ЖБК. КП-1 Пояснилка, ОСН часть. 2. Исходные данные для выполнения курсового проекта
 Скачать 1.47 Mb.
|
|
Введение Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 2 КГАСУ. ИС. ЖБ и КК. Кп-1 0315257 В данном курсовом проекте рассматривается 3-ех этажный жилой дом с неполным каркасом. Здание компонуется из одного температурно-осадочного блока. Несущую систему здания образуют сборные плиты перекрытий, сборные колонны и монолитные ригели. В зданиях с неполным каркасом плиты крайних пролетов опираются непосредственно на кирпичные наружные стены.
Требуется разработать проект железобетонных конструкций многоэтажного здания с неполным каркасом и сборно-монолитными перекрытиями, выполнить расчеты многопролетного неразрезного монолитного ригеля, колонны и фундамента; выполнить рабочие чертежи проектируемых железобетонных конструкций и деталей узлов сопряжения элементов. 2. Исходные данные для выполнения курсового проекта
Этап 1. Компоновка конструктивной схемы здания, подбор сечений, расчетная схема здания, сбор нагрузок. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 3 КГАСУ. ИС. ЖБ и КК. Кп-1 0315257 1.1. Компоновка конструктивной схемы здания Сечение колонны назначается после сбора нагрузок. Сечение ригеля назначается конструктивно. В соответствии с заданием пролёт плиты перекрытия (номинальный размер) составляет Ширина среднего монолитного ригеля при этом будет равна: b = 5.4 -4.78 = 620мм. Высота полки монолитного ригеля по заданию Тогда высота ригеля составит: h = 220 + 60 = 280мм. Ширина свесов полок монолитного ригеля принимается не более 1/6 его пролёта. Принимаем ширину свеса Ширина полки ригеля равна: Расчётная схема поперечного сечения монолитного ригеля представлена на Рис.1 Рис. 1. Расчётная схема поперечного сечения монолитного ригеля. Ширину площадки опирания плит перекрытия на наружные стены принимаем 140мм (не менее 120мм), тогда ширина крайних пролётов в продольном направлении (между осями 1 и 2, 5 и 6) составит 5200 мм (кратно модулю М100). Раскладку плит перекрытия производим по их конструктивной ширине . Для пролётов между осями А и Б, В и Г принимаем 2 плиты шириной 1200мм, и одну плиту шириной 1500мм, а для пролета между осями Б и В принимаем 3 плиты шириной 1200 мм. Ширина монолитного участка составит 600 мм. Для расчетов на 7 этапе выбираем плиту шириной 1500мм, как наибольшую из выбранных. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 4 КГАСУ. ИС. ЖБ и КК. Кп-1 0315257 1.2. Выбор расчетной схемы каркаса Расчётная схема рамы представляет собой плоскую раму, см. рис. 2. При построении расчётной схемы учитывается жёсткое сопряжение ригеля с колонной, шарнирное опирание ригеля на стены. Ригели и колонны рассчитываются с длиной, равной соответственно l2 =4.2 м Нэт = 3м. Рис. 2. Расчётная схема поперечной рамы. Расчётная высота колонн равна расстоянию между центрами тяжести поперечного сечения прямоугольной части монолитного ригеля без учёта полок. Высота нижних колонн принимается с учетом расстояния от пола до верхнего обреза фундамента 150мм. Ветровая нагрузка не учитывается. Нагрузка на ригель прикладывается равномерно распределённой. 1.3. Сбор нагрузок на элементы перекрытия По бланку задания район строительства – III, расчётное значение снеговой нагрузки (временной нагрузки на покрытие) по п. 5.2 [4] составляет 1,5 кН/м2, нормативное значение, с учётом коэффициента надёжности для снеговой нагрузки, составляет 1,5* 1,4 = 2.1 кН/м2. Значение временной нормативной нагрузки на перекрытие по заданию – 2 кН/м2. В соответствии с п. 3.7 [4] значение коэффициента надёжности для временной нагрузки составит Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 5 КГАСУ. ИС. ЖБ и КК. Кп-1 0315257 Коэффициенты надёжности по материалу указаны в таблице 1, коэффициент надёжности по уровню ответственности здания принимается в соответствии с прил. 7 [4], для класса ответственности II составляет Состав конструкций кровли и пола указан в таблице 1. Согласно п. 3.8 [4], коэффициент сочетания , зависящий от грузовой площади, для расчета монолитного ригеля равен: ; , где – грузовая площадь монолитного ригеля; – в соответствии с п. 3.8 [4]. Грузовая площадь плиты перекрытия будет равна: А=* , где =4800мм –пролет плиты, =1500мм – ширина плиты. А=4.8*1.5=7.2 А=7.2, коэф. сочетания для плиты перекрытия не учитываем Коэффициент сочетания , для кирпичного простенка: ; . Коэффициент , учитывающий количество перекрытий, в соответствии с п. 3.9 [4], равен: ; где n = 3 – число перекрытий, расположенных над рассчитываемой колонной. Коэффициент для кирпичного простенка: Собственный вес ригеля составляет: ; где Ap = 0,2576 м2 – площадь сечения ригеля; – плотность железобетона ригеля; – коэффициент надёжности по нагрузке для собственного веса железобетона ригеля; – коэффициент надёжности по II уровню ответственности. Сбор нагрузок на покрытие и междуэтажные перекрытия Таблица 1
Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 6 КГАСУ. ИС. ЖБ и КК. Кп-1 0315257 Полная расчётная нагрузка на покрытия с учётом класса ответственности здания II будет равна . Полная расчётная нагрузка на перекрытия с учётом класса ответственности здания II будет равна . Полная расчётная нагрузка на перекрытия для определения продольного усилия в кирпичном простенке с учётом класса ответственности здания II будет равна: . Полная расчётная нагрузка на перекрытия для определения изгибающего в кирпичном простенке с учётом класса ответственности здания II будет равна . Полная расчётная нагрузка на перекрытия для расчета плиты перекрытия с учётом класса ответственности здания II будет равна . Полная нормативная нагрузка: Нормативная длительная нагрузка: .Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 7 КГАСУ. ИС. ЖБ и КК. Кп-1 0315257 Расчётная нагрузка на ригеля от покрытия с учётом собственного веса ригеля составит:
;
- полная:; в т. ч. длительная: где – коэффициент, учитывающий долю длительной составляющей в полной снеговой нагрузке в соответствии с [4]. По аналогии, расчётная нагрузка на ригеля от перекрытия с учётом собственного веса ригеля составит:
в т. ч. длительная: ; где – коэффициент, учитывающий долю длительной составляющей во временной нагрузке (принят условно). Где - коэффициент сочетания, зависящий от грузовой площади перекрытия. Нормативная нагрузка на ригеля от перекрытия с учетом собственного веса ригеля составит: -постоянная; -временная ; -полная ; в т. ч.: -длительная; -кратковременная . Для подбора сечения колонны определяем продольную силу, воспринимаемую колонной первого этажа от полной расчётной нагрузки: ; где – полная расчётная нагрузка на покрытия; – полная расчётная нагрузка на перекрытия; l1 = 5,4м – шаг колонн в продольном направлении; l2 = 4,2м – шаг колонн в поперечном направлении; nэт. = 3 – число перекрытий, передающих нагрузку на колонну; .Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 8 КГАСУ. ИС. ЖБ и КК. Кп-1 0315257 Назначаем размеры поперечного сечения колонн из условия п. 6.2.17 [1], когда , где . Гибкость колонны в любом случае должна быть: . Отсюда требуемая оптимальная высота поперечного сечения колонны (при ): , где . Требуемая оптимальная высота поперечного сечения составляет: Поскольку колонна воспринимает только вертикальные нагрузки, предварительно принимаем её поперечное сечение квадратным со стороной 250мм. Для окончательного назначения размеров поперечного сечения с учётом полученных по расчёту вертикальных нагрузок, определяем собственный вес колонны. Собственный вес колонны составит: , (где 250мм – сторона поперечного сечения колонны; – объёмный вес железобетона; ; ). Определяем усилие в колонне первого этажа с учётом её собственного веса: , где 3м – высота этажа; 3– число этажей. Предварительно определяем несущую способность колонны, приняв в первом приближении коэффициент продольного изгиба : ; где =8,5МПа – расчётное сопротивление бетона по прочности на осевое сжатие; =355МПа – расчётное сопротивление арматуры сжатию; – коэффициент, соответствующий максимальному проценту армирования – 3%. Предельная несущая способность составит: Следовательно, окончательно принимаем колонну с размерами поперечного сечения 250х250. Этап 2. Статический расчёт рамы В курсовом проекте статический расчёт выполняем для монолитного железобетонного ригеля второго этажа. Поперечная рама здания имеет регулярную расчётную схему с равными пролётами монолитных ригелей и длинами колонн. Сечение монолитных ригелей и колонн одинаково на всех этажах. Монолитные ригели опираются на наружные стены шарнирно. При расчёте инженерным методом, с целью упрощения, такую многоэтажную раму расчленяют на одноэтажные, при этом в точках нулевых моментов колонн (в середине высоты) условно размещают опорные шарниры. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 9 КГАСУ. ИС. ЖБ и КК. Кп-1 0315257 Рис. 4. Расчётная схема одноэтажной рамы (цифрами обозначены номера опор). 1. Определяем геометрические характеристики элементов поперечной рамы. Находим центр тяжести поперечного сечения монолитного железобетонного ригеля, представляющего собой тавр: ; где – статический момент ребра относительно верхней грани полки. – статический момент полки относительно её верхней грани. – площадь поперечного сечения ригеля. Момент инерции ригеля относительно центра тяжести поперечного сечения: Момент инерции поперечного сечения колонны: ;Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 0 КГАСУ. ИС. ЖБ и КК. Кп-1 0315257 2. Погонная жёсткость ригеля: ; где – начальный модуль упругости для бетона. Погонная жёсткость колонны: 3. Определяем соотношение погонных жёсткостей средней колонны и ригеля, пересекающихся в одной точке: 4. Изгибающие моменты ригеля в опорных сечениях вычисляем по формуле: ; где (, , , – в соответствии со схемой загружения табл. 2) – коэффициенты для вычисления опорных изгибающих моментов, определяются по табл. 26 [5] в зависимости от схем загружения и коэффициента . 31,41 кН/м – постоянная расчетная нагрузка на ригеля от перекрытия;7,63 кН/м – временная расчётная нагрузка на ригеля от перекрытия; 4,2 м – расчётная длина ригеля. Рис. 5. Схема расположения опорных моментов (цифрами обозначены номера опор, размеры условные). Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 1 КГАСУ. ИС. ЖБ и КК. Кп-1 0315257 5. Вычисляем изгибающий момент ригеля в опорном сечении от постоянной нагрузки и различных схем загружения временной нагрузкой. Вычисления выполняем в табличной форме, см. табл. 2. Таблица 2
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||