Рефотека.ру / Строительство

Курсовая работа: Проектирование трехэтажного жилого здания

1. Исходные данные


Здание трёхэтажное, без подвала, с размерами в плане 30 х 22.2 м в крайних разбивочных осях. Сетка колонн 6,0х7,4 м. Высота этажа -3,0м. Кровля плоская, совмещенная. Нормативная временная нагрузка на перекрытие 3,5 кН/м2, где длительная часть нагрузки - 2 кН/м2, кратковременная часть нагрузки - 1,5 кН/м2. Коэффициент надежности по назначению здания Проектирование трехэтажного жилого здания. Температурные условия здания нормальные, влажность воздуха выше 40%. Район строительства г. Ростов. Снеговой район II (карта 1 [4]). Нормативная снеговая нагрузка -1.5 (табл.4[4]).

2. Конструктивная схема здания


Здание многоэтажное каркасное с неполным ж / б каркасом и несущими наружными кирпичными стенами. Железобетонные перекрытия разработаны в двух вариантах: сборном и монолитном исполнение. Пространственная жесткость здания решена по рамно-связевой схеме. В сборном варианте поперечная жесткость здания обеспечивается поперечными рамами и торцевыми стенами, воспринимающими горизонтальные ветровые нагрузки через диски перекрытий. Торцевые стены служат вертикальными связевыми диафрагмами.

В здание жесткость поперечных диафрагм (стен) намного превышает жесткость поперечных рам, и горизонтальные нагрузки передаются на торцевые стены. Поперечные же рамы работают только на вертикальную нагрузку. Жесткость здания в продольном направление обеспечивается жесткими дисками перекрытий и вертикальными связями, установленными в одном среднем пролете на каждом ряду колонн по всей высоте здания.

3. Конструктивная схема сборного перекрытия


Ригели расположены поперек здания, перекрывая большие пролеты, и опираются на продольные несущие стены и консоли колонн. Такое расположение колон с ригелями принято на сварке закладных деталей и выпусков арматуры с последующим замоноличиванием стыков. Опирание ригелей на стены принято шарнирным. Плиты перекрытия пустотные, предварительно напряженные, опирающиеся на ригели поверху. Сопряжение плит с ригелем принято на сварке закладных деталей с замоноличиниваем стыков и швов. Привязка стен к крайним разбивочным осям: к продольным - нулевая, к поперечным -120мм. Заделка ригелей в стены 250 мм.

Проектирование трехэтажного жилого здания

Конструктивная схема сборного перекрытия представлена на рис.1.


П1-6,0*2,0м-4ш

П2-6,0*2,0м-6ш

П3-6,0*2,4м-4ш

П4-6,0*2,4м-6ш

П5-6,0*1,8м-6ш

П6-6,0*2,0м-8ш

4. Расчет и конструирование пустотной предварительно напряжённой плиты


4.1 Размеры и форма плиты


Проектирование трехэтажного жилого здания

Проектирование трехэтажного жилого здания

Рис. 2 Сечение плиты.


LК= LН - b - 20= 6000-350-20= 5630 мм. ВК= ВН-2δ=2000-10=1990 мм.

4.2 Расчётный пролёт плиты.

hр = (1/12)Чl =(1/12) Ч7400 = 620 мм= 650 мм;

b = 0.5 Чh = 0,5·650 = 325 мм= 350мм.

При опирании на опорный столик ригеля расчетный пролет:

l0 = LН-b-а =6000-350-120 = 5530 мм.


Проектирование трехэтажного жилого здания

Рис. 3 Опирание плиты на ригель.

4.3 Расчётная схема, расчётное сечение


Проектирование трехэтажного жилого здания

Рис. 4. Схема нагрузок.


4.4 Характеристики материалов


Пустотную предварительно напряженную плиту армируют стержневой арматурой класса А-V с электрохимическим натяжением на упоры форм. Плиты подвергают тепловой обработке при атмосферном давлении.

Характеристики арматуры:

1) Нормативное сопротивление арматуры растяжению: Rsn=785 МПа,

2) Расчётное сопротивление арматуры растяжению: Rs=680 МПа,

3) Модуль упругости: Еs=190000 МПа.

К плите предъявляют требования 3-й категории по трещиностойкости. Бетон принят тяжёлый класса В25 в соответствии с принятой напрягаемой арматурой.

Характеристики бетона:

Нормативная призменная прочность бетона на сжатие: Rbn=18,5 МПа,

Расчётная призменная прочность бетона на сжатие: Rb=14,5 МПа,

Коэффициент условий работы бетона: b2 = 0,9,

Нормативное сопротивление бетона осевому растяжению: Rbtn= 1,6 МПа,

Расчётное сопротивление бетона осевому растяжению: Rbt= 1,05 МПа,

Модуль упругости бетона: Еb=30000 МПа.

Проверяем выполнение условия:


sp+p<Rsn;


При электротермическом способе натяжения:


p=30+360/l = 30+360/6,0 = 90 МПа,


где: l - длина стержня; l = 6,0 м,


sp=0,75х785=588,75 МПа,

sp+p = 590+93,16 = 683,16 МПа<Rsn=785 МПа - условие выполняется.


Вычисляем предельное отклонение предварительного напряжения по формуле:


Проектирование трехэтажного жилого здания


где: nр - число напрягаемых стержней плиты. Коэффициент точности натяжения при благоприятном влиянии предварительного напряжения по формуле:


Проектирование трехэтажного жилого здания Проектирование трехэтажного жилого здания

При проверке по образованию трещин в верхней зоне плиты при обжатии принимается:


Проектирование трехэтажного жилого здания


Предварительное напряжение с учетом точности натяжения:


sp=0,9Ч588,75=529,875 МПа.


Подсчет нагрузок на 1 м2 перекрытия приведен в таблице 1.


4.5 Нагрузки. Расчетные и нормативные нагрузки


Подсчет нагрузок на 1м2перекрыти приведен в таблице 1. Находим расчетную нагрузку на 1м длины при ширине плиты Проектирование трехэтажного жилого здания, с учетом коэффициента надежности по назначению здания Проектирование трехэтажного жилого здания;

Постоянная


Проектирование трехэтажного жилого здания


Полная


Проектирование трехэтажного жилого здания

Проектирование трехэтажного жилого здания


Нормативная нагрузка на 1м длины:

Постоянная


Проектирование трехэтажного жилого здания

Полная


Проектирование трехэтажного жилого здания


В том числе постоянная длительная


Проектирование трехэтажного жилого здания


Таблица .1

Вид нагрузки

Нормативная нагрузка

кН/м2

Коэф-т надежности по нагрузке

Расчетная нагрузка

кН/м2

Постоянная: Собственный вес ребристой плиты Тоже слоя цементного раствора Проектирование трехэтажного жилого здания(Проектирование трехэтажного жилого здания) Тоже керамической плитки Проектирование трехэтажного жилого здания

3,0

0,44

0,24

1.1

1.3

1.3


3,3

0,57

0,264


Итого

Временная: В том числе длительнодействующая кратковременная

3,68

3,5

2,0

1,5

-

1.2

1.2

1.2

4,134

4,2

2,4

1,8

Итог В том числе: Длительная Кратковременная

7,18

5,68

1,5

-

-

-

8,534

6,534

1,8


4.6 Расчёт пустотной плиты по предельным состояниям


Усилия от расчетных и нормативных нагрузок. От расчетной нагрузки:


Проектирование трехэтажного жилого здания

Проектирование трехэтажного жилого здания

От нормативной полной нагрузки:


Проектирование трехэтажного жилого здания

Проектирование трехэтажного жилого здания


От нормативной постоянной длительной:


Проектирование трехэтажного жилого здания


4.7 Установление размеров сечения плиты


Высота сечения многопустотной предварительно напряженной плиты h =22 см; рабочая высота сечения h0=h-a=22-3=19 см; толщина верхней полки 3,1см; нижней -3см. Ширина рёбер: средних 3,2см, крайних- 4.1см. В расчетах по предельным состояниям первой группы расчетная толщина сжатой полки таврового сечения h’f=3,0 cм; отношение h’f/h=3,0/22= =0.14 >0.1, при этом в расчет вводится вся ширина полки b’f=196 cм; расчетная ширина ребра: b=196-10Ч15,9=37 см.


4.8 Расчет прочности плиты по сечению, нормальному к продольной оси,М=60.5295 кНЧм


Сечение тавровое с полкой в сжатой зоне.

Вычисляем:


Проектирование трехэтажного жилого здания

Проектирование трехэтажного жилого здания

здесь SR=Rs=680+400-588.75=491.25 МПа; в знаменателе формулы принято 500 МПа, поскольку b2<1.

Коэффициент условий работы, учитывающий сопротивление напрягаемой арматуры выше условного предела текучести, согласно формуле:


Проектирование трехэтажного жилого зданиясм2.


Принимаем 10 стержней  8 мм с Аs=5.03 см2.


4.9 Расчет прочности плиты по сечению, наклонному к продольной оси, Q=43.7827 кН


Влияние усилия обжатия P= 245.84 кH:


Проектирование трехэтажного жилого здания


Проверяем, требуется ли поперечная арматура по расчёту.

Условие:


Qmax=43.7827Ч103 Н<2,5ЧRbtЧbЧh0=2,5Ч0,9Ч1,05Ч(100)Ч37Ч19=166Ч103 Н – удовлетворяется.

При


Проектирование трехэтажного жилого здания

и поскольку


0,16Чjb4Ч(1+jn)ЧRbtЧb=0,16Ч1,5Ч(1+0,333)Ч0,9Ч1,05Ч37Ч100=1118.6Н/см >118.446 Н/см,


принимают с=2,5Чh0=2,5Ч19= 47,5 см.

Другое условие: при


Q = Qmax – q1Чc = 43.7827Ч103 – 118.446Ч47,5 = 38.1565Ч103 H,

Проектирование трехэтажного жилого здания- удовлетворяется.


Следовательно, поперечной арматуры по расчёту не требуется.

На приопорных участках длиной l/4 арматуру устанавливают конструктивно, в средней части пролёта поперечная арматура не применяется.


4.10 Расчет пустотной плиты по предельным состояниям второй группы


Геометрические характеристики приведенного сечения. Круглое очертание пустот заменяют эквивалентным квадратным со стороной:

h=0.9d=0,9·15,9=14,31см.

Толщина полок эквивалентного сечения: h’f=h=(22-14,31) ·0,5=3,845см.

Ширина ребра 196-9·14,31=52.9 см.

Ширина пустот 196-42.9=143.1 см.

Площадь приведённого сечения Ared=196·22-143.1·14,31=2264.239 см2. Расстояние от нижней грани до центра тяжести приведённого сечения: y0=0,5h=0,5·22=11см. Момент инерции сечения (симметричного):

Проектирование трехэтажного жилого зданиясм4.


Момент сопротивления сечения по нижней зоне:


Проектирование трехэтажного жилого зданиясм3;


то же, по верхней зоне Проектирование трехэтажного жилого здания см3.

Расстояние от ядровой точки, наиболее удалённой от растянутой зоны (верхней), до центра тяжести сечения по формуле


Проектирование трехэтажного жилого зданияcм;


то же, наименее удалённой от растянутой зоны (нижней) rinf =4,74 см. Упругопластический момент сопротивления по растянутой зоне согласно формуле:


Проектирование трехэтажного жилого зданиясм3,


здесь γ=1,5 для двутаврового сечения.

Упругопластический момент по растянутой зоне в стадии изготовления и обжатия W’pl=18950.85 см3.

Потери предварительного напряжения арматуры.

Коэффициент точности натяжения арматуры p=1. Потери от релаксации напряжений в арматуре при электротермическом способе натяжения:

Потери от температурного перепада между натянутой арматурой и упорами, так как при пропаривании форма с упорами нагревается вместе с изделием.

Эксцентриситет этого усилия относительно центра тяжести приведенного сечения:


eop=y0-d=11-3 = 8 см


Напряжение в бетоне при обжатии:


Проектирование трехэтажного жилого зданияМПа


Устанавливаем величину передаточной прочности бетона из условия:


Rbp=3.09/0,75=4.12<0.5ЧB25=12,5 МПа


Принимаем Rbp=12,5МПа. Тогда отношение


bp/Rbp=3.09/12,5=0,2472.


Вычисляем сжимающее напряжение в бетоне на уровне центра тяжести напрягаемой арматуры от усилия обжатия Р1 (без учета изгибающего момента от веса плиты):


Проектирование трехэтажного жилого зданияМПа


Потери от быстронатекающей ползучести при


bp/Rbp=2.59/12,5=0.2072

С учетом потерь:


Р1=АsЧ(sp-los1)=5.03Ч(588.75-25.9505)Ч(100)=283088 H

Проектирование трехэтажного жилого зданияМПа;


Усилие обжатия с учетом полных потерь:


Р2=АsЧ(sp-los)=5.03Ч(588.75-100)Ч(100)=245,84 кН


Расчет по образованию трещин, нормальных к продольной оси

Производится для выяснения необходимости проверки по раскрытию трещин. Коэффициент надежности по нагрузке f=1; М=52,1481 кНЧм.

Вычисляем момент образования трещин по приближенному способу ядровых моментов:


Mcrc=Rbt,serЧWpl+Mrp=1.6Ч18950,85Ч(100)+ 2818801,44 =58,51 кНЧм


Здесь ядровый момент усилия обжатия при sp=0.9:


Mrp=spЧP2Ч(eop+r)=0.9Ч245840Ч(8+4.74)=2818801,44 HЧсм


поскольку М=52,1481<Mcrc=58,51 кНЧм, трещины в растянутой зоне не образуются. Следовательно, нет необходимости в расчете по раскрытию трещин.

Проверим, образуются ли начальные трещины в верхней зоне плиты при ее обжатии при значении коэффициента точности натяжения sp=1.10 (момент от веса плиты не учитывается).

Расчетное условие:


spЧP1Ч(eop-rinf)-M<RbtpЧW’pl

1.10Ч287257Ч(8-4,74) =1030103,602 HЧсм

1Ч18950,85Ч(100)=1895085 HЧсм

1030103,602 HЧсм <1895085 HЧсм


Условие удовлетворяется, начальные трещины не образуются.

здесь Rbtp=1МПа - сопротивление бетона растяжению, соответствующее передаточной прочности бетона Rbp=12.5 МПа.

Расчет прогиба плиты. Прогиб определяется от нормативного значения постоянной и длительной нагрузок, предельный прогиб


f=l0/200=563/200=2,815 см.


Вычисляем параметры, необходимые для определения прогиба плиты с учетом трещин в растянутой зоне. Заменяющий момент равен изгибающему моменту от постоянной и длительной нагрузок М=41,2536 кНЧм; суммарная продольная сила равна усилию предварительного обжатия с учетом всех потерь и при sp=1; Ntot=P2=245,84 кН; эксцентрисистет:


es,tot=M/Ntot=4125360/245840=16,78 см,

Проектирование трехэтажного жилого здания (принимаем Проектирование трехэтажного жилого здания)


Коэффициент, характеризующий неравномерности деформаций растянутой арматуры на участке между трещинами:

Проектирование трехэтажного жилого здания


Вычисляем кривизну оси при изгибе:


Проектирование трехэтажного жилого здания


здесь b = 0.9; b = 0.15 - при длительном действии нагрузок.


Аb=Проектирование трехэтажного жилого здания= 196Ч3,845=754 см2; z1=h0-0.5hПроектирование трехэтажного жилого здания=19-0,5*3,845=17,0775 -плечо внутренней пары сил.

Вычисляем прогиб плиты:


Проектирование трехэтажного жилого здания

5. Расчет сборного неразрезного ригеля


5.1 Конструктивная и расчетная схемы, нагрузки, расчетное сечение


Ригели расположены поперек здания, образуя с колоннами несущие поперечные рамы. Стык ригеля с колонной принят консольным. Жесткость стыка обеспечена сваркой закладных деталей и выпусков арматуры с последующим замоноличиванием стыка. Опирание ригеля на колонну принято шарнирным. Заделка ригеля в стену принято 250 мм. Поперечные рамы работают на восприятие вертикальных нагрузок.


Проектирование трехэтажного жилого здания

Рис.5 Расчетная схема рамы


Рама имеет регулярную схему этажей и равные пролеты.

Проектирование трехэтажного жилого здания

Рис. 6 Конструктивная схема опирания ригеля.


Нагрузка от плит перекрытия принята равномерно распределенной, ширина грузовой полосы (шаг поперечных рам) равен l = 6,0 м.

Определяем нагрузки.

Расчетная нагрузка на 1 м длины ригеля – постоянная от перекрытия:


Проектирование трехэтажного жилого здания


где: q – расчетная постоянная нагрузка на плиту с учетом ее собственного веса (см. табл.1); Проектирование трехэтажного жилого здания - коэффициент надежности по нагрузке;

Постоянная нагрузка от собственного веса ригеля:


Проектирование трехэтажного жилого здания


где: Проектирование трехэтажного жилого здания- размеры сечения ригеля, равные 300Ч600мм (см. п.п.4. 2.); Проектирование трехэтажного жилого здания- коэффициент условий работы бетона;Проектирование трехэтажного жилого здания;

3. Полная постоянная нагрузка:


Проектирование трехэтажного жилого здания.


4. Временная длительная:


Проектирование трехэтажного жилого здания


где: Проектирование трехэтажного жилого здания-временная расчетная длительная нагрузка на перекрытие (см. табл. 1);

5. Временная кратковременная:


Проектирование трехэтажного жилого здания


где:Проектирование трехэтажного жилого здания- временная расчетная кратковременная нагрузка на перекрытие (см. табл. 1);

6. Полная временная нагрузка:


Проектирование трехэтажного жилого здания.


7. Полная расчетная нагрузка:


Проектирование трехэтажного жилого здания


5.2 Усилия в сечениях ригеля


Отношение погонных жесткостей ригеля и колонны:

Проектирование трехэтажного жилого здания,


где

Проектирование трехэтажного жилого здания- момент инерции сечения колонны. Принимаем сечение колонны равным 350Ч350 мм;

Проектирование трехэтажного жилого здания- момент инерции сечения ригеля;

Проектирование трехэтажного жилого здания- высота этажа;

Опорные моменты:

от постоянной нагрузки: M=aЧgЧl2.

от временной нагрузки: M=bЧuЧl2. от полной нагрузки: M=(aЧg+bЧu)Чl2.

Поперечные силы:


Проектирование трехэтажного жилого здания


Схема 1:


Проектирование трехэтажного жилого здания

Схема 2:


Проектирование трехэтажного жилого здания


Схема 3:


Проектирование трехэтажного жилого здания


Схема 4:


Проектирование трехэтажного жилого здания


Пролётные моменты:


Проектирование трехэтажного жилого здания

Схема 1:


Проектирование трехэтажного жилого здания


Схема 2:


Проектирование трехэтажного жилого здания


Схема 3:


Проектирование трехэтажного жилого здания


Схема 4:


Проектирование трехэтажного жилого здания


5.3 Опорные моменты ригеля по граням колон


Для схемы 1+2:


Проектирование трехэтажного жилого здания

Проектирование трехэтажного жилого здания


Для схемы 1+3:


Проектирование трехэтажного жилого здания

Проектирование трехэтажного жилого здания


Для схемы 1+4:


Проектирование трехэтажного жилого здания

Проектирование трехэтажного жилого здания


5.4 Построение эпюр


По данным расчетов п.п. 5.2-5.3 строятся эпюры изгибающих моментов и поперечных сил


5.5 Расчет прочности нормального сечения


Бетон тяжелый В25, Rb=14.5 МПа, Rbt=1.05 МПа, Проектирование трехэтажного жилого здания, Eb=30 000МПа, hр=650 мм, bр=350 мм, арматура рабочая класса А-III, Rs=365 МПа, Es=200000 МПа. Оптимальная относительная высота сжатой зоны бетона Проектирование трехэтажного жилого здания. Требуемая рабочая высота сечения:


Проектирование трехэтажного жилого здания.

Принимаем hо = 50 см. Тогда полная высота ригеля составит:


Проектирование трехэтажного жилого здания


Окончательно принимаем hо = 65 см.

Подбор арматуры:

Сечение 1-1.


Проектирование трехэтажного жилого здания(см. рис. 9).

Проектирование трехэтажного жилого здания


По табл. 3.1 [1] находим Проектирование трехэтажного жилого зданияПроектирование трехэтажного жилого здания

Находим требуемую площадь нижней арматуры:


Проектирование трехэтажного жилого здания


По приложению 6[1] принимаем нижнюю арматуру 4ф20 А-III c AS=12,56 см2, верхнюю арматуру принимаем конструктивно 2ф12 A-III с AS=2.26см2. Сечение 2-2.


Проектирование трехэтажного жилого здания

Проектирование трехэтажного жилого здания


По табл. 3.1 [1] находим Проектирование трехэтажного жилого зданияПроектирование трехэтажного жилого здания


Проектирование трехэтажного жилого здания

По приложению 6[1] принимаем нижнюю арматуру 4ф16 А-III c AS=8,04см2, верхнюю арматуру принимаем конструктивно 2ф16 A-III с AS=4.02 см2.

Сечение 3-3.

Нижняя арматура такая же, как в сечение 1-1. Находим верхнюю арматуру.


Проектирование трехэтажного жилого здания

Проектирование трехэтажного жилого здания


По табл. 3.1 [1] находим Проектирование трехэтажного жилого зданияПроектирование трехэтажного жилого здания


Проектирование трехэтажного жилого здания


По приложению 6[1] принимаем верхнюю арматуру 2ф32 А-III c AS=16,08см2,

Сечение4-4.

Нижняя арматура такая же, как в сечение 2-2: 2ф16 А-III c AS=4,02см2.

По приложению 6[1] принимаем верхнюю арматуру 2ф32 А-III c AS=16,08см2.


5.6 Расчет по наклонному сечению


На средней опоре поперечная сила Q=247,3377 кН. Диаметр поперечных стержней устанавливаем из условия сварки их с продольной арматурой диаметром d=2мм и принимаем равным dsw=8 мм (прил.9) с площадью As=0.503 см2.При классе A-III Rsw=285 МПа; поскольку Проектирование трехэтажного жилого здания, вводим коэффициент условий работы Проектирование трехэтажного жилого здания и тогда Проектирование трехэтажного жилого здания. Число каркасов -2, при этом Проектирование трехэтажного жилого здания. Шаг поперечных стержней по конструктивным условиям s=h/3=65/3=21,666 см. На всех приопорных участках длиной l/4 принят шаг s=20 см, в средней части пролета шаг s=3h/4=3*65/4=45 см.

Вычиляем:


Проектирование трехэтажного жилого здания.

Проектирование трехэтажного жилого здания

Проектирование трехэтажного жилого здания — условие удовл.


Требование:


Проектирование трехэтажного жилого здания— удовлетворяется.


Расчет прочности по наклонному сечению

Вычисляем:


Проектирование трехэтажного жилого здания.


Поскольку:


Проектирование трехэтажного жилого здания< Проектирование трехэтажного жилого здания

значение с вычисляем по формуле:


Проектирование трехэтажного жилого здания-


условие не выполняется, поэтому принимаем с=203,13. При этом:


Проектирование трехэтажного жилого здания.


Поперечная сила в вершине наклонного сечения:


Проектирование трехэтажного жилого здания.


Длина проекции расчетного наклонного сечения:


Проектирование трехэтажного жилого здания


принимаем Проектирование трехэтажного жилого здания.

Вычисляем:


Проектирование трехэтажного жилого здания


Условие прочности:


Проектирование трехэтажного жилого здания— обеспечивается.

Проверка прочности по сжатой полосе между наклонными трещинами:


Проектирование трехэтажного жилого здания

Проектирование трехэтажного жилого здания

Проектирование трехэтажного жилого здания

Проектирование трехэтажного жилого здания


Условие:


Проектирование трехэтажного жилого здания— обеспечивается.


5.7 Построение эпюры материала


Принятая продольная арматура подобранна по максимальным пролетным и опорным моментам. По мере удаления от опор момент увеличивается, поэтому часть продольной арматуры ближе к опорам можно оборвать.

Порядок обрыва продольной арматуры

1. Строим в масштабе огибающую эпюру моментов и поперечных сил от внешней нагрузки.

2. Определяем моменты, которые могут воспринять сечения, армированные принятой арматурой (ординаты моментов эпюры материалов).

3. В масштабе эпюру моментов материалов накладывают на огибающую эпюру моментов.

4. Определяют анкеровку обрываемых стержней за теоретические точки обрыва.

Определение моментов

а) момент, который может воспринять сечение, армированное 4ф20 арматуры класса А-III c As=12,56 см2 (первый пролет, нижняя арматура):

Определяем процент армирования:


Проектирование трехэтажного жилого здания,


где величина защитного слоя аs=5см,Проектирование трехэтажного жилого здания.

Вычисляем:


Проектирование трехэтажного жилого здания,


тогда по табл. 3.1. Проектирование трехэтажного жилого здания.


Проектирование трехэтажного жилого здания


б) момент, который может воспринять сечение, армированное 2ф20 арматуры класса А-III c As=6,28 см2 (первый пролет, нижняя арматура):

аs=3см,


Проектирование трехэтажного жилого здания.


Тогда:


Проектирование трехэтажного жилого здания,

Проектирование трехэтажного жилого здания,

Проектирование трехэтажного жилого здания Проектирование трехэтажного жилого здания

в) момент, который может воспринять сечение, армированное 2ф12 арматуры класса А-III c As=2,26 см2 (первый пролет, верхняя ар-ра): аs=4 см,


Проектирование трехэтажного жилого здания,

Проектирование трехэтажного жилого здания,

Проектирование трехэтажного жилого здания,


отсюдаПроектирование трехэтажного жилого здания.


Проектирование трехэтажного жилого здания


г) момент, который может воспринять сечение, армированное 4ф16 арматуры класса А-III c As=8,04 см2 (второй пролет, нижняя арматура):

аs=5см,


Проектирование трехэтажного жилого здания.


Тогда:


Проектирование трехэтажного жилого здания,

Проектирование трехэтажного жилого здания ,

Проектирование трехэтажного жилого здания

Проектирование трехэтажного жилого здания


д) момент, который может воспринять сечение, армированное 2ф16 арматуры класса А-III c As=4,02 см2 (второй пролет, нижняя арматура):

аs=3см,


Проектирование трехэтажного жилого здания,

Проектирование трехэтажного жилого здания,

Проектирование трехэтажного жилого здания,


отсюдаПроектирование трехэтажного жилого здания.


Проектирование трехэтажного жилого здания


е) момент, который может воспринять сечение, армированное 2ф16 арматуры класса А-III c As=4.02 см2 (второй пролет, верхняя арматура):

аs=4см,


Проектирование трехэтажного жилого здания,

Проектирование трехэтажного жилого здания,

Проектирование трехэтажного жилого здания,


отсюдаПроектирование трехэтажного жилого здания.


Проектирование трехэтажного жилого здания


ж) момент, который может воспринять сечение, армированное 2ф32 арматуры класса А-III c As=16,08 см2 (на опоре, верхняя арматура):

аs=4см,


Проектирование трехэтажного жилого здания,

Проектирование трехэтажного жилого здания,

Проектирование трехэтажного жилого здания,


отсюдаПроектирование трехэтажного жилого здания.


Проектирование трехэтажного жилого здания


Т.о. получаем следующие значения моментов на пролетах и опоре:

Крайний пролет:


Проектирование трехэтажного жилого здания

Проектирование трехэтажного жилого здания

Проектирование трехэтажного жилого здания


Средний пролет:


Проектирование трехэтажного жилого здания

Проектирование трехэтажного жилого здания

Проектирование трехэтажного жилого здания


Опора:


Проектирование трехэтажного жилого здания

Проектирование трехэтажного жилого здания

Проектирование трехэтажного жилого здания


Определение анкеровки обрываемых стрежней.

Из двух условий: выпуск продольной арматуры должен быть больше:


1. Проектирование трехэтажного жилого здания,

2. Проектирование трехэтажного жилого здания


где: Q – поперечная сила в точке теоретического обрыва (определяем по эпюре); d - диаметр обрываемого анкерного стержня; Принимаем большее из двух значений.

Таким образом, получаем:

1-я точка теоретического обрыва:


Проектирование трехэтажного жилого здания

Проектирование трехэтажного жилого здания


окончательно принимаем значение W1=49 см. 2-я точка теоретического обрыва:


Проектирование трехэтажного жилого здания

Проектирование трехэтажного жилого здания


окончательно принимаем значение W2=48 см.

3-я точка теоретического обрыва:


Проектирование трехэтажного жилого здания

Проектирование трехэтажного жилого здания


окончательно принимаем значение W3=83 см. 4-я точка теоретического обрыва:


Проектирование трехэтажного жилого здания

Проектирование трехэтажного жилого здания


окончательно принимаем значение W4=64 см. 5-я точка теоретического обрыва:


Проектирование трехэтажного жилого здания

Проектирование трехэтажного жилого здания


окончательно принимаем значение W5=85 см. 6-я точка теоретического обрыва:


Проектирование трехэтажного жилого здания

Проектирование трехэтажного жилого здания


окончательно принимаем значение W4’=41 см. 7-я точка теоретического обрыва:

Проектирование трехэтажного жилого здания

Проектирование трехэтажного жилого здания


окончательно принимаем значение W5’=64 см. Значения выпусков выносим на эпюру материала (см. лист 16).

6. Расчет и конструирование колонны


6.1 Определение нагрузок и продольных усилий


Нагрузка от покрытия и перекрытия приведена в таблице 6.1


Таблица 6.1

Вид нагрузки

Нормативная нагрузка

Н/м2

Коэф-т надежности по нагрузке

Расчетная нагрузка

Н/м2

Нагрузка от покрытия:

Постоянная: 1.Рулонный ковер в 3 слоя 2.Цем. стяжка Проектирование трехэтажного жилого здания

3. Утеплитель (пенобетонные плиты сПроектирование трехэтажного жилого здания)

4. Пароизоляция

5. Сборные плиты покрытия

6. Ригель

0.12

0.44

0.48

0.04

3,0

0.96

1.2

1.3

1.2

1.2

1.1

1.1

0.144

0.572

0.576

0.048

3,300

1,060

Итого: 5,04
5.700
Временная (снеговая): длительнодействующая кратковременная

0.45

1.05

1.4

1.4

0.630

1,470

Итого: 1.50
2.100

ВСЕГО:

В том числе длительная

6,54

5,49


7.800

6,330

Нагрузка от перекрытия:

Постоянная: Собственный вес многопустот. плиты Тоже слоя цементного раствора Проектирование трехэтажного жилого здания(Проектирование трехэтажного жилого здания) Тоже керамической плитки Проектирование трехэтажного жилого здания Ригель

3,00

0.44

0,24

0,96

1.1

1.3

1.1

1,1

3,300

0.572

0.264

1,056

Итого: 4,64 - 5,192
Временная: В том числе длительнодействующая кратковременная

2,0

1.5

1.2

1.2

2,4

1.8

Итого: 3,5
4,2
ВСЕГО: В том числе: постоянная (3180Н/м2) и длительная (6500 Н/м2)

8,14

6,64

1.2

9,394

7,594


Грузовая площадь:


Проектирование трехэтажного жилого здания,


где l1 и l2- шаг колонн в обоих направлениях, м.

Определяем нагрузку от веса колонны в пределах одного этажа:


Проектирование трехэтажного жилого здания.


Расчетная длина колонны в многоэтажных зданиях принимается равной высоте этажа.

Подсчет нагрузки на колонну приведен в таблице 6. 2.


6.2 Определение изгибающих моментов колонны от расчетных нагрузок


Изгибающие моменты стоек определяются по разности абсолютных значений опорных моментов ригеля в узле. Для определения опорных моментов ригелей 1- го этажа находят коэффициент:


Проектирование трехэтажного жилого здания


I. Определение максимальных моментов в колонне при загружении по схеме 1+2:


Проектирование трехэтажного жилого зданияПроектирование трехэтажного жилого здания

Проектирование трехэтажного жилого здания

Здесь: значения Проектирование трехэтажного жилого здания и Проектирование трехэтажного жилого здания определяются по приложению 11(табл. 1) [1] по схемам 1 и 2 соответственно. Разность абсолютных значений опорных моментов в узле: — от действия полной нагрузки


Проектирование трехэтажного жилого здания


от действия длительной нагрузки


Проектирование трехэтажного жилого здания


Изгибающие моменты колонны 1- го этажа:

при действии полной нагрузки


Проектирование трехэтажного жилого здания;


при действии длительной нагрузки


Проектирование трехэтажного жилого здания;


Изгибающие моменты колонны 2- го этажа:

при действии полной нагрузки


Проектирование трехэтажного жилого здания;


при действии длительной нагрузки


Проектирование трехэтажного жилого здания;

II. Определение максимальных моментов в колонне при загружении по схеме 1+1(постоянная + временная нагрузки) от действия полной нагрузки определяется разность абсолютных значений опорных моментов в узле:


Проектирование трехэтажного жилого здания

Проектирование трехэтажного жилого здания


Изгибающие моменты колонны 1- го этажа.

при действии полной нагрузки


Проектирование трехэтажного жилого здания;


при действии длительной нагрузки


Проектирование трехэтажного жилого здания;


Изгибающие моменты колонны 2- го этажа:

при действии полной нагрузки


Проектирование трехэтажного жилого здания;


при действии длительной нагрузки


Проектирование трехэтажного жилого здания;

6.3 Расчет прочности средней колонны


Расчет ведется по двум основным комбинациям усилий:

по схеме 1+1, дающей максимальные продольные усилия;

по схеме 1+2, дающей максимальные изгибающие моменты;

Схема загружения 1+2: — от действия полной нагрузки


Проектирование трехэтажного жилого здания

Проектирование трехэтажного жилого здания;


здесь: NMAX=1302,1298кН - принято по таблице 6.2; l=lСР=7,4 м — от действия длительной нагрузки


Проектирование трехэтажного жилого здания

Проектирование трехэтажного жилого здания


Схема загружения 1+1: — от действия полной нагрузки


Проектирование трехэтажного жилого здания

Проектирование трехэтажного жилого здания — от действия длительной нагрузки

Проектирование трехэтажного жилого здания

Проектирование трехэтажного жилого здания


Подбор сечений симметричной арматуры. Класс тяжелого бетона В25 и класс арматуры А-III принимаем такими же, как и для ригеля. Для расчета принимаем большую площадь. Рабочая высота сечения Проектирование трехэтажного жилого здания, ширина b = 35 см, эксцентриситет силы

Проектирование трехэтажного жилого здания.


Случайный эксцентриситет


Проектирование трехэтажного жилого здания

Проектирование трехэтажного жилого здания,


но не менее 1 см. Для расчета принимаем Проектирование трехэтажного жилого здания. Находим значение момента в сечении относительно оси, проходящей через точку наименее сжатой (растянутой) арматуры:

-при длительной нагрузке:


Проектирование трехэтажного жилого здания;


-при полной нагрузке:

Проектирование трехэтажного жилого здания;


Отношение Проектирование трехэтажного жилого здания- следует учитывать влияние прогиба колонны, где Проектирование трехэтажного жилого здания. Выражение для критической продольной силы при прямоугольном сечении с симметричным армированием Проектирование трехэтажного жилого здания(без предварительного напряжения) с учетом, что Проектирование трехэтажного жилого здания, Проектирование трехэтажного жилого здания- примет вид:


Проектирование трехэтажного жилого здания,

где для тяжелого бетона


Проектирование трехэтажного жилого здания.


Значение Проектирование трехэтажного жилого здания<Проектирование трехэтажного жилого здания, которое равно


Проектирование трехэтажного жилого здания


Принимаем для расчета Проектирование трехэтажного жилого здания

Отношение модулей упругости Проектирование трехэтажного жилого здания

Задаемся коэффициентом армирования Проектирование трехэтажного жилого здания=0.025 и вычисляем критическую силу:


Проектирование трехэтажного жилого здания.


Вычисляем коэффициент Проектирование трехэтажного жилого здания:


Проектирование трехэтажного жилого здания


Значение Проектирование трехэтажного жилого здания равно:


Проектирование трехэтажного жилого здания.


Определяем граничную относительную высоту сжатой зоны по формуле (2.42)[1]:

Проектирование трехэтажного жилого здания,


где: Проектирование трехэтажного жилого здания; Рис. 8

Проектирование трехэтажного жилого здания


Вычисляем по формулам (18.1), (18. 2), (18.3)[1]:


Проектирование трехэтажного жилого зданияПроектирование трехэтажного жилого здания,

Проектирование трехэтажного жилого здания

Проектирование трехэтажного жилого здания,

Проектирование трехэтажного жилого здания.


Т.к. α<0, то принимаем Проектирование трехэтажного жилого зданияконструктивно по минимальному проценту армирования. Принимаем 2ф12 с As=2,26 см2 (прил. 6[1]), Проектирование трехэтажного жилого здания, для определения Проектирование трехэтажного жилого здания было принято Проектирование трехэтажного жилого здания — перерасчет можно не делать. Поперечная арматура принята из стали А-III диаметром 8 мм (из условия свариваемости с продольными стержнями). Шаг принят равным 200 мм, что удовлетворяет условиям:


S=200мм<20Чd=20Ч12=440мм

S=200мм<bk=350мм.


Шаг принят из условия обеспечения устойчивости продольных стержней и кратен 50мм.

6.4 Расчет консоли колонны

транснациональный корпорация обрабатывающий промышленность

Опорное давление ригеля Проектирование трехэтажного жилого здания(см. рис. 12).

Длина опорной площадки ригеля из условия смятия бетона:


Проектирование трехэтажного жилого здания,


где: Проектирование трехэтажного жилого здания- коэффициент при равномерно распределенной нагрузке;


Проектирование трехэтажного жилого здания.


Здесь: Проектирование трехэтажного жилого здания- для бетона класса В25 и ниже, Проектирование трехэтажного жилого здания- при местной краевой нагрузке на консоль,Проектирование трехэтажного жилого здания; b = 0.35 м – ширина колонны; Наименьший вылет консоли с учетом зазора с между гранью колонны и равномерно распределенной нагрузкой -Проектирование трехэтажного жилого здания:


Проектирование трехэтажного жилого здания.


Принимаем Проектирование трехэтажного жилого здания.

Пересчитываем значение длины опорной площадки:


Проектирование трехэтажного жилого здания.


Т.к. консоль короткая


(Проектирование трехэтажного жилого здания), то Проектирование трехэтажного жилого здания.

Высота сечения консоли:

— у грани колонны


Проектирование трехэтажного жилого здания,


принимаем Проектирование трехэтажного жилого здания;

— у свободного края


Проектирование трехэтажного жилого зданиям,


принимаем Проектирование трехэтажного жилого здания.

Момент в опорном сечении:


Проектирование трехэтажного жилого здания,

Проектирование трехэтажного жилого здания.


Принимаем расчетную высоту сечения


Проектирование трехэтажного жилого здания.


Определяем требуемую площадь арматуры:


Проектирование трехэтажного жилого здания.


Принимаем 2ф12 арматуры класса А-III c As=2,26 см2 (см. рис.13,б).

Проверка прочности наклонной сжатой полосы.

1. Проектирование трехэтажного жилого здания


В качестве горизонтальных хомутов принимаем 2ф6 А-I с Проектирование трехэтажного жилого здания.

Принимаем шаг хомутов S=100 (Проектирование трехэтажного жилого здания). Определяем:


Проектирование трехэтажного жилого здания

Проектирование трехэтажного жилого здания,


где:Проектирование трехэтажного жилого здания, Проектирование трехэтажного жилого здания,

тогда условие примет вид:


Проектирование трехэтажного жилого здания— удовлетворяется.


2.Условие:


Проектирование трехэтажного жилого здания— удовлетворяется.


Следовательно, прочность консоли обеспечена. Продольные стержни объединяют в каркас. Площадь сечения отогнутых стержней:


Проектирование трехэтажного жилого здания.


Принимаем 2ф14 класса А-III c As= 3,08 см2.

6.5 Расчет стыка колонн


Наиболее экономичный стык по расходу металла осуществляется ванной сваркой выпусков продольной рабочей арматуры колонны с последующим замоноличиванием стыка (см. рис13, а). Такой стык является равнопрочным с сечениями колонны в стадии эксплуатации. В стадии монтажа рассчитывается прочность ослабленного подрезами сечения колонны на местах смятия. Для производства работ стык колонны назначают на 0.8-1.2 м выше перекрытия

(принимаем 1 м). При расчете в стадии монтажа учитываются усилия в стыке только от постоянной нагрузки:

— вес покрытия


Проектирование трехэтажного жилого здания;


— вес перекрытия


Проектирование трехэтажного жилого здания, где n=3 - количество этажей;


— вес колонны


Проектирование трехэтажного жилого здания;


Тогда полная нагрузка составит: Проектирование трехэтажного жилого здания.

Определяем площадь ослабленного сечения в колонне:


Проектирование трехэтажного жилого здания


Расчетное сечение стыка:

Значение Проектирование трехэтажного жилого зданияпринимается как площадь ядра сечения, ограниченного контуром свариваемой сетки (в осях крайних стержней). Сетки косвенного армирования принимаем из проволоки ф4 класса Вр-1(см. рис. 13). Шаг проволоки принимаем в пределах от 45 до 100 мм.

Определяем


Проектирование трехэтажного жилого здания,


где: Проектирование трехэтажного жилого здания- количество ячеек; Проектирование трехэтажного жилого здания- площадь ячейки.

Толщина центрирующей прокладки 2 см.

Размер стороны прокладки


Проектирование трехэтажного жилого здания


Площадь распрямляющих листов с целью экономии металла принимается:


Проектирование трехэтажного жилого здания.


Принимаем Проектирование трехэтажного жилого здания.

Площадь листов определяют как площадь смятия: Проектирование трехэтажного жилого здания.

Условие прочности при косвенном армировании сварными сетками: Проектирование трехэтажного жилого здания.


Проектирование трехэтажного жилого здания-

приведенная призменная прочность бетона.


Проектирование трехэтажного жилого здания


коэффициент, учитывающий повышение несущей способности бетона с косвенным армированием;

Проектирование трехэтажного жилого здания- расчетное сопротивление арматуры сеток;


Проектирование трехэтажного жилого здания,


где: Проектирование трехэтажного жилого здания- количество горизонтальных и вертикальных стержней в сетке соответственно; Проектирование трехэтажного жилого здания - длина соответственно горизонтальных и вертикальных стержней в сетке; Проектирование трехэтажного жилого здания- площадь одного горизонтального и вертикального стержней соответственно; S = 100 мм – шаг сеток, принятый в соответствии с условиями:

1) Проектирование трехэтажного жилого здания,

2) Проектирование трехэтажного жилого здания,

3) Проектирование трехэтажного жилого здания.


Проектирование трехэтажного жилого здания


- коэффициент повышения несущей способности бетона с повышенным армированием;


Проектирование трехэтажного жилого здания,

тогда


Проектирование трехэтажного жилого здания.


Тогда:


Проектирование трехэтажного жилого здания


Окончательно условие примет вид:


Проектирование трехэтажного жилого здания-удовл.


Количество сеток:


Проектирование трехэтажного жилого здания.


Принимаем конструктивно 4 сетки.


6.6 Размеры и форма колонны


Схема для расчета представлена на рис. 11.

Высоту колонны определяем по формуле:


Проектирование трехэтажного жилого здания

величину заделки Проектирование трехэтажного жилого здания определяют из условий:


1) Проектирование трехэтажного жилого здания;

2) Проектирование трехэтажного жилого здания;


Определяем:


Проектирование трехэтажного жилого здания Проектирование трехэтажного жилого здания.

7. Расчет и конструирование фундамента под колонну


7.1 Определение глубины заложения фундамента


Нагрузка, передаваемая колонной 1-го этажа по обрезу фундамента - Проектирование трехэтажного жилого здания (см. табл. 6. 2) – расчетная;

Нормативная нагрузка


Проектирование трехэтажного жилого здания,


По конструктивным требования минимальная высота фундамента:


Проектирование трехэтажного жилого здания


Глубина заложения подошвы фундамента:


Проектирование трехэтажного жилого здания


7.2 Назначение размеров подошвы фундамента


Необходимая площадь подошвы фундамента:


Проектирование трехэтажного жилого здания,


где: R=300кПа – расчетное сопротивление грунта под подошвой фундамента (по заданию); Проектирование трехэтажного жилого здания - усредненный вес грунта на уступах фундамента; Пренебрегая малыми значениями моментов, фундамент рассчитывается как центрально загруженный. Наиболее рациональная форма центрально загруженного фундамента – квадратный в плане. Тогда сторона подошвы Проектирование трехэтажного жилого здания.

Принимаем Проектирование трехэтажного жилого здания. Затем пересчитываем площадь: Проектирование трехэтажного жилого здания.


7.3 Расчет прочности фундамента


Схема для расчета представлена на рис. 12.

Сечение1-1:


Проектирование трехэтажного жилого здания

Проектирование трехэтажного жилого здания.


Сечение2-2:


Проектирование трехэтажного жилого здания


Сечение3-3:


Проектирование трехэтажного жилого здания.


Плитная часть армируется сеткой со стержнями арматуры класса А-III с Проектирование трехэтажного жилого здания.

Требуемая площадь арматуры:


Проектирование трехэтажного жилого здания

Проектирование трехэтажного жилого здания

Проектирование трехэтажного жилого здания


Определяем шаг стержней и их требуемое количество:


1) Проектирование трехэтажного жилого здания, Проектирование трехэтажного жилого здания

2) Проектирование трехэтажного жилого здания , Проектирование трехэтажного жилого здания

3) Проектирование трехэтажного жилого здания, Проектирование трехэтажного жилого здания.


Окончательно принимаем 20ф10 класса А-III c As= 15,7 см2 с шагом S=100мм (см. рис. 13).

8. Расчет и конструирование монолитного ребристого перекрытия с балочными плитами


8.1 Исходные данные


Сетка колонн 6,0Ч7,4м.

Для железобетонных конструкций принят тяжелый бетон класса В25: Rb=14.5 МПа,


Rbt=1.05 МПа,Проектирование трехэтажного жилого здания,

Eb=30 000МПа,

Rbn=18.5МПа,

Rbtu=1.6МПа.


Арматура: продольная рабочая для второстепенных балок из стали класса А-II:


Rs=280МПа,

Rsw=225МПа,

Es=210000МПа;


Поперечная (хомуты) из стали класса А-I:


Rs=235МПа,

Rsw=175МПа,

Es=210000МПа;


Арматура сварных сеток для армирования плиты из обыкновенной стальной проволоки класса Вр-I с Rs=370МПа для Проектирование трехэтажного жилого здания.

8.2 Компоновка перекрытия


Для прямоугольной сетки колонн Проектирование трехэтажного жилого зданияследует принять балочный тип перекрытия.

Расположение главных балок (ригелей рам) принимаем поперек здания с пролетом Проектирование трехэтажного жилого здания. Привязка продольных и торцевых каменных стен Проектирование трехэтажного жилого здания. Шаг второстепенных балок (пролет плиты) в соответствии с рекомендациями таблицы I при толщине плиты


Проектирование трехэтажного жилого зданияПроектирование трехэтажного жилого здания.


Пролет второстепенных балок -Проектирование трехэтажного жилого здания. Толщина плиты - Проектирование трехэтажного жилого зданияГлубина опирания на стены: плиты Проектирование трехэтажного жилого здания, второстепенных балок Проектирование трехэтажного жилого здания, главных балок Проектирование трехэтажного жилого здания. Бетон класса В 15 с Rb=8.5 МПа, Rbt=0,75 МПа. Предварительно задаемся размерами второстепенной и главной балок.


8.3 Расчет плиты перекрытия


Для расчета плиты условно вырезаем полосу шириной 1м, опертую на второстепенные балки и нагруженную равномерно распределенной нагрузкой. Расчетная схема представлена на рис. 14.

Расчетные пролеты:


— крайний Проектирование трехэтажного жилого здания;

— средний Проектирование трехэтажного жилого здания;


В продольном направлении расчетный пролет плиты:


Проектирование трехэтажного жилого здания.


Отношение Проектирование трехэтажного жилого здания, т.е. плита должна рассматриваться как балочная. Нагрузку на 1 м2 плиты перекрытия записываем в таблицу 7.1.

При принятой ширине полосы 1 м нагрузка, приходящаяся на 1 м2 плиты, в то же время является нагрузкой на 1 м погонной полосы. С учетом коэффициента надежности по назначению здания Проектирование трехэтажного жилого здания нагрузка на 1пог. м будет Проектирование трехэтажного жилого здания. За расчетную схему плиты принимаем неразрезную балочную с равными пролетами.

8.3.1 Определение расчетных моментов. Расчетные изгибающие моменты в сечениях плиты определяются с учетом их перераспределения за счет появления пластических деформаций:

- в среднем пролете и на средних опорах:


Проектирование трехэтажного жилого здания;


- в крайнем пролете и не первой промежуточной опоре:


Проектирование трехэтажного жилого здания


Подбор арматуры

Требуемое количество продольной арматуры для обеспечения прочности нормальных сечений при рабочей высоте сечения плиты


Проектирование трехэтажного жилого здания.

Для среднего пролета Проектирование трехэтажного жилого здания.

Расчетный табличный коэффициент при Проектирование трехэтажного жилого здания:


Проектирование трехэтажного жилого здания.


По приложению Ⅹ [2] определяем табличные коэффициенты Проектирование трехэтажного жилого здания, Проектирование трехэтажного жилого здания.

Так как отношение Проектирование трехэтажного жилого здания не превышает 30, то можно снизить величину момента на 20% за счет благоприятного влияния распора. Тогда требуемая площадь сечения арматуры:


Проектирование трехэтажного жилого здания.


По сортаменту сварных сеток ГОСТ8478-81 (прил. УП [2]) принимаем: для средних пролетов и над средними опорами 5ф4 Вр-I с АS=0.63см2 или сетку С-1:


Проектирование трехэтажного жилого здания


Сетки С-1 раскатывают поперек второстепенных балок. В учебных целях при разработке курсового проекта допускается проектировать индивидуальные сетки. Коэффициент армирования


Проектирование трехэтажного жилого здания,

т.е. больше минимально допустимого. Для крайнего пролета плиты Проектирование трехэтажного жилого здания;


Проектирование трехэтажного жилого здания


По приложению Ⅹ [2] определяем табличные коэффициенты Проектирование трехэтажного жилого здания, Проектирование трехэтажного жилого здания. Для крайних пролетов плит, опора которых на стену является свободной, влияние распора не учитывают.


Проектирование трехэтажного жилого здания.


Кроме сетки С-1, которая должна быть перепущена из среднего пролета АS=0.5см2, необходима дополнительная сетка (С-2) с площадью сечения рабочей арматуры


Проектирование трехэтажного жилого здания.


Можно принять дополнительную сетку С-2:


Проектирование трехэтажного жилого здания


Так как условие выполняется, то хомуты в плите перекрытия не ставят:


Проектирование трехэтажного жилого здания,

Проектирование трехэтажного жилого здания.

9. Расчет второстепенной балки монолитного ребристого перекрытия


Второстепенная балка рассчитывается как многопролетная неразрезная балка таврового сечения. Конструктивная и расчетная схема второстепенно балки показана на рис.

Расчетные пролеты:


— крайние Проектирование трехэтажного жилого здания;

— средние Проектирование трехэтажного жилого здания;


Расчетные нагрузки на 1м определим с помощью таблицы 7, путем умножения их значений на шаг второстепенных балок, т.е. Проектирование трехэтажного жилого здания. Тогда постоянная нагрузка (от собственной массы перекрытия и второстепенной балки) с учетом коэффициента надежности по назначению здания,Проектирование трехэтажного жилого здания:


Проектирование трехэтажного жилого здания


Временная нагрузка с учетом Проектирование трехэтажного жилого здания:


Проектирование трехэтажного жилого здания.


Полная нагрузка:


Проектирование трехэтажного жилого здания.

Статический расчет балки. Расчетные усилия в сечениях балки определяются с учетом их перераспределения за счет появления пластических деформаций. Изгибающие моменты:

- в первом пролете


Проектирование трехэтажного жилого здания;


- на первой промежуточной опоре


Проектирование трехэтажного жилого здания;


- в средних пролетах и на средних опорах


Проектирование трехэтажного жилого здания;


Для средних пролетов балки определяют минимальные изгибающие моменты от невыгодного расположения временной нагрузки Проектирование трехэтажного жилого здания на смежных пролетах при отношении


Проектирование трехэтажного жилого здания.


Тогда в сечении 6 на расстоянии от опоры Проектирование трехэтажного жилого здания:


Проектирование трехэтажного жилого здания,


в сечении 7 на расстоянии от опоры Проектирование трехэтажного жилого здания:

Проектирование трехэтажного жилого здания.


Поперечные силы:

- на опоре А:


Проектирование трехэтажного жилого здания;


- на опоре В слева:


Проектирование трехэтажного жилого здания;


- на опоре В справа и на остальных опорах:


Проектирование трехэтажного жилого здания.


Определение высоты сечения второстепенной балки. Высота сечения балки определяется по опорному моменту при значении коэффициента Проектирование трехэтажного жилого здания и Проектирование трехэтажного жилого здания(для элементов, рассчитываемых с учетом перераспределения внутренних усилий):


Проектирование трехэтажного жилого здания,

Проектирование трехэтажного жилого здания.


Принимаем ранее принятую Проектирование трехэтажного жилого здания, тогда Проектирование трехэтажного жилого здания. Проверяем достаточность высоты сечения второстепенной балки для обеспечения прочности бетона при действии главных сжимающих усилий:

Проектирование трехэтажного жилого здания.


Условие удовлетворяется, следовательно, высота сечения второстепенной балки достаточна.

Расчет по прочности сечений, нормальных к продольной оси балки. Отношение Проектирование трехэтажного жилого здания, значит в расчет может быть введена ширина полки таврового сечения в пролете балки. Проектирование трехэтажного жилого здания,что больше, чем Проектирование трехэтажного жилого здания. Изгибающий момент, воспринимаемый сжатой полкой сечения и растянутой арматурой:


Проектирование трехэтажного жилого здания.


Т.к. Проектирование трехэтажного жилого здания, то нейтральная ось пересекает полку и пролетное сечение балки рассчитывается как прямоугольное. Определение площади сечения нижней рабочей продольной арматуры в крайнем пролете балки:


Проектирование трехэтажного жилого здания,


по приложению Ⅹ [2] определяем табличные коэффициенты Проектирование трехэтажного жилого здания, Проектирование трехэтажного жилого здания.


Проектирование трехэтажного жилого здания

Принимаем 2ф18 класса А-II c As= 5,09 см2. Коэффициент армирования:


Проектирование трехэтажного жилого здания


Определение площади сечения арматуры в среднем пролете балки:


Проектирование трехэтажного жилого здания,


табличные коэффициенты Проектирование трехэтажного жилого здания, Проектирование трехэтажного жилого здания, тогда


Проектирование трехэтажного жилого здания.


Принимаем 2ф14 класса А-II c As= 3.08 см2. Растянутую рабочую арматуру в опорных сечениях второстепенных балок монолитных перекрытий конструируют в виде рулонных сеток с поперечной рабочей арматурой, раскатываемых вдоль главных балок. Размеры расчетного сечения: Проектирование трехэтажного жилого здания. Определение рабочей арматуры в сечении над второй от края опорой:


Проектирование трехэтажного жилого здания,


по приложению Ⅹ [2] определяем табличные коэффициенты Проектирование трехэтажного жилого здания, Проектирование трехэтажного жилого здания.

Проектирование трехэтажного жилого здания


Принимаем 20ф5Вр-1 c As= 3,92 см2.

Коэффициент армирования:


Проектирование трехэтажного жилого здания


В сечении сеток, располагаемых в два слоя на ширине Проектирование трехэтажного жилого здания, требуемый шаг стержней Проектирование трехэтажного жилого здания. Ставим две рулонные сетки:


Проектирование трехэтажного жилого здания


Обрывы надопорных сеток назначаем на следующих расстояниях: для одного конца сетки Проектирование трехэтажного жилого здания; для другого Проектирование трехэтажного жилого здания. Определение рабочей арматуры в сечении над остальными опорами:


Проектирование трехэтажного жилого здания,


по приложению Ⅹ [2] определяем табличные коэффициенты Проектирование трехэтажного жилого здания, Проектирование трехэтажного жилого здания.


Проектирование трехэтажного жилого здания


Принимаем 14ф5 Вр-1 c As= 2.75 см2.

Требуемый шаг стержней Проектирование трехэтажного жилого здания.

Принимаем Проектирование трехэтажного жилого здания.

Рулонные сетки Проектирование трехэтажного жилого зданияс обрывами на 1.8 и 1.45 м от оси опор. За пределами длины надопорных сеток, т.е. на расстоянии Проектирование трехэтажного жилого зданияот опор, минимальный отрицательный момент должен быть воспринят верхними стержнями арматурного каркаса балки и бетоном. Отрицательный изгибающий момент в сечении на расстоянии Проектирование трехэтажного жилого зданияот опоры находим по интерполяции между величинами Проектирование трехэтажного жилого здания и Проектирование трехэтажного жилого здания:


Проектирование трехэтажного жилого здания


При прямоугольном сечении Проектирование трехэтажного жилого здания:


Проектирование трехэтажного жилого здания,

Проектирование трехэтажного жилого здания, Проектирование трехэтажного жилого здания.

Проектирование трехэтажного жилого здания.


Принимаем 2ф10 класса А-II c As= 1.57 см2.

Расчет по прочности сечений, наклонных к продольной оси балки.

Расчет ведется на действие поперечной силы. Прочность элемента по наклонному сечению на действие поперечной силы считается обеспеченной при отсутствии наклонных стержней, если соблюдается условие:Проектирование трехэтажного жилого здания,

где: Проектирование трехэтажного жилого здания- поперечная сила в элементе; Проектирование трехэтажного жилого здания- сумма осевых усилий в поперечных арматурных стержнях, пересекаемых сечением; Проектирование трехэтажного жилого здания- проекция на нормаль к продольному направлению элемента равнодействующей усилий в сжатой зоне бетона; Наибольшее значение поперечной силы на первой промежуточной опоре слева Проектирование трехэтажного жилого здания. Вычисляем проекцию расчетного наклонного сечения (С) на продольную ось.

Влияние свесов сжатой полки:


Проектирование трехэтажного жилого здания,


где Проектирование трехэтажного жилого здания принимается не более Проектирование трехэтажного жилого здания, тогда


Проектирование трехэтажного жилого здания.


Вычисляем:


Проектирование трехэтажного жилого здания,


где Проектирование трехэтажного жилого здания- для тяжелого бетона; Проектирование трехэтажного жилого здания - коэффициент, учитывающий влияние продольных сил.

В расчетном наклонном сечении Проектирование трехэтажного жилого здания, тогда


Проектирование трехэтажного жилого здания.


Принимаем Проектирование трехэтажного жилого здания, тогдаПроектирование трехэтажного жилого здания;


Проектирование трехэтажного жилого здания,

т.е. поперечные стержни по расчету не требуются. Диаметр поперечных стержней устанавливаем из условия сварки в продольными стержнями Проектирование трехэтажного жилого здания и принимаем Проектирование трехэтажного жилого здания класса А-I c Проектирование трехэтажного жилого здания.

Число каркасов два, Проектирование трехэтажного жилого здания.

Шаг поперечных стержней по конструктивным условиям Проектирование трехэтажного жилого здания, но не более 15 см. Для всех приопорных участков промежуточных и крайней опор балки принимаем Проектирование трехэтажного жилого здания. В средней части пролета (на расстоянии Проектирование трехэтажного жилого здания) шаг Проектирование трехэтажного жилого здания.

Производим проверку по сжатой полосе между наклонными трещинами:


Проектирование трехэтажного жилого здания; Проектирование трехэтажного жилого здания;

Проектирование трехэтажного жилого здания;

Проектирование трехэтажного жилого здания.


Условие:


Проектирование трехэтажного жилого здания


— удовлетворяется.

Расчет по прочности сечений, наклонных к продольной оси балки, на действие изгибающего момента.

Прочность наклонного сечения на действие изгибающего момента обеспечивается надлежащим заанкерованием рабочей продольной арматуры на опорах балки и в местах обрыва продольных стержней. Продольные стержни растянутой и сжатой арматуры должны быть заведены за нормальное к продольной оси элемента сечение, в котором они учитываются с полным расчетным сопротивлением, на длину не менее Проектирование трехэтажного жилого здания, равную:

Проектирование трехэтажного жилого здания, но не менее Проектирование трехэтажного жилого здания.


На свободной опоре балки напряжение продольной арматуры теоретически равно нулю, и длина заделки стержней периодического профиля ф18 А-II за грань должна быть не менее Проектирование трехэтажного жилого здания. Конструктивно глубина заделки балки в стену 25см. В среднем пролете балки до опоры доводятся два нижних продольных стержня

Ф14 А-II. Расчет по раскрытию трещин и по деформациям для конструкций монолитного ребристого перекрытия допускается не производить, т.к. на основании практики из применения установлено, что величина раскрытия трещин в них не превышает предельно допустимых величин и жесткость конструкций в стадии эксплуатации достаточна.


9.1 Исходные данные


Сетка колонн 7,4Ч6,0м, число этажей-3, высота этажа 3.0м, размер оконного проема принимаем 1.5Ч1.4м, толщина наружной стены 510 мм.

Материалы: кирпич (обожженная глина пластического прессования) по [3]; раствор марки М50. Кладка сплошная, плотность кладки 18.000 Проектирование трехэтажного жилого здания, ширина оконного проема Проектирование трехэтажного жилого здания, высота Проектирование трехэтажного жилого здания. Ширина рассчитываемого простенка Проектирование трехэтажного жилого здания. Грузовая площадь


Проектирование трехэтажного жилого здания (см. рис. 19),


Проектирование трехэтажного жилого здания шаг колонн в поперечном направлении,

Проектирование трехэтажного жилого здания шаг колонн в продольном направлении.

Нагрузка от верхних этажей, перераспределившись, прикладывается в центр тяжести сечения простенка. Нагрузка от перекрытия рассматриваемого этажа приложена с

фактическим эксцентриситетом. Расстояние от точки приложения опорной реакции балки до внутренней поверхности стены


Проектирование трехэтажного жилого здания.


Принимаем Проектирование трехэтажного жилого здания.


9.2 Сбор нагрузок на простенок для сборного варианта перекрытия


1. Нагрузка от покрытия и перекрытия в уровне верха плиты перекрытия 1-го этажа:


Проектирование трехэтажного жилого здания


здесь Проектирование трехэтажного жилого здания- количество этажей;

2. Расчетная нагрузка от веса кирпичной кладки в уровне верха плиты перекрытия 1-го этажа:


Проектирование трехэтажного жилого здания


3. Нагрузка от кладки над оконным проемом 1-го этажа:


Проектирование трехэтажного жилого здания

4. Нагрузка от перекрытия 1-го этажа:


Проектирование трехэтажного жилого здания.


5. Полная расчетная нагрузка в сечении II-II:


Проектирование трехэтажного жилого здания


Определим расчетные моменты:

- момент в сечении I-I:


Проектирование трехэтажного жилого здания;


- момент в сечении II-II:


Проектирование трехэтажного жилого здания,


где Проектирование трехэтажного жилого здания.


9.3 Расчетные характеристики


Площадь сечения простенка:


Проектирование трехэтажного жилого здания.

Коэффициент условия работы кладки Проектирование трехэтажного жилого здания. Расчетное сопротивление кладки на растворе М50 с Проектирование трехэтажного жилого здания. Упругая характеристика кладки Проектирование трехэтажного жилого здания. Расчетная линия простенка


Проектирование трехэтажного жилого здания.


Гибкость простенка


Проектирование трехэтажного жилого здания.


По таблице 18 [3] определяем коэффициент продольного изгиба Проектирование трехэтажного жилого здания (по интерполяции). Найденное значение Проектирование трехэтажного жилого здания принимается для средней трети высоты простенка. Расчетное сечение I-I (см. рис), поэтому значение для сечений I-I принимаем откорректированным Проектирование трехэтажного жилого здания. Расчетный эксцентриситет продольной силы:


Проектирование трехэтажного жилого здания.


Проверку несущей способности простенка в сечении I-I производим из расчета его на внецентренное сжатие по формуле:Проектирование трехэтажного жилого здания,

Здесь:Проектирование трехэтажного жилого здания- площадь сжатой части сечения. Для прямоугольного сечения:


Проектирование трехэтажного жилого здания;

Проектирование трехэтажного жилого здания- коэффициент продольного изгиба для внецентренно сжатых элементов: Проектирование трехэтажного жилого здания;

где Проектирование трехэтажного жилого здания; Проектирование трехэтажного жилого здания- коэффициент продольного изгиба для сжатой части сечения, определяемый по таблице 18[3] в зависимости от:


Проектирование трехэтажного жилого здания,


где


Проектирование трехэтажного жилого здания; Проектирование трехэтажного жилого здания;

Проектирование трехэтажного жилого здания;


При


Проектирование трехэтажного жилого здания (Проектирование трехэтажного жилого здания) Проектирование трехэтажного жилого здания; Проектирование трехэтажного жилого здания,


тогда несущая способность простенка в сечении I-I:


Проектирование трехэтажного жилого здания


Прочность простенка обеспечена.

Список литературы


СНиП 2.03.01-84*. Бетонные и железобетонные конструкции. Госстрой СССР, 1989г.

СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. Госстрой СССР, 1986г.

СНиП II-22-81. Каменные и армокаменные конструкции. Госстрой СССР, 1983г.

Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции: общий курс: Учебник для вузов М.: Стройиздат, 1991г.

Бондаренко В.М., Суворкин Д.Г. Железобетонные и каменные конструкции: Учебник для студентов ВУЗов по спец. ПГС. М.: Высшая школа, 1987г.

Бондаренко В.М., Судницин А.И. Расчёт строительных конструкций. Железобетонные и каменные конструкции. М.: Высшая школа, 1988г.

Манриков А.П. Примеры расчёта железобетонных конструкций: Учебное пособие для техникумов. М.: Стройиздат, 1989г.

Пособие по проектированию каменных и армокаменных конструкций (к СНиП II-22-81) Госстрой СССР, 1989г.

Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжёлых и лёгких бетонов без преднапряжения арматуры (к СНиП 2.03.01-84). Госстрой СССР, 1986г.

Пособие по проектированию предварительно напряжённых железобетонных конструкций из тяжёлых и лёгких бетонов (к СНиП 2.03.01-84). Часть 1. Госстрой СССР, 1988г.

Пособие по проектированию предварительно напряжённых железобетонных конструкций из тяжёлых и лёгких бетонов (к СНиП 2.03.01-84). Часть 2. Госстрой СССР, 1988г.

Рефетека ру refoteka@gmail.com