Xreferat.com » Рефераты по строительству » Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания

Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания

Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет

Институт экономики, управления и права

Кафедра железобетонных и каменных конструкций


Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине


«Железобетонные конструкции» по теме:


«РАСЧЕТ СБОРНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ МНОГОЭТАЖНОГО ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ЗДАНИЯ»


Нижний Новгород – 2010г.

1. Исходные данные


Район строительства – г.Ярославль (IV снеговой район).

Сетка колонн: поперёк здания – 5.7 м х 4 шт, вдоль здания - 6.7 м х 6 шт.

Высота этажа – 3.3 м.

Количество этажей – 4.

Временная нормативная нагрузка – р= 8.5 кН/м2.

Коэффициенты – к1= 0.75, К2= 0.8.

Бетон тяжелый класса для: плиты – В25, ригеля – В20, колонны – В25.

Рабочая арматура класса для: полка сборной плиты – А400, продольные рёбра плиты – А500, ригель – А500, колонны – А400.


Проектирование элементов железобетонных конструкций выполняется в соответствии с действующими Нормами.


2. Конструктивное решение сборного железобетонного каркасного здания


В соответствии с заданием проектируются сборные железобетонные конструкции 4-этажного, 3–пролетного производственного здания без подвала, с обычными условиями эксплуатации помещений (относительная влажность воздуха не выше 75%) и временными нагрузками на перекрытиях p = 8.5 кН/м2.

Здание имеет полный железобетонный каркас с рамами, расположенными в поперечном направлении. Поперечные рамы образуются из колонн, располагаемых на пересечениях осей, и ригелей, идущих поперек здания. Ригели опираются на короткие консоли колонн. Места соединения ригелей и колонн, после сварки выпусков арматуры и замоноличивания стыков, образуют жесткие рамные узлы. Ригели и колонны делаются прямоугольного сечения.

На рамы по верху ригелей опираются плиты перекрытий (покрытия), располагаемой длинной стороной вдоль здания. Номинальная длина плит равна расстоянию между осями рам lк=6.7 м. У продольных стен укладываются плиты половинной ширины, называемыми доборными. По рядам колонн размещаются связевые плиты, приваренные к колоннам и образующие продольные распорки.

Продольные стены выполняются навесными или самонесущими из легкобетонных панелей. Привязка колонн крайних рядов и наружных стен к продольным разбивочным осям – «нулевая».


3. Проектирование сборного железобетонного перекрытия


3.1 Компоновка сборного перекрытия


План и поперечный разрез проектируемого здания, решенного в сборном железобетоне, представлены на рисунке 1.

Сборное железобетонное перекрытие компонуется из двух элементов: сборных ребристых плит (именуемых ниже «плиты») и сборных ригелей. Ригели поперечных рам во всех зданиях направлены поперек, а плиты – вдоль здания.

Ригели проектируются с ненапрягаемой рабочей арматурой. Поперечное сечение ригеля принимается прямоугольным.


4.Расчет сборной ребристой плиты.


Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания

Рис. 2. Схема армирования ребристой плиты в поперечном сечении


Для сборного железобетонного перекрытия, представленного на плане и в разрезе на рис. 1, требуется рассчитать сборную ребристую плиту с ненапрягаемой арматурой в продольных ребрах. Сетка колонн lґlк= 5.7 х 6.7 м. Направление ригелей междуэтажных перекрытий – поперек здания. Нормативное значение временной нагрузки на междуэтажные перекрытия 8.5 кН/м2. Вся временная нагрузка условно считается длительной. Коэффициент надежности по назначению здания принимается γn=0,95, коэффициенты надежности по нагрузке: временной - γƒ = 1,2; постоянной - γƒ = 1,1. Бетон тяжелый класса В25. По таблицам СНиП 2.03.01-84 расчетные сопротивления бетона Rb = 14.5 МПа и Rbt = 1.05 МПа; коэффициент условий работы бетона γb1=1,0 С учетом этого значения коэффициента γb1, принимаемые далее в расчетах по несущей способности (первая группа предельных состояний) величины расчетных сопротивлений равны:


Rb = 1,0 ∙ 14.5 = 14.5 МПа;

Rbt = 1,0 ∙ 1.05 = 1.05 МПа.

Для расчета по второй группе предельных состояний (расчет прогиба и ширины раскрытия трещин) расчетные сопротивления бетона будут Rb,ser= 18.5 МПа, Rbt,ser= 1,55 МПа; модуль упругости бетона Eb = 30000 МПа (п. 5.2.10).

Основные размеры плиты:


– длина плиты: ln = lk – 50 мм = 6700 – 50 = 6650 мм;

– номинальная ширина: В = l:5 = 5700:5 = 1140 мм;

– конструктивная ширина : В1 = В – 15 мм = 1140 – 15= = 1125 мм.


Высоту плиты ориентировочно, принимая всю нагрузку длительной, определяем по формуле:

h=c∙l0Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного зданияΘ (4.1)

h = 30 ∙ 6400Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания1,5 = 511 мм


но не менее h = ln/15 = 6650/15= 443 мм.

с = 30 – при армировании сталью класса А400

l0 = lк – b = 6700 – 300 = 6400 мм – пролёт ребра плиты в свету, где

b=300 мм – предварительно принимаемая ширина сечения ригеля;

Rs=355 МПа – расчётное сопротивление арматуры класса А ІІІ (А400) для предельного состояния первой группы;

Es=2Ч105 МПа – модуль упругости арматуры;

q =1,5.

Принимаем h = 500 мм.


4.1 Расчет плиты по прочности (первая группа предельных состояний)


1. Расчет полки плиты.

Толщину полки принимаем h′ƒ = 50 мм.

Пролет полки в свету l0п = В1 – 240 мм = 1125 – 240 = 885 мм = 0,885 м.

Расчетная нагрузка на 1 м2 полки:

Постоянная (с коэффициентом надежности по нагрузке γƒ = 1,1):

вес полки: γƒ ∙ h′ƒ ∙ ρ = 1,1 ∙ 0,05 ∙ 25 = 1,375 кН/м2,

25 кН/м3 – вес 1 куб. м тяжелого железобетона;

вес пола и перегородок 1,1 ∙ 2,5 = 2,75 кН/м2. При отсутствии сведений о конструкции пола и перегородок, их нормативный вес принимаем 2,5 кН/м2.


Итого постоянная нагрузка: g0 = 1,375+2,75 = 4,125 кН/м2.

Временная нагрузка (с γƒ = 1,2): p0 = 1,2 ∙ 8.5 = 10.2 кН/м2.


Полная расчетная нагрузка (с γn = 0,95):


q = γn (g0+ p0)=0,95(4,125+10.2) = 13.61 кН/м2.


Изгибающий момент в полке (в пролете и на опорах) по абсолютной величине равен:

М =Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания , кН∙м. (4.2)

М =13.61·(0.885)2/11= 0.97 кН∙м.


По заданию полка армируется сварными сетками из обыкновенной арматурной проволоки класса А400.

Расчетное сопротивление Rs = 355 МПа


h0 = hƒ′ - a = 50 – 17,5 = 32,5 мм; b = 1000 мм,


где а = 17.5 – 19 мм, примем а = 17.5 мм

По формулам имеем:


Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания (4.3.)

Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания


Проверяем условие αm < αR:

Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания. (4.4.)

Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания

Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания


Граничная относительная высота сжатой зоны:


Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания (4.5.)

Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания

αR = ξR(1-0,5 ξR) (4.6.)

αR = 0,531(1-0,5∙0,531) = 0,39


Таким образом, условие αm = 0,063 < αR = 0,39 выполняется.

Находим площадь арматуры:


Аs=Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания (4.7.)


Аs=Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания14.5/355·1000·32.5·(1-√1-2·0.063) = 86 мм2


Нижние (пролётные) и верхние (надопорные) сетки принимаем:


С1(С2) Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания; Аs =141 мм2 (+8,5%).


Процент армирования полки:


μ%=Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания0.43%.


Каждое поперечное торцовое ребро армируется C-образным сварным каркасом с рабочей продольной арматурой 3 Ш 6 А400 и поперечными стержнями Ш 4 В500 с шагом 100 мм.

Расчет продольных ребер. Продольные ребра рассчитываются в составе всей плиты, рассматриваемой как балка П-образного сечения с высотой h =500 мм и конструктивной шириной В1=1125 мм (номинальная ширина В=1,14 м). Толщина сжатой полки h′ƒ = 50 мм.

Расчетный пролет при определении изгибающего момента принимаем равным расстоянию между центрами опор на ригелях:


l=lk – 0,5b = 6,7 – 0,5 ∙ 0,3 = 6.55 м;


расчетный пролет при определении поперечной силы:

l0 = lk – b = 6,7 – 0,3=6.4 м,


где b=0,3 м – предварительно принимаемая ширина сечения ригеля.

Нагрузка на 1 пог. м плиты (или на 1 пог. м двух продольных ребер) составит:

а) расчетная нагрузка для расчета на прочность (первая группа предельных состояний, γƒ >1): постоянная


Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания7.29 кН/м


гдеРасчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания– расчётная нагрузка от собственного веса двух рёбер с заливкой швов


Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания кН/м, где

Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания=220 мм – средняя ширина двух рёбер.

r = 25 кн/м3.

временная p = γn p0 B = 0,95 · 10.2 · 1,14 = 11.05 кН/м;

полная q = g + p = 7,29 + 11.05 = 18.34 кН/м;


б) расчетная нагрузка для расчета прогиба и раскрытия трещин (вторая группа предельных состояний, γƒ=1):


qII = qn = Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания15.84 кН/м.


Усилия от расчетной нагрузки для расчета на прочность


М =Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания98.4 кН·м;

Q =Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания58.7 кН.


Изгибающий момент для расчета прогиба и раскрытия трещин


МII =Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания84.95 кН·м.


4.2 Расчет прочности нормальных сечений


Продольная рабочая арматура в ребрах принята в соответствии с заданием класса А500, расчетное сопротивление Rs=435 МПа. Сечение тавровое с полкой в сжатой зоне; расчетная ширина полки:


bґf = B1 – 40 мм = 1125 – 40 = 1085 мм;

h0 = h – a = 500 – 50 = 450 мм (а=50 мм при двухрядной арматуре).


Полагая, что нейтральная ось лежит в полке, имеем:


am =Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания0,031;

x=Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания= 0,031;

x = xh0 = 0,031 Ч 450 = 14 мм < hfў=50мм;


Проверяем условие αm < αR:

Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания

Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания


Граничная относительная высота сжатой зоны:


Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания

αR = ξR(1-0,5 ξR) = 0,49(1-0,5∙0,49) = 0,370.


Таким образом, условие αm = 0,031 < αR = 0,370 выполняется.

Площадь сечения продольной арматуры:


As=Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания


AsРасчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания517 мм2


Принимаем продольную арматуру 4Ж14 А400 с Аs = 616 мм2 по два стержня в каждом ребре.


μ%=Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания1.37% < 5%.


4.3 Расчет прочности наклонных сечений на поперечную силу


Поперечная сила на грани опоры Qmax = 58.7 кН. В каждом продольном ребре устанавливается по одному каркасу с односторонним расположением двух рабочих стержней диаметром d = 14 мм (рис. 2). Диаметр поперечных стержней должен быть не менее 4 мм. Принимаем поперечные стержни диаметром dsw= 4 мм из проволоки класса В500, Asw1=12,6 мм2; расчетное сопротивление Rsw = 300 МПа. При Asw1=12,6 мм2 и n = 2 (на оба ребра) имеем:


Asw = n Asw1=2Ч12,6 = 25,2 мм2.


Бетон тяжелый класса В25 (Rb = 14.5 МПа; Rbt = 1.05 МПа; коэффициент условий работы бетона γb1=1,0 т.к. кратковременная нагрузка составляет более 10% от всей временной нагрузки).

Шаг хомутов предварительно принимаем:


Sw1 = 150 мм (S1 ≤ 0,5h0 = 0,5 ∙450 = 225 мм; S1≤300мм)

Sw2=300мм (S2 ≤ 0,75 h0 = 0,75 ∙ 450 = 337мм; S2 ≤500мм).


Прочность бетонной полосы проверим из условия (7):


Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания>Qмах = 58700 Н


т.е. прочность полосы обеспечена

Интенсивность хомутов определим по формуле:


Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания, Н/мм (4.8.)

Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания Н/мм


Поскольку qsw=50.4 Н/мм > 0,25Rвtb = 0,25Ч1.05Ч170 =44.6 Н/мм – хомуты полностью учитываются в расчете и значение Мb определяется по формуле:


Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания, Н∙мм (4.9.)

Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания Н∙мм


Определим длину проекции самого невыгодного наклонного сечения с:


Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного зданиякН/м.


Поскольку


Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания значение с определяем по формуле:

Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания , но не более 3h0 (4.10.)

Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания мм > 3h0=3Ч450=1350 мм,


следовательно, принимаем с=1350 мм.

Длина проекции наклонной трещины с0 – принимается равной с, но не более 2h0. Принимаем


с0 = 2h0 = 2 Ч 450 =900 мм. Тогда

QSW = 0,75qSW Чc0 = 0,75 Ч50.4 Ч 900 = 34020 Н = 34.02 кН

Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного зданиякН,

Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного зданиякН.


Проверяем условие


Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного зданиякН >Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного зданиякН.


т.е. прочность наклонных сечений обеспечена.

Проверим требование:


Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания > Sw1. (4.11.)

Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания мм > Sw1=150 мм.


т.е. требование выполнено.


4.4 Определение приопорного участка


При равномерно распределённой нагрузке длина приопорного участка определяется в зависимости от:


Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания Н/мм,

где Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания

Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания.


Поскольку


Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания, тогда:

Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания , Н/мм

Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания Н/мм


Так как Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания, то длина приопорного участка:


Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания, (4.12.)

где Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания (4.13.)

Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного зданияН

Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного зданиямм


4.5 Расчет плиты по деформациям и по раскрытию трещин (вторая группа предельных состояний)


1. Расчет прогиба плиты

Исходные данные для расчета:

Изгибающий момент в середине пролета МII=84.95 кНЧм.

Модуль упругости: бетона Eb=30000 МПа, арматуры Es=200000 МПа.

Сечение тавровое. С учетом замоноличивания бетоном продольного шва между ребрами расчетная ширина полки будет bўf=1140 мм и средняя ширина ребра


b=(255+185)/2=220 мм

Проверяем наличие нормальных к продольной оси трещин в растянутой зоне ребер. Трещины образуются при условии


MII > Rbt,serWpl. ( 4.14.)


Упругопластический момент сопротивления Wpl по растянутой зоне находим по формуле при Аўs=0 и g1=0:


Wpl=(0,292+0,75Ч2m1a+0,15g1ў)bh2, (4.15.)

где g1ў=Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания

m1=Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания

a=Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания

Wpl=(0,292+1,5Ч0,0056Ч6,67+0,15Ч0,42)·220Ч5002 = 22,605Ч106 мм3.

Rbt,serWpl.=1,55Ч22,605Ч106=35,04Ч106 НЧмм=35,0 4 кНЧм < MII=84,95 кНЧм,


т.е. растянутой зоне образуются трещины.

Кривизну 1/r определяем для элемента с трещинами в растянутой зоне, согласно пп. 4.27-4.29 СНиП 2.03.01-84* [2]. Для железобетонного изгибаемого элемента с ненапрягаемой арматурой формула (160) указанного СНиПа примет вид:


Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания, (4.16.)


Где yb = 0,9 – для тяжелого бетона (п. 4.27);

v = 0,15 – для тяжелого бетона при продолжительном действии нагрузки (п. 4.27, табл. 35).

Коэффициент ys вычисляется по формуле (167) СНиП [2] при исключении третьего члена:


ys=1,25 - jlsjm, (4.17.)


где jls=0,8 (п. 4.29, табл. 36, продолжительное действие нагрузки);


jm=Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания < 1


(формула (168) для изгибаемого элемента при отсутствии предварительного напряжения).


ys=1,25 – 0,8Ч0,41 =0.922 < 1. Согласно п. 4.29 СНиПа [2], принимаем ys=1,0.


Плечо внутренней пары сил и площадь сжатой зоны бетона определяется по приближенным формулам, полагая:


x=Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания мм,

Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания мм,

Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания мм2.


Кривизна составит:


Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного зданияРасчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного зданиямм


Прогиб плиты в середине пролета будет


f=Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания мм < fult=Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания мм,


т. е. прогиб плиты лежит в допустимых пределах (см. [1], табл. 19).

2. Проверка ширины раскрытия трещин, нормальных к оси продольных ребер, производится согласно пп. 4.14 и 4.15 СНиП 2.03.01 – 84* [2]. Ширина раскрытия трещин определяется по формуле (144) СНиПа:


Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания


Для рассчитываемой плиты, загруженной только длительной нагрузкой, входящие в расчетную формулу для аcrc величины согласно п. 4.14 СНиПа равны:


Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания

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.
Подробнее

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Похожие рефераты: