Xreferat.com » Рефераты по строительству » Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания

Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания

Министерство образования и науки Украины

Одесская государственная академия строительства и архитектуры

Кафедра железобетонных и каменных конструкций


ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту по предмету:

«Железобетонные и каменные конструкции»

на тему: «Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания»


Одесса 2010


Оглавление


Сбор нагрузок

Расчёт и конструирование монолитного ребристого перекрытия

Расчёт монолитной железобетонной плиты перекрытия

Расчёт и конструирования второстепенной балки

Расчёт и конструирование монолитной железобетонной колоны

Расчёт и конструирование фундамента


1. Сбор нагрузок


Таблица 1

Нагрузка от веса конструкции совмещённой кровли на 1 м2

Вид нагрузки Характер. значение нагрузки на кН/м2

Коэф. Надёжности по нагрузке,

ϒfm

Предельно расчётное значение нагрузки, кН/м2

1. Рулонная кровля , 3слоя рубероида на битумной мастике

0,15 1,2 0,18

2.Цементно-песчаный раствор

δ=30 мм, γ=18кН/м3

0,54 1,3 0,702

3.Утеплитель из пенобетона

δ=20 мм, γ=5кН/м3

1 1,2 1,2

4.Пароизоляция 1 слой рубероида

0,05 1,2 0,06

5. Ж/б плита δ=70 мм, γ=25кН/м3

1,75 1,1 1,925
Суммарная постоянная нагрузка gn=3,49 - g=4,07

6.Снеговая нагрузка

Pn=0,88 1,14 p=1

Итого

рn + gn=4.37

-

p+g=5,07


Таблица 2

Нагрузка от веса конструкции перекрытия на 1 м2

Вид нагрузки Характер. значение нагрузки на кН/м2 Коэф. Надёжности по нагрузке, ϒfm Предельно расчётное значение нагрузки, кН/м2

1.Керамическая плитка

δ=10 мм, γ=19кН/м3

0,19 1,1 0,21

2.Цементо-песчаный раствор

δ=20 мм, γ=18кН/м3

0,36 1,3 0,47

3.Звукоизоляция

δ=30 мм, γ=18кН/м3

0,36 1,3 0,47

4.Ж/б плита δ=30 мм, γ=18кН/м3

1,75 1,1 1,925
Суммарная постоянная нагрузки gn=2,66 - g=3,08

5.Временная полезная нагрузка

рn=4 1,2 р=4,8

Итого

рn + gn=6,66

-

p+g=7,88


2. Расчёт и конструирование монолитного ребристого перекрытия


2.1 Расчёт монолитной железобетонной плиты перекрытия


Определение расчётных пролётов

Для расчётов плиты условно выделим полосу шириной b= 100 см и рассмотрим её как многопролётную не разрезную балку. Опорами которой, является второстепенные балки. Для определения расчётных длин задаёмся размером второстепенной балки.

Высота h=(Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания)ЧLвт. балк =Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания)Ч6000 = 500…333 мм

принимаем h =450 мм.

Ширина b=Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания)Чhвт.балк. = Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания)Ч450 = 225… 150 мм

принимаем b= 180мм.

Плиты опёртые на стены на 120мм – это расстояние от края стены до конца заделки плиты.

Расчётные длины плиты:

Крайний расчёт пролёта плиты – это расстояние от грани второстепенной балки до 1/3 площади опирания .

Крайние L1=1800мм, L0.1= L1+ Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания = 1800 +Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания =Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания мм;

средний расчётный пролёт плиты – это расстояние в свету между гранями второстепенных балок.

среднее L2= L0.2 -2ЧПроектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания = 2000-2ЧПроектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания = 1820 мм.

На рис. 1 изображена расчётная разбивка плиты перекрытия.


Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания

Рис. 1 Геометрические размеры и эпюра изгибающих моментов плиты


Вычисление расчётных усилий

Определяем изгибающий моменты в наиболее опасных сечениях плиты.

Момент в первом пролёте:


Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания


Момент в средних пролётах:


Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания


Момент на опоре С и В:


Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания

Mcsyp= -ML2= -1,63


Определение минимальной толщины плиты

Необходимой толщиной плиты задаёмся с экономических размышлений % армирования плиты в пределах Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания=0,5-0,8 % применяем Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания=0,8% по maх пролётном момента. Mmax =ML,ex =2,19 кН/м при b=100 см.

Полезная высота сечения плиты при


ξ= μ*RsRb*γb2=0.00836514.5*0.9=0.22Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания


где Rb=14.5 МПа - расчётное сопротивление бетона на сжатие ( для класса В-25);

Rs=365 МПа расчётное сопротивление арматуры при растяжении (для класса А 400С);

γb2 =0.9 – коэффициент условия работы бетона.

Используем таблицу коэффициентов для расчёта изгибающих элементов армированных одиночной арматурой, по величине ξ находим соответствующие ему коэффициент αm=0,196

Определяем полезную расчётную высоту сечения плиты(min 6 см)


Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания


Полная высота плиты (округляем до 1 см)

h= h0 +1.5=2,28+1,5=3,78 см применяем h= 6 см ;

Тогда рабочая толщина плиты h0=6-1,5=4,5 см.

Выбор площади сечения арматуры в плите показан ниже в таблице 3.


Подбор арматуры плиты перекрытия

Сечение М, кН*см

Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания

ξ

Необходимая арматура

Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания

Необходимая арматура





Количество и тип сеток As,, см2
Пр1 219

Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания

0,952

Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания

Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания

1,70
Оп В 228

Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания

0,955

Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания

Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания

1,70
Пр2 163

Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания

0,966

Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания

Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания

1,13
Оп С 163

Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания

0,966

Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания

Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания

1,13

1.2 Расчёт и конструирования второстепенной балки


Второстепенные балки монолитного ребристого перекрытия по своей статистической схеме представляет собой многопролётные неразрезные балки


Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания

Рис.2 Геометрические размеры и опоры усилий второстепенной балки.


Расчёт таких балок, выполняется так же как и для плит, учётом перераспределения в следствии пластических деформаций. Для вычисления пролётов второстепенных балок задаёмся размерами главноё балки:

высотой:

hгл.б.=(1/10….1/16)lгл.б.=(1/10….1/16)*600=60…37.5 см.

принимаем hгл=50 см

считаем ширину bгл.б=(1/2….1/3)hгл.б=(1/2….1/3)*50=25…16 см.

принимаем Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания=25 см.

Расчётные пролёты второстепенных балок

L0.0=6000 - 125 - 200 +Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания =5760 мм

L0.1=6000-250 = 5750 мм

Расчёт нагрузки на 1 м погонный балки постоянная:

Постоянная нагрузка от плиты и пола:

q = 3.08 кН/м2

b = 2 м

qпл =3,08Ч2= 6,16 кН/м

от собственного веса второстепенной балки :


qвт.б.=( hвт.б. –hпл. )Ч bвт.бЧПроектирование железобетонных конструкций многоэтажного зданияЧ γfm = (0,45 – 0,06) Ч25Ч0,18Ч1,1= 1,9305 кН/м


где:

Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания- удельный вес железобетона 25 кН/м3

b - ширина второстепенной балки

γfm – коэффициент надёжности по нагрузки 1,1

полезная нагрузка:


pпол = р + b =4Ч2 =8 кН/м


полная расчётная нагрузка на 1 погонныё метр :


q = qпол +pпол = 8+8,0905 =16,095 кН/м


Вычисление расчётных усилий.

У статистических расчётов второстепенных балок с разными пролётами или такими, которые отличаются не более чем 20%, расчётные моменты определяют, используя метод гранитного равновесия.

Момент в первом пролёте:


M1=Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания кН*м


Момент на опоре В:


Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания


Момент в средних пролётах и на опоре С:


M2=Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания кН*м


Мс=- 33.25 кН ·м

Определение поперечных сил Q

на крайней опоре:

QА=(qЧа1)= 16.0905 Ч 5.76x0.4=37.07 кН

на средней опоре:

QB=-(qЧа2)= 16.0905 Ч 5.75x0.6=-55.51 кН

в остальных опорах:

QB=(qЧа3)= 16.0905 Ч 5.75x0.5=46.26 кН

Уточнение размеров второстепенных балок.

Необходимой толщиной плиты задаёмся с экономических размышлений % армирования плиты в пределах µ=0,8-1% принимаем µ=0,8% по max пролётном моменте. Mmax=M1= 64.97кН/м при b =100 см.

Полезная высота сечения плиты при

ξ =μ*(RS/RB*γb2)=0.01*(365/14.5*0.9)=0.279

где Rb=14.5 МПа - расчётное сопротивление бетона на сжатие ( для класса В-25);

Rs=365 МПа расчётное сопротивление арматуры при растяжении (для класса А 400С);

γb2 =0.9 – коэффициент условия работы бетона.

Используем таблицу коэффициентов для расчёта изгибающих элементов армированных одиночной арматурой, по величине ξ находим соответствующие ему коэффициент αm=0,241


Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания


b- ширина второстепенной балки

Полная высота сечения

h= h0 +а=29.25+3=32.35 см ;

принимаем h = 35см и b = 18 см


Подбор арматуры плиты перекрытия

Сечение М, кН*см

Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания

ξ

Необходимая арматура

Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания

Необходимая арматура





Количество и тип сеток As,, см2
Пр1 4853

Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания

0,9036

Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания

4014 6.16
Оп В 4844

Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания

0,9036

Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания

3016 6.03
Пр2 3325

Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания

0,9364

Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания

4012 4.52
Оп С 3325

Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания

0,9364

Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания

3012 3.39

Расчёт наклонных сечений на поперечную силу:

При максимальном диаметре продольной арматуры Ш14 из условия свариваемости принимаем для расчёта поперечную арматуру, принимаем Ш6А240С (Аsw1= 0.283см2) при 2-х каркасах (n=2) (Аsw=2 ЧАsw1=2Ч0.283=0.566 см2)

По конструктивным требованиям шаг поперечных стержней:


Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного зданияПроектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания

Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного зданияПроектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания


Проверяем условия по проценту армирования:


Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания


Определяем единичные усилия воспринимаемые поперечными стержнями


Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания


Rsw=175 МПа

Длина проекции наибольшего невыгодного сечения


Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания


h0=h-a=30-3=27см, с≤2h0

Определяем усилие, воспринимаемое поперечными стержнями

Qsw= qsw Ч c=660,3Ч107,4=70916=70,92kH

Определяем усилие, воспринимаемое бетоном


Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания


Определяем условие прочности


Qmax< Qsw+ Qb


74,3kH<70,92+70,95=141,87 kH Поперечная арматура для второстепенной балки применяется Ш6А240С с шагом S1 =15cм на приопорных участках длиной 1/4длины пролёта, а в середине пролёта с шагом S2=30см.


2. Расчёт и конструирование монолитной железобетонной колоны


Исходные данные:

бетон класса В30; Rb=17 МПа;

арматура продольная класса А400С, Rs=365 МПа;

арматура поперечная класса А240С;

высота этажа Нэт=4,2 м;

Выбор расчётной схемы

Закрепление колоны первого этажа при вычислении расчётной длины и коэффициента продольного отгиба φ принимают шарнирно-неподвижным на уровне перекрытия и защемлённой в соединении с фундаментом.

Вычисление усилий в колоне первого этажа

Нагрузка на колону передаётся от главных балок с учётом их нераздельности. Постоянная нагрузка составляется с собственного веса элементов перекрытия и веса колон. Временная нагрузка вычисляется из условия технологического процесса и принимается в соответствии к заданию на курсовой проект.

Собираем грузовую площадь на колону:

Агр=6Ч6=36 м2

Расчётная длина колоны

L01=hэт+0,15=4,2+0,15=4,35 м; L02= L03= L04=4,2 м.

Сечение колоны принимаем 400Ч400 мм

Вычисление нагрузок на колону

Вес колон 1-й этаж

G1c =acol*bcol*l01 *ρ*yfm=0.4*0.4*4.35*25000*1.1=17.4 кН

2-ой этаж

G2c….. G4c=0.4*0.4*4.2*25000*1.1=14.4+3*16.8=16.8 кН

Общий вес колон

Gc=Σ Gnc= G1c+(n-1)* G2c=17.4+3*16.8=67.8 кН/

Расчётные нагрузки.

1.от веса покрытия

Gпок=gпок*Агр=4,07*36=146,52 кН

2.от веса всех перекрытий

Gпок=gпер*Агр*(n-1)=3,08*36*3=332,64 кН

3.от веса второстепенных балок

Gвт.бал.=n(bвт.бал.*lвт.б.*3*γfm)=4(0.35*0.18*6*25*3)=113.4 кН

4.от веса главных балок

Gгл.бал=4(0,5*0,25*6*25)=75кН

Итого :

G=ΣG=67.58+146.52+332.64+113.4+75=735.14 кН

Кратковременная нагрузка

P=4*36+0.7*36=169.2 кН

Полная нагрузка:

Ntot=G+P=735,14+169,2=904,34 кН

Площадь поперечной арматуры при φ= 0,9


As.tot=((Ntot/φ)-Rb*acol*bcol))/Rsc=((90434/0.9)-1700*40*40)/36500= -71.76 см2.


Армирование принимаем конструктивно :

Продольную арматуру колоны колонн на всех этажах принимаем 4Ш16А400С2.

Поперечную арматуру принимаем конструктивно, из условия свариваемости Ш6. Шаг поперечных стержней назначаем в пределах:

S≤(15…20)d и S = 200


3. Расчёт и конструирование фундамента


Исходные данные:

Бетон класса В20 Rb=11.5 МПа, Rbt=0.9 МПа

Арматура класса А400С, Rs=365 МПа

Расчётное сопротивление грунта R0=0.2 МПа

Глубина сезонного промерзания грунта Hr=0.63см

Вычисление размеров подошвы фундамента

Плаща подошвы фундамента вычисляется по формуле:


Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания


Где Nn=Ntot/1.1=904.34/1.1=822.13 кН продольное усилие по второй группе предельных состояний передаваемое фундаменту колонной;

γm =20 кН/м3 средний вес единицы объема фундамента и грунта над ним;

H1=mzHr=0.7Ч0.9=0.63 см глубина заложения фундамента.


Таким образом:

Af=822.13*103/(0.2-0.02*0.63)*106=4.39 м2

Размеры подошвы фундамента в плане принимаются кратными 30см

af=bf=Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания

Принятые размеры af=bf=2,1 м Af=af*bf=4.41м2

Вычисление высоты фундамента

Рабочая высота разреза плитной части фундамента вычисляется из условия продавливания по формуле:


Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания


Где N= 904,34 kH продольное усилие, которое действует с коэффициентом надёжности по нагрузке γm>1;

Давление на грунт под подошвой фундамента от действия продольного расчётного усилия вычисляется по формуле:

P=N/Af=904.34/4.41=205.07 кН/м2=0,20507 МПа

Таким образом


H0=0.5*Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания=0.452329315-0.2=0.252 м.


Полная высота фундамента при наличии бетонной подготовки вычисляется по формуле:

Н=Н0+а =25+3,5=28,5 см

Оптимальную высоту фундамента, исходя уз условия конструирования

Нmin=bcol+25=30+20=55см, принимаем Н=60 см выполняет его двухступенчатых с высотой ступеней по 30см

Вычисление изгибающих моментов

В разрезе 1-1

M1=0.125*p*(af-acol)2*bf=0.125*0.205(210-40)2*210*102=15551812.5 кН*см.

В разрезе 2-2

M1=0.125*p*(af-a1)2*bf=0.125*0.319(210-110)2*210*102=5381250 кН*см.

Вычисление площади сечения арматуры

В разрезе 1-1

As1=M1/0.9*H0*Rs=15551812.5/0.9*365*56,5*102=8.4 см2

H0=60 – 3.5=56.5 см

В разрезе 2-2

As2=M2/0.9*H01*Rs=5381250/0.9*365*26,5*102=6,2 см2

h01=30 – 3.5=26.5 см

Количество рабочих стержней в каждом направлении вычисляем по большим значениям Аs=8,4 см2, исходя из максимального допустимого расстояния между стержнями S=20 см.

Таким образом

N=(af - 2*5/S)+1=((210-10)/20)+1=11 стержней

Принимаем 12стержней Ш14А400С, As=9,23 см2 с шагом 200см.

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Похожие рефераты: