3781,25 Н/п.м. где b.h.l.- геометрические размеры единицы длины ригеля; с- объемный вес железобетона, г f -коэффициент надежности по нагрузке. Полнная постоянная нагрузка на ригель g=3781,25+27297,6=31065,65 Н/п.м.
б) Временная нагрузка на 1 п.м. ригеля V=5000·6,6·1.2=39600 Н/п.м.
в) Полная расчетная нагрузка q=g+V=31065,65+39600=70665,65 Н/п.м.
2.3 Определение расчетных усилий в ригеле
Определение значений изгибающих моментов и поперечных сил в сечениях ригеля производится с учетом перераспределения усилий.
Искомые усилия определяем из расчета ригеля как неразрезной балки по упругой схеме:
M=(a*g*в*p)*e p 2 ; Q=(г*g*д*p)* e p 2 ; где a, в, г, д- коэффициенты
зависящие от характера нагрузки, комбинации загружения и количества пролетов неразрезного ригеля.
Таблица 3 определение расчетных усилий М и Q
М 1 =0,08*3106,565*6,725=11240кгс м
Производим перераспределение усилий:
?М=0,3*34356=10307кгс м, где ?М-величина снижения опорного момента.
Значение выровненного момента на опоре В будет:
Значение изгибающего момента на грани опоры (колонн):
М гр =М в -Q*h кол /2=24049-10252*0,25/2=22768 кгс м, где h кол =25см -
высота сечения колонны в направлении пролета ригеля.
Значение момента М гр при комбинации схем загружения (1+2), (1+3) со стороны пролета загруженного только постоянной нагрузкой.
М гр =(13790+8789)-(10252+0)*0,3/2=21041кгс м <22768 кгс м
2.4 Расчет прочности по нормальным сечениям
Расчет прочности по сечениям, нормальным к продольной оси производят как для обычных изгибаемых железобетонных элементов. Сечение в первом пролете: М=291,49 кНм;
h 0 =h-a=55-6=49 см. з=0,624 вычисляем
A 0 =M/г b 2 bh 0 2 =2914900/0,9*115*25*49 2 =0,46
Площадь сечения продольной арматуры А тр s =M/зRh 0 = 2914900/0.624·49·3650=26.12см 2 принимаем 2Ш32 А-Ш и 2Ш28 А-Ш А s =28,4 см 2 >26,12см 2 .
A 0 =M/г b 2 bh 0 2 =1632000/0,9*115*25*49 2 =0,262 з=0,845
Площадь сечения продольной арматуры А тр s =M/зRh 0 = 1632000/0,845·49·3650=10,79см 2 принимаем 2Ш18 А-Ш и 2Ш20 А-Ш А s =11,37 см 2 >10,79см 2
Количество арматуры во втором пролете:
A 0 =M/г b 2 bh 0 2 =1200800/0,9*115*25*49 2 =0,193 з=0,8916
А тр s =M/зRh 0 = 1200800/0,8916·49·3650=7,531см 2
А 0 =2104100/0,9·115·25·49 2 =0,337, з=0,785
A s тр =2104100/0,785·49·3650=14,98 см 2 , принимаем 2Ш32 А-Ш с A s =16,08 см 2 >14,98см 2 .
На части первого пролета, где отсутствуют отрицательные моменты устанавливаем конструктивно 2 Ш12 А-Ш с А s =2,26см 2
2.5 Расчет прочности ригеля по наклонным сечениям
Проверяем условие для предельного значения поперечной силы:
? щ1 =1+5*б*м щ =1.08; ?b 1 =1-в*R b =0.8965;
м щ =A sw /b*S=1.01/25*18=2.24*10 -3 ;
SЎЬ1/3*h=1/3*55=18см шаг хомутов у опоры.
? щ1 = 1+5*7,407*2,24*10 -3 =1,083<1,3;
?b 1 =1-в*R b =0.8965; где в =0,01 коэфициент принимаемый равным для бетона: тяжелого и мелкозернистого-0,01 легкого-0,02
203,41кН<0,3*1,083*0,8969*0,9*11,5*100*25*49=369,297кН
требуемое условие выполняется , обеспечивается прочность бетона по сжатой полосе между наклонными трещинами от действия наклонных сжимающих усилий.
Проверяем условие необходимости расчета наклонных сечений:
QЎЬ?b 3 (1* ? n )*R bt *b*h 0 , где ?b 3 -0,6 для тяжелых бетонов.
Q=203.41kH>0.6*1.5*0.9*0.9*100*25*49=89.302kH т.е. расчет по прочности необходим, а поперечная арматура устанавливается по расчету.
Ригель армируют сварными каркасами . Наибольший диаметр продольной арматуры Ш33 мм. Из условий свариваемости поперечных стержней с продольными при точечной сварке диаметр поперечных стержней принимают равным 8 мм. с A s w =0.503 см 2 при классе А-III R sw =175 МПа.
Требуемая интенсивность поперечного армирования:
q sw =Q 2 /4* ?b 2 *b(1+ ? n )*R bt *h 0 2 = 203410 2 /4*2*1.5*0.9*0.9*100*25*49 2 = 709.165H/cm.
S=R sw *A sw *n/q sw =175*100*0.503*2/709.163=24.825cm где n=2- число
поперечных стержней расположенных в одном сечении.
Условия шага поперечных стержней: S=h/3=55/3=18 см, на приопорном участках длиной l/4 принят шаг S=18 см, в средней части пролета шаг
Участок ригеля слева от 1-ой промежуточной опоры «В»
Q? 0.3*ц w1 * ц b1 * R b * b*h 0 =369.297kH
289.66кН<369.297kH-условие выполняется.
QЎЬц b 3 (1+Q n )* R bt * b*h 0 =89.302kH.
289.66kH>89.302kH- условие выполняется.
q sw =Q 2 /4* ?b 2 *b(1+ ? n )*R bt *h 0 2 = 289660 2 /4*2*1.5*0.9*0.9*100*25*49 2 = 1438,065H/cm.
S=R sw *A sw *n/q sw =175*100*0.503*2/1438,065=12,24cm ,
на приопорном участке длиной l/4 принят шаг S=12 см.
Q? 0.3*ц w 1 * ц b 1 * R b * b*h 0 =369.297kH
254,89кН<369.297kH-условие выполняется.
QЎЬц b 3 (1+Q n )* R bt * b*h 0 =89.302kH.
254,89kH>89.302kH- условие выполняется.
q sw =Q 2 /4* ?b 2 *b(1+ ? n )*R bt *h 0 2 = 254890 2 /4*2*1.5*0.9*0.9*100*25*49 2 = 1113,54H/cm.
S=R sw *A sw *n/q sw =175*100*0.503*2/1113,5=15,8cm ,
на приопорном участке длиной l/4 принят шаг S=15 см
Точки пересечения огибающий эпюры изгибающих моментов с горизонтальными линиями значений M сеч называются точками теоретического обрыва стержней рабочей продольной арматуры в пролете.
Обрываемые стержни должны быть заведены за точки теоретического обрыва на длину W, на протяжении которой в наклонных сечениях отсутствие обрываемых стержней компенсируется поперечной арматурой. На основании вышесказанного, а так же условия анкеровки обрываемых стержней в бетоне длина заделки - W принимается равной большему из двух значений:
где Q- расчетная поперечная сила в точке теоретического обрыва продольного стержня;
Q 0 - поперечная сила, воспринимаемая отгибами в месте теоретического обрыва;
Q sw - усилие на единицу длины балки, воспринимаемого поперечными стержнями и определяемое по условию сопротивления их изгибающему моменту в наклонном сечении по формуле:
q sw =R sw A sw /S, где d- диаметр обрываемого стержня; S- шаг поперечных
стержней; A sw - площадь сечения поперечных стержней в одной плоскости. Эпюра материалов в месте теоретического обрыва стержней имеет ступенчатое очертание. Если эпюра арматуры значительно отходит от эпюры М -избыточный запас прочности (избыток растянутой арматуры); если она пересекает эпюру М , то прочность сечения недостаточна.
Продольная рабочая арматура 2Ш32 А-111 и 2 Ш 25 А-111 с A s =28,4 см 2 . Коэффициент армирования
м= A s /bh 0 =28,4/25·49=0,0232.о=0,0232*365/0,9*11,5=0,8181
M сеч =R s A s оh 0 =28.4*365*100*0.5909*49=300.138 кН.
Изгибающий момент воспринимаемый сечением в пролете ригеля
M сеч =R s A s оh 0 = 369*100*16.08*0.7726*50=226.727 кН.
Определяем параметры для второго пролета:
Арматура продольная рабочая 2 Ш20 и 2 Ш18 А s =11,37 2
Изгибающий момент воспринимаемый сечением в пролете ригеля
M сеч =R s A s оh 0 =11,37*365*100*0.8364*49=170.084 кН.
Изгибающий момент воспринимаемый сечением в пролете ригеля
M сеч =R s A s оh 0 =6,28*365*100*0.9148*52=109.039 кН.
Определяем величину анкеровки обрываемых стержней W:
W=Q/2*q sw *0.5*d где Q-расчетная поперечная сила в точке
теоретического обрыва продольного стержня, q sw - усилия на единицу длинны балки, воспринимаемое поперечными стержнями и определяемое по условию сопротивления их изгибающему моменту в колонном сечении
Первый пролет: W=20*d=20*25=500mm при d=25мм.
Второй пролет:W=20*d=20*18=360mm при d=18мм.
Участок слева от 1-ой промежуточной опоры «В»
Арматура продольная рабочая 2 Ш32 А s =16,08см 2
Изгибающий момент воспринимаемый сечением в пролете ригеля
M сеч =R s A s оh 0 = 369*100*16.08*0.7726*50=226.727 кН. Арматура 2 Ш32
обрывает в пролете согласно эпюре материалов.
В верхней зоне сечения устанавливается конструктивная арматура 2Ш12 А s =2.26 см 2 которая доводится до крайней опоры.
M сеч =R s A s оh 0 = 369*100*2,26*0.9694*52=41.528 кН.
Участок справа от первой промежуточной опоры «В».
Арматура продольная рабочая 2 Ш32 А s =16,08см 2
Изгибающий момент воспринимаемый сечением в пролете ригеля
M сеч =R s A s оh 0 = 365*100*16.08*0.7726*50=226.727 кН.
В верхней зоне сечения ригеля устанавливается арматура 2Ш22 с А s =7.6 см 2
M сеч =R s A s оh 0 = 365*100*7,6*0.8959*51,5=127,989 кН.
Определяем величину анкеровки обрываемых стержней W:
Ригель опирается на консоли колонн.
Расстояние между центрами тяжести закладных деталей ригеля на опоре: Z=55-4=51 см.
Площадь сечения верхних стыковых стержней: A s =N/R s =412569/365·100=11.3 см 2
Принято 2Ш28 А-lll, с А s =12,32 см 2 , которые пропускают через заделанные в колонны трубки Ш40 мм.
Требуемая длина сварных швов при K f =(1/4)28=7 мм. R uf =180 МПа.
?l w =г i N/в f K f R uf =1.3·412569/0.85·0.7·180·100=50.078 см.
На один стержень при двусторонней приварке двух стержней приходится:
L w =50,078/2·2=12.52 см., с учетом непровара по концам принимается l w =15 см, что больше l w . min =5d=5·2.8=14 см.
Длина стыковых стержней: l=h c +2l w +2Д=40+2·15+2·1.5=73 см,
где Д=15 мм- зазор между колонной и торцом ригеля ;
Площадь стыковой пластинки ригеля: A=N/R y г c =412569/225·100=19.19 см 2 ;
Толщина пластинки t=A/b p =19.19/25=0.767 см 2 ; принимают t=10 мм. На консоли колонны принята такая же пластинка t=10 мм .
Длина швов прикрепления ригеля к опорной пластинке консоли K f =10 мм (как для необетонированных стыков):
?l w =1.3(N-T)/0.7K f R yf =1.3(N-Q·f)/0.7K f R yf =
=1.3(412569-289660·0.15)/0.7·1*180·100=38.08 см.
где T=Q f - сила трения; f=0.15- коэффициент трения стали о сталь;
Длина шва с каждой стороны ригеля с учетом непровара: l w 1 =?l w /2+1=38.08/2+1=20.04см.
3. Расчет колонны со случайным эксцентриситетом
3.1 Расчет и конструирование колонны
Место строительства г. Новосибирск.
Сетка колонн внутреннего каркаса BЧL=6.6Ч6.4 м.
Временная полезная нормативная нагрузка на перекрытие 5000 Н/м 2 . Высота этажей Н=3.8 м.
Колонна проектируется из бетона класса В15, продольная рабочая арматура из стали класса А-lll, поперечная арматура колонны - класса А-l. Продольная и поперечная арматура колонны - класса А-ll.
Расчетные характеристики материалов: Бетон класса В15, R b =8.5 МПа., R bt =0,75МПа, г b 2 =0,9; Арматура класса А-lll, R cs =365 МПа-при диаметре 10-40 мм ; Класс А-l, Rcs=225 МПа; Rsw=175 МПа; Класс А-ll, Rcs=280 МПа, R sw =225 МПа, Rs=280МПа. Принимаем г n =0.95.
3.1.3 Эскизная проработка конструкции колонны
Длину колонны членим на отдельные сборные элементы длиной в два этажа с устройством стыков на расстоянии 0,5 м от уровня верха перекрытия, для удобства выполнения мотажных работ. Принимаем ширину поперечного сечения колонны равным 400*400 мм, по всему стержню колонны и изменяем лишь по этажам зданий сечение арматуры или класс бетона.
Грузовая площадь от перекрытия и покрытия равна 42.24 м 2 при сетке колонн 6.6Ч6.4.
Расчетная длина колонны в пределах первого этажа равна
l 0 =1(h эт +0,6-h n -0.5h р )=1(3.8+0,6-0,2-0,5·0,55)=3.925 м.
где 0,6 м - расстояние от обреза фундамента до уровня чистого пола; h n - высота сечения панели; h р - высота сечения ригеля .
Таблица 4.Нагрузки на колонну от покрытия.
утеплитель керамзит д=0,18 м, г=6 кН/м 3
нормативная нагрузка от собственного
нормативная нагрузка от собственного
Таблица 5.Нагрузка на колонну от междуэтажного перекрытия
от конструкции пола и панелей перекрытия
(расчетная нагрузка 1 м 2 перекрытия-4.134 kН/м 2 )
от собственного веса ригеля-3.78k Н/м
Размеры поперечного сечения bЧh=40Ч40 см., длина колонны в пределах одного этажа H=3.8 м., собственный расчетный вес колонны
G k =bhHгг f =0.4·0.4·3.8·25·1.1=16.78 кН.
Таблица 6.Расчетная нагрузка на колонну.
3.3 Подбор площади сечения арматуры
Расчет колонны в пределах первого этажа.
Расчетные нагрузки: N=1705.145 кН-полная, N ld =1447.481 кН- длительная.
N 1 =1705.145·0.95=1619.888 кН; N ld '=1447.481·0.95=1375.107 кН.
Определяем отношение N ld '/ N 1 =1375.107/1619.888=0,84; гибкость колонны л=l 0 /h=392.5/40=9.81>4 необходимо учитывать прогиб колонны.
Величина случайного эксцентриситета е а =h/30=40/30=1.33 см, менее 1/600*l 0 =392.5/600=0.654 и менее 1 см.; принимаем большее значение е а =1.33. При l 0 ?20h;392.5см?20·40=800 см и нулевых расчетных эксцентриситетах (при М=0; е 0 =0), элементы прямоугольного сечения с симметричной арматурой из стали классов А=l,А=ll,А=lll разрешается рассчитывать как центрально сжатые.
Сначала определяем размеры поперечного сечения колонны, принимая коэффициенты з=1 при h>200 мм. м=0,01, ц=1.по формуле:
A=N/зц(R b ·г B2 +мR sc )=1619888·0.01/1·1(0.9·11.5+0.01·365)=1453.529 см 2 .
Определяем размеры колонн, первоначально принятые bЧh=40Ч40, A=b·h=40·40=1600 см 2 .
3) при l 0 /h=9,813 и N ld '/ N 1 =0,8489, ц b =0.8946
4) принимаем м+м'=0.01и А ms ?1(A s +A s ')/3
5) при l 0 /h=9.813 и N ld '/ N 1 =0,8489 и А ms ?1(A s +A s ')/3; ц=0.9039
6) б=(R sc /R b ) (м+м')=(365/8.5*0,9)*0.01=0.4771
7) ц=0.8946+2(0.9039-0.8946)·0.4771=0.9035<0.9039
8) A s +A s '=1619888/1·0.9035·365*100=15.586 см 2
9) м+м'=15.586/1600=0,01, что равен первоначально принятому м+м'=0.01
Подбираем площадь сечения арматуры для 2-го этажа колонны:
N 1 =1235,404·0.95=1173,634 кН; N ld '=1053.772·0.95=1001,83 кН.
3) при l 0 /h=9,5 и N ld '/ N 1 =0,853, ц b =0.8972
4) принимаем м=0.01и А ms ?1(A s +A s ')/3
5) при l 0 /h=9.5 и N ld '/ N 1 =0,853 и А ms ?1(A s +A s ')/3; ц=0.9054
6) б=(R sc /R b ) (м+м')=(365/8.5*0,9)*0.01=0.4771
7) ц=0.8972+2(0.9054-0.8972)·0.4771=0.905<0.9054
8) A s +A s '=1173634/1·0.905·365*100=1,995 см 2
Полученные значения м+м'=0,0012> м min +м min '=0.001
ц=0.8972+2(0.9054-0.8972)·0.0573=0.8981<0.9054
A s +A s '=1173634/1·0.8981·365*100-1600*8.5/365=2,27 см 2
м+м'=2.27/1600=0,0014 что близко к м=0,0012.
Принимаем для армирования колонны в пределах второго этажа 4Ш14 А-lll с А s =6,16 cм 2 .
В пределах первого этажа 4Ш18 А-lll с А s =10,18 cм 2 и 4Ш14 А-Ш, A s =6.16 см 2 .
Фактическая несущая способность колонны сечением 40Х40:
N fc =з*?(R b * гb2 *A+R s (A s +A s `))=1*0.9035(8.5*0.9*100*1600+365*100*15.
7)=1623634.6H=1623.635kH>1619.888kH
Колонны 3-4 этажей армируем конструктивно 4 Ш10 А-Ш A s =3.14см 2
3.4 Расчет колонны в стадии транспортировки и монтажа
Расчет производим для колонн 3, 4-го этажей.
Исходные данные: длинна колонны L=7,6 м, размеры сечения 40*40, амарматура 4d8 A-III, A s =2,01, R sc =365 МПа, класс бетона В 15, Rb=8,5 МПа, г b 2=0,9, a=a 1 =4 см.
В период транспортировки колонна опирается на подкладки, установленные на расстоянии 1,5 м от торца элемента (рис 3.1).
Подъем сборного элемента при монтаже осуществляется стропом за консоль. В момент подъема сборного элемента, захваченный за консоль на расстоянии 1,9 м от верхнего торца, нижним шарниром опирается на горизонтальную площадку (рис 3.2).
Расчетная линейная нагрузка от собственного веса колонны при г f =1 и коэффициента динамичности при монтаже К d =1,4 и К d =1,6 - при транспортировке.
g k m =b*h*г*гf*К d =0,4*0,4*25*1*1,4=5,6 кН/м;
Нагрузка от собственного веса колонны в начальный момент ее подъема из-за незначительного угла наклона к горизонту принимается равной g k m .
Изгибающие моменты в характерных точках сечения колонны при транспортировке равны:
опрный М м оп =g k T *l k 2 /2=(6,4*1,5 2 )/2=7,2 кНм;
пролетный М Т пр =g k T (l пр 2 /8-l k 2 /2)=5,6(5,7 2 /8-1,9 2 /4)=17,689 кНм;
Определяем момент который может воспринимать колонна при транспортировк и монтаже:
М сеч =R s A s Z s =365*1,57*32=1833760 Нм=18,339 кНм;
Прочность сечения обеспечина, т. к. М сеч =18,338>М Т пр =17,689>М м пр =9,7 кНм.
Исходные данные: бетон В15, арматура класса А-ll, ширина консоли равна ширине колонны b с =40 см, ширина ригеля b=25 см. Максимальная расчетная реакция от ригеля перекрытия при г n =0.95.
Q=4134+3782/6,4+6000*6,4*3,3*0,95=215185
Определяем вылет консоли из условий смятия под концом ригеля
l p m =Q/b риг R b г b 2 =215185/0.75*8.5*100*25=13.5cm.
с учетом зазора вылет консоли l c = l p m +5=13.5+5=18 cм принимаем 20 см.
Определяем расстояние а от точки приложения опорной реакции Q до грани колонны: а= l c -l pm /2 =20-13.5/2=13.24 cм.
h 0 =vQa/1.5R b b k =v215185·13.24/1.5·0.9*0.75·100·40=26.532/
Максимальная высота h 0 =Q/2.5R bt b k =215185/2.5·0.75·100·0.9·40=31.879 cм принимаем 32 см.
Полная высота сечения консоли у основания h=32+3=35 см. принимаем h=40 см. при этом h oc =40-3=37 см.
Высота свободного конца консоли, если нижняя грань ее наклонена под углом г=45 0 , (tg45 0 =1): h 1 =h-l c tg45=40-20·1=20 см>40/3=13.33см .-условие удовлетворяется.
Расчет арматуры консоли. Расчетный изгибающий момент по формуле
М=1,25Q(l c -(Q/2bR b г b2 ))=1.25·215185(20-(215185/2·25·8.
Конструирование многоэтажного здания дипломная работа. Строительство и архитектура.
Реферат: College Sports Essay Research Paper Parents that
Лига наций
Реферат: О проблемах отношений в семьях, имеющих детей с отклонениями в развитии
Найти Эссе
Сочинение На Тему Почему Я Хочу Собаку
Сочинение 2 Класс
Реферат: Лицензирование при экспорте и импорте товаров
Реферат: Тайные общества Средних веков
Расчетно Кассовое Обслуживание Банков Реферат
Ницше Полное Собрание Сочинений Скачать
Мышечная Система И Ее Функции Реферат
Курсовая работа: Восточно-Сибирский крупный экономический район. Скачать бесплатно и без регистрации
Эссе Я Предприниматель По Экономике
Дипломная Работа На Тему Эволюция Внешнеполитического Курса России В Отношении Со Странами Евросоюза С 1992 По 2007годы
Спецификация Итоговых Контрольных Работ 3 Классе
Дипломная работа: Гражданско-правовая ответственность за вред причиненный источником повышенной опасности
Контрольные Работы По Биологии Беларусь
Реферат На Тему Дорога
Реферат по теме Виды заработной платы и формы оплаты труда
Реферат: Organized Religion Essay Research Paper When one
Зарождение и создание теории действительного числа - Математика реферат
Тип Иглокожие - Биология и естествознание презентация
Нормы российского законодательства, устанавливающие и защищающие право частной собственности - Государство и право дипломная работа