Xreferat.com » Рефераты по строительству » Проектування залізобетонного каркасу

Проектування залізобетонного каркасу

Міністерство освіти і науки України

Одеська державна академія будівництва и архітектури

Кафедра: Процесів і апаратів в технології будівельних матеріалів


Розрахунково-графічна робота

на тему „Проектування залізобетонного каркасу


Виконав:

студент гр. ВБК-438

Довгань Д.Ю.

Перевірив: Коваль С.В.


Одеса 2008


Зміст


Вступ

1. Загальні данні для проектування

2. Компонування конструктивної схеми збірного перекриття

3. Розрахунок багатопустотної плити перекриття

3.1 Розрахунок багатопустотної плити по граничним станам І групи

3.2 Розрахунок багатопустотної плити по граничним станам ІІ групи

4. Розрахунок ригеля

4.1 Визначення зусиль в ригелі поперечної рами

4.2 Розрахунок міцності ригеля по перерізам нормальним до повздовжньої вісі

4.3 Розрахунок міцності ригеля по перерізам нахиленим до поздовжньої вісі

4.4 Конструювання арматури ригеля

5. Розрахунок колони середнього ряду першого поверху

5.1 Визначення зусиль в середній колоні

5.2 Розрахунок міцності середньої колони

5.3 Конструювання арматури колони

Література


Вступ


Залізобетонні конструкції являються базою сучасної індустрії. Поява та розвиток залізобетонних конструкцій нерозривно пов’язана з умовами розвитку матеріального життя суспільства, розвитком виробничих сил.

Залізобетон застосовують: в промисловому, цивільному, сільськогосподарському, енергетичному, транспортному, гідромеліоративному будівництві. Таке широке розповсюдження в будівництві залізобетон отримав внаслідок багатьох його позитивних якостей: довговічності, вогнестійкості, стійкості проти атмосферних впливів, високим опором статичним і динамічним навантаженням, малих експлуатаційних витрат на утримання будівель і споруд та ін. Наявність великих та мілких заповнювачів, у великих кількостях, які йдуть на приготування бетону, робить залізобетон доступним до застосування практично на всій території країни.

По способу зведення розрізняють: збірні залізобетонні конструкції, які виготовляються переважно на заводах будівельної індустрії і потім монтуються на будівельних майданчиках; монолітні, які повністю зводяться на місці будівництва; збірно-монолітні, в яких раціонально поєднується використання збірних залізобетонних елементів заводського виготовлення і монолітних частин конструкцій.

Багато аварій будівель і споруд відбувається через різні недоліки і помилки при проектуванні та будівництві залізобетонних конструкцій. Витрати на усунення цих негативних явищ, як правило, високі. Виходячи з наведених фактів , можна сформувати що перед сучасним будівництвом стоїть завдання: зниження вартості і матеріаломісткості залізобетонних конструкцій та підвищення їх надійності.

Збірні залізобетонні конструкції відповідають вимогам індустріалізації, хоча й монолітний залізобетон отримує все більше визнання в останні роки.

1. Загальні данні для проектування


Чотирьохповерхова каркасна будівля 2 класу відповідальності має розмір в плані 21,6х36м та сітку колон 5,4х6м. Висота поверхів 4,8м. Стінові панелі навісні з легкого бетону, в торцях будівлі замонолічуються сумісно з торцевими рамами, утворюючи вертикальні зв’язкові діафрагми. Нормативне значення тимчасового навантаження v=6500 Н/м2, короткочасного навантаження –1500 Н/м2, коефіцієнт надійності по навантаженню Проектування залізобетонного каркасу=1,2, коефіцієнт надійності по призначеннюПроектування залізобетонного каркасу=1.

Снігове навантаження – по ІІІ району (м. Лубни).

Температурні умови нормальні, вологість повітря 40%.


2. Компонування конструктивної схеми збірного перекриття


Ригелі поперечних рам – трьох прольотні, на опорах жорстко з’єднанні з крайніми та середніми колонами.

Плита покриття – багатопустотна плита шириною 1200 мм.

В повздовжньому напрямку жорсткість будівлі забезпечена вертикальними зв’язками, встановленими в одному середньому прольоті по кожному ряду колон. В поперечному напрямку жорсткість будівлі забезпечена по рамно-зв’язковій системі: вітрове навантаження через перекриття, які працюють як горизонтальні жорсткі диски, передається на торцеві стіни, які виконують функції зв’язкових діафрагм, та поперечні рами.


3. Розрахунок багатопустотної плити перекриття


Вихідні дані:

Поперечний прольот плит Проектування залізобетонного каркасум, повздовжній крок внутрішніх колон Проектування залізобетонного каркасум, нормативне значення тимчасового навантаження Проектування залізобетонного каркасуКН/м2.Несущими елементами перекриття є багатопустотна плита з круглими пустотами, яка має номінальну довжину 6,0 м, ширину 1,2 м, висоту 20 см, і багатопрольотний збірний ригель прямокутного перерізу. Плита опирається на ригель зверху. Діючі на перекриття навантаження вказані в табл. 3.1.


3.1 Розрахунок багатопустотної плити


Визначення навантажень та зусиль

Для встановлення розрахункового прольоту плити попередньо задаються розмірами перерізу ригеля Проектування залізобетонного каркасусм; Проектування залізобетонного каркасусм. При спиранні на ригель поверху розрахунковий проліт


Проектування залізобетонного каркасум.


Підрахунок навантажень на 1 м2 перекриття зведено в таблиці 3.1


Таблиця 3.1 – Нормативні і розрахункові навантаження на 1м2 перекриття

Навантаження Нормативне навантаження Н/м2 Коефіцієнт надійності по навантаженню Розрахункове навантаження, Н/м2

Постійне навантаження

Власна вага багатопустотної плити 2500 1,1 2750
Власна вага цементного розчину δ=20мм 440 1,3 570
Власна вага керамічних плиток, δ=13мм 240 1,1 264

Всього

3180


3584

Тимчасове навантаження

Тривало діюче 5000 1,2 6000
Короткочасна 1500 1,2 1800

Всього

6500


7800

Повне навантаження

Постійна і тривала 8180

-

-

Короткочасна 1500

-

-

Всього

9680

-

11384


Розрахункове навантаження на 1м при ширині плити 1,2м з урахуванням коефіцієнта надійності по призначенню будівлі γn=1:

- постійна

Проектування залізобетонного каркасу

- повна

Проектування залізобетонного каркасу

Проектування залізобетонного каркасу

Нормативне навантаження на 1м:

- постійна

Проектування залізобетонного каркасу

- повна

Проектування залізобетонного каркасу

в тому числі постійна і тривала

Проектування залізобетонного каркасу

Зусилля від розрахункових і нормативних навантажень

Від розрахункового навантаження


Проектування залізобетонного каркасу

Проектування залізобетонного каркасу


Від нормативного повного навантаження

Проектування залізобетонного каркасу

Проектування залізобетонного каркасу

Від нормативного постійного і тривалого навантажень

Проектування залізобетонного каркасу

Встановлення розмірів плити

Висота перерізу ребристої попередньо напруженої плити Проектування залізобетонного каркасусм, робоча висота перерізу Проектування залізобетонного каркасусм. Розміри: товщина верхньої та нижньої полок Проектування залізобетонного каркасусм. Ширина ребер: середніх–4 см, крайніх–4 см.

В розрахунках по граничним станам першої групи розрахункова товщина стисненої полки таврового перерізу Проектування залізобетонного каркасусм, співвідношення Проектування залізобетонного каркасу, при цьому в розрахунок вводиться ширина полки Проектування залізобетонного каркасусм; розрахункова ширина ребра Проектування залізобетонного каркасусм

Характеристика міцності бетону та арматури

Багатопустотну попередньо напружену плиту армують арматурою класу А-V з електротермічним натягненням на упори форм. До тріщиностійкості плити висувають вимоги 3-ї категорії. Виріб термічно оброблюється при атмосферному тиску.

Бетон важкий класу В25, який відповідає напруженій арматурі, нормативна міцність бетону Rbn=18,5 МПа, розрахункова Rbn=14,5 МПа, коефіцієнт умов роботи бетону γb2=1, нормативний опір при розтягу Rbth=Rbt,ser=1,6 МПа, розрахунковий Rbt=1,05 МПа, початковий модуль пружності бетону Еb=30000 МПа.

Передаточна міцність бетону Rbр приймається так, щоб при обтисканні співвідношення навантажень Проектування залізобетонного каркасу.

Арматура поперечних ребер – класу А-V, нормативний опір Rsn=785Мпа, розрахунковий опір Rs=680МПа, модуль пружності Еs=190000 МПа. Попередній натяг арматури приймають рівним Проектування залізобетонного каркасуМПа.

Перевіряємо виконання умови


Проектування залізобетонного каркасу:


при електротермічному способі натягу

Проектування залізобетонного каркасуМПа

Проектування залізобетонного каркасуМПа

умова виконується.

Розраховуємо граничне відхилення попереднього напруження при кількості напружених стержнів Проектування залізобетонного каркасу


Проектування залізобетонного каркасу


Коефіцієнт точності натягнення: Проектування залізобетонного каркасу. При перевірці по утворенню тріщин в верхній зоні плити при обтисненні приймають Проектування залізобетонного каркасу.

Попереднє навантаження з врахуванням точності натягу Проектування залізобетонного каркасуМПа.

Розрахунок міцності плити по перерізу, нормальному до повздовжньої вісі

Переріз тавровий з поличкою в стисненій зоні. М=56,097 кН . м

Переріз тавровий з полечкою в стисненій зоні розраховують


Проектування залізобетонного каркасу


Знаходимо з таблиці 3.1 [1] Проектування залізобетонного каркасу, Проектування залізобетонного каркасусм – нейтральна вісь проходить в межах стисненої зони, звідси Проектування залізобетонного каркасу.

Характеристика стисненої зони

Проектування залізобетонного каркасу

Гранична висота стисненої зони


Проектування залізобетонного каркасу


де Проектування залізобетонного каркасу - електро-термічнє напруження

Коефіцієнт умов роботи, що враховує опір напруженої арматури вище умовної границі текучості:


Проектування залізобетонного каркасу

де η=1,15 – для арматури класу А-V

Розраховуємо площу перерізу розтягнутої арматури


Проектування залізобетонного каркасу


Приймаємо 5Ш12 з площею Аs=5,65 см2

Розрахунок міцності плити по перерізу, нахиленому до повздовжньої вісі

Проектування залізобетонного каркасу кН

Вплив зусилля обжаття Проектування залізобетонного каркасу кН:

Проектування залізобетонного каркасу.

Перевіряємо, чи потрібна поперечна арматура по розрахунку.

Умова: Проектування залізобетонного каркасуН – задовольняється.

При Проектування залізобетонного каркасукН/м = 65Н/см і оскільки


Проектування залізобетонного каркасу


приймаємо Проектування залізобетонного каркасусм.


Друга умова: Проектування залізобетонного каркасуН;


Проектування залізобетонного каркасу


також задовольняється. Відповідно поперечної арматури по розрахунку не потрібно.

На приопорних ділянках довжиною Проектування залізобетонного каркасу арматуру встановлюємо конструктивно, Ш 4 Вр-1 з кроком Проектування залізобетонного каркасусм; в середній частині прольоту арматура не застосовується.


3.2 Розрахунок багатопустотної плити по граничним станам другої групи


Розрахунок геометричних характеристик приведеного перерізу

Кругле обертання пустот замінюємо еквівалентним квадратним з стороною:

Проектування залізобетонного каркасусм.

Товщина полок еквівалентного перерізу:

Проектування залізобетонного каркасусм.

Ширина ребра:

Проектування залізобетонного каркасусм.

Ширина пустот:

Проектування залізобетонного каркасусм.

Площа приведеного перерізу:


Проектування залізобетонного каркасу,


Проектування залізобетонного каркасусм2 (нехтують Проектування залізобетонного каркасу,тому що дуже мала величина).

Відстань від нижньої грані до центра ваги приведеного перерізу:

Проектування залізобетонного каркасусм.

Момент інерції (симетричного):

Проектування залізобетонного каркасу см4.

Момент опру перерізу по нижній зоні:


Проектування залізобетонного каркасу см3;


теж саме по верхній зоні Проектування залізобетонного каркасу см3.

Відстань від ядрової точки, найбільш віддаленої від розтягненої зони (верхньої), до центра ваги перерізу:

Проектування залізобетонного каркасусм; теж саме, найбільш віддаленої зони (нижньої):

Проектування залізобетонного каркасу см; відповідно


Проектування залізобетонного каркасу.


Відношення напруження в бетоні від нормативних навантажень та зусилля обтиску до розрахункового опору бетону для граничних станів другої групи спочатку приймають рівним 0,75.

Упругопластичний момент опору в розтягненій зоні:


Проектування залізобетонного каркасу см3,


при Проектування залізобетонного каркасу - для двотаврового перерізу при


Проектування залізобетонного каркасу.


Упругопластичний момент опору по розтягненій зоні в стадії виготовлення та обтиску Проектування залізобетонного каркасу см3.

Визначення втрат попереднього напруження арматури

Коефіцієнт точності натягу арматури приймають γsp=1

Втрати від релаксації напруження в арматурі при електродинамічному способі натягу

Проектування залізобетонного каркасу

Втрати від перепаду температури між арматурою, що натягнена і упорами σ2=0, так як при пропарюванні форма з упорами нагрівається разом з виробом.

Зусилля обтиску


Проектування залізобетонного каркасу


Ексцентриситет цього зусилля відносно центра ваги приведеного перерізу


Проектування залізобетонного каркасусм.


Напруження в бетоні при обтиску


Проектування залізобетонного каркасу


Установлюємо значення передатної міцності бетону з умови Проектування залізобетонного каркасу Проектування залізобетонного каркасуМПаПроектування залізобетонного каркасу, приймаємо Проектування залізобетонного каркасуМПа, звідси Проектування залізобетонного каркасу.

Розраховуємо стискаюче напруження в бетоні на рівні центра ваги напруження арматури від зусилля обтискання без врахування вигинного моменту від власної ваги плити

Проектування залізобетонного каркасу


Втрати від швидконатікаючої повзучості при


Проектування залізобетонного каркасу та при Проектування залізобетонного каркасу складає

Проектування залізобетонного каркасу


Перші втрати


Проектування залізобетонного каркасу


З урахуванням втрат σloc1 напруження σbp=3.59 МПа. Втрати від осадження бетону при Проектування залізобетонного каркасуМПа. Втрати від повзучості бетону при Проектування залізобетонного каркасу складають Проектування залізобетонного каркасуМПа.

Другі втрати


Проектування залізобетонного каркасуМПа


Повні витрати


Проектування залізобетонного каркасуМПа


Тобто більше встановленого мінімального значення втрат

Зусилля обтиску з врахуванням повних втрат


Проектування залізобетонного каркасу=276,68 кН


Розрахунок по утворенню тріщин, нормальних до повздовжньої вісі

При розрахунку до конструкції висунуто вимоги як для 3 категорії по тріщиностійкості та приймаємо наступні коефіцієнти надійності по навантаженню Проектування залізобетонного каркасу, М=47,7 кН.м.

Розраховуємо момент утворення тріщин по наближеному способу ядрових моментів


Проектування залізобетонного каркасукН.м


де Проектування залізобетонного каркасуН.см.

Оскільки М=47,7Проектування залізобетонного каркасуМCRC=63,9 кНм, тріщини в розтягнутій зоні не утворюються.

Перевіряємо, чи утворюються тріщини в верхній зоні плити при її обтисканні коефіцієнта точності натягу Проектування залізобетонного каркасу. Момент від ваги плити не враховується.

Розрахункове зусилля


Проектування залізобетонного каркасу


Проектування залізобетонного каркасу

284506Н.см < 1942000 Н.см

Умова виконується отже початкові тріщини не утворюються; де Проектування залізобетонного каркасу МПа – опір бетону розтягненню, відповідно передаточній міцності бетону 12,5 МПа.

Розрахунок прогину плити

Прогин визначається від постійного та тривалого навантаження, граничний прогин Проектування залізобетонного каркасу [табл.2.3,1]

Замінюючий момент рівний вигинному моменту від постійного та тривалого навантажень М=40,4 кН.м; сумарна повздовжня сила рівна зусиллю попереднього обтиску з урахуванням всіх втрат і при γsp=1; Ntot=P2=277 кН; ексцентриситет


Проектування залізобетонного каркасу;


коефіцієнт φl=0,8 – при тривалій дії навантажень


Проектування залізобетонного каркасу


приймаємо φm=1

Коефіцієнт, що характеризує нерівномірність деформації розтягненої арматури на ділянці між тріщинами:

Проектування залізобетонного каркасу.

Розраховуємо кривизну осі при вигину:


Проектування залізобетонного каркасу


де Проектування залізобетонного каркасу; ν=0,15 – при тривалій дії навантажень


Проектування залізобетонного каркасусм2

Проектування залізобетонного каркасусм.


Розраховуємо прогін


Проектування залізобетонного каркасу


Врахування прогину від повзучості бетону внаслідок обтиску зменшує прогин.


4. Розрахунок ригеля


4.1 Визначення зусиль в ригелі поперечної рами


Розрахункова схема і навантаження

Навантаження на ригель від багатопустотних плит вважається рівномірно розподіленою. Ширина вантажної смуги на ригель дорівнює кроку поперечних рам – 6 м.

Розраховуємо розрахункове навантаження на 1 м довжини ригеля.

Постійна: від перекриття з урахуванням коефіцієнта надійності по призначенню будівлі γn=0,95;

Проектування залізобетонного каркасу

від ваги ригеля перерізом 0,25х0,5 м (ρ=2500 кг/см3) з урахуванням коефіцієнтів надійності γf=1,1 та γn=0,95

Проектування залізобетонного каркасу

Разом

Проектування залізобетонного каркасу

Тимчасова з урахуванням γn=0,95

Проектування залізобетонного каркасу

в тому числі тривала

Проектування залізобетонного каркасу

короткочасна

Проектування залізобетонного каркасу

Повне навантаження

Проектування залізобетонного каркасу

Обчислення згинальних моментів в розрахункових перерізах ригеля

Переріз ригеля прийнято рівним 25х50 см, переріз колони – 30х30 см, довжина колони l = 4,8м.


Проектування залізобетонного каркасу


Обчислення опорних моментів ригеля від постійного навантаження та різних схем завантаження тимчасовим навантаженням наведено у таблиці 4.1.


Таблиця 4.1 – Опорні моменти ригеля

№ схеми Схеми навантаження Опорні моменти, кн.*м


М12 М21 М23 М32
1

Проектування залізобетонного каркасу

Проектування залізобетонного каркасу

–0,046.23,7. .5,42=

= –31,8

–0,095.23,7. .5,42= –65,7 –0,088.28,6. .5,42= –60,8 –0,088. .28,6 .5,42= = –60,8
2

Проектування залізобетонного каркасу

Проектування залізобетонного каркасуПроектування залізобетонного каркасу

–0,055.44,5. .5,42= –71,4 –0,065.44,5. .5,42= –84,4 –0,022.44,5. .5,42= –28,6 –0,022. .44,5.5,42= = –28,6
3

Проектування залізобетонного каркасуПроектування залізобетонного каркасу

–0,009.44,5. .5,42= –11,7 –0,030.44,5. .5,42= –39 –0,066.44,5. .5,42= –85,6 –0,066. .44,5.5,42= = –85,6
4

Проектування залізобетонного каркасу

–0,045.44,5. .5,42= –58,4 –0,107.44,5. .5,42= –138,9 –0,1.44,5. .5,42= –129,8 –0,054. .44,5.5,42= = –70,1
Найбільш несприятливі комбінації для розрахунку опорних моментів 1+2 1+4 1+4 1+3

-103,2 -189,6 - 190,6 -146,4
Найбільш несприятливі комбінації для розрахунку прольотних моментів 1+2 1+2 1+3 1+3

-103,2 -189,6 -190,6 -146,4

Визначаємо поперечну силу на крайній колоні:


Проектування залізобетонного каркасу


Проектування залізобетонного каркасу

Визначаємо максимальний прольотний момент на

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: