смпап. Курсовой проект по дисциплине Железобетонные и каменные конструкции проектирование четырехэтажного промышленного здания

• Название: Курсовой проект по дисциплине Железобетонные и каменные конструкции проектирование четырехэтажного промышленного здания
• Анкор: смпап
• Дата: 28.04.2022
• Размер: 4.21 Mb.
• Имя файла: ZhBK_Lotova_Ekaterina_gr_12-S-4_01_03_2021_1.docx
• Тип: Курсовой проект; #503038
• страница: 14 из 14

5.4. Проверка прочности нижней ступени против продавливания

Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание производится из условия (8.87) п. 8.1.47 [3]

где F_н – сосредоточенная сила от внешней нагрузки; F_ult – предельное усилие, воспринимаемое бетоном.

Продавливающая сила принимается за вычетом нагрузок, приложенных к противоположной грани плиты в пределах площади с размерами, превышающими размеры площадки опирания на h₀₃ во всех направлениях (п. 3.2.72 [8]).

где A_н – площадь нижнего основания пирамиды продавливания.

Периметр контура расчетного поперечного сечения на расстоянии 0,5h₀₃ от границы площадки опирания средней ступени фундамента

При , прочность нижней ступени против продавливания обеспечена.

5.5. Расчет плиты фундамента на изгиб

Изгибающие моменты от реактивного давления грунта в сечениях по граням колонны и уступов фундамента

Необходимая площадь продольной арматуры класса А500С у подошвы фундамента в продольном и поперечном направлениях определяется по приближенной формуле

В арматурных сетках подошвы диаметр рабочих стержней, укладываемых вдоль стороны длиной до 3 м включительно, должен быть не менее 10 мм, а стержней, укладываемых вдоль стороны длиной более 3 м, ‒ не менее 12 мм в соответствии с п. 4.1.1 [18].

В соответствии с п. 10.3.8 [3] шаг арматурных стержней в сетках принимается не более 400 мм и не более 1,5h₁ для плит толщиной более 150 мм, что обеспечивает эффективное вовлечение в работу бетона, равномерное распределение напряжений и деформаций, а также ограничение ширины раскрытия трещин между стержнями арматуры.

Принимаем сварную сетку из стержней диаметром 10 мм с шагом 150 мм в обоих направлениях 17 10 класса А500С площадью больше требуемой А_s^ф = 78,5 · 17 = 1334,5 мм² >  мм².

Процент армирования сечений

что больше μ_min = 0,1% для изгибаемых элементов в соответствии с п. 10.3.6 [3].

Глава 6. Расчет каменных конструкций

6.1. Расчет прочности кирпичной кладки в простенке

Нагрузка на простенок (рис. 30) в уровне низа ригеля перекрытия первого этажа:

• 
  снеговая нагрузка для III снегового района
  

где S₀ – нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия; γ_f – коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый равным 1,4 для снеговой нагрузки (п. 10.12 [4]); l – номинальная длина плиты перекрытия (до вычета швов замоноличивания, см. п. 1); B – ширина здания в свету; b_кл – толщина кладки наружной стены; b_св – свес карниза.

где c_e – коэффициент, учитывающий снос снега с покрытий зданий под действием ветра или иных факторов, принимается в соответствии с п. 10.5-10.9 СП 20.13330 [4]; c_t – термический коэффициент, принимается в соответствии с п. 10.10 [4]; μ – коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие, принимается в соответствии с п. 10.4 [4]; S_g – нормативное значение веса снегового покрова на 1 м² горизонтальной поверхности земли, принимается в соответствии с п. 10.2 [4]. В запас прочности принимаем коэффициенты c_e, c_t и μ равными 1,0.

• 
  рулонный ковер кровли при g = 0,1 кН/м²
  

• 
  асфальтовая стяжка толщиной δ = 15 мм при удельном весе  = 15 кН/м³
  

• 
  утеплитель – древесно-волокнистые плиты толщиной δ = 80 мм при удельном весе  = 3 кН/м³
  

• 
  пароизоляция при g = 0,05 кН/м²
  

• 
  сборные железобетонные плиты покрытия при g = 1,75 кН/м²
  

• 
  вес железобетонной фермы
  

• 
  вес карниза на кирпичной кладке стены при удельном весе _кл = 18 кН/м³
  

где числа в скобках – параметры карниза, указанные на рисунке 30;

• 
  вес кирпичной кладки выше отметки + 2,850
  

где 16,67 м – отметка верха кирпичной кладки без учета карниза; 2,85 м – отметка низа ригеля перекрытия первого этажа; 1,8×1,8 (м) – размеры оконного проема; n_ок.пр – количество оконных проемов по высоте здания;

• 
  сосредоточенная нагрузка от ригелей перекрытий (условно без учета неразрезности ригелей)
  

где q – полная расчетная нагрузка на ригель (см. п. 3.2); l_кр – крайний расчетный пролет ригеля;

• 
  вес оконного заполнения при g_ок = 0,5 кН/м²
  

Рис. 24 Схема расположения простенка

Суммарная расчетная нагрузка на простенок в уровне отм. + 2850

Согласно п. 9.10 [19] допускается считать стену расчлененной по высоте на однопролетные балки с расположением опорных шарниров в уровне опирания ригелей. При этом нагрузка от верхних этажей принимается приложенной в центре тяжести сечения стены вышележащего этажа, а все нагрузки P = 80,75 · 5,14 · 0,5 = 207,52 кН в пределах рассчитываемого этажа принимают приложенными с фактическим эксцентриситетом относительно центра тяжести сечения стены. Расстояние от точки приложения опорных реакций ригеля P до внутренней грани стены при отсутствии опор, фиксирующих положение опорного давления, принимается не более одной трети глубины заделки ригеля и не более 7 см (рис. 31).

При глубине заделки ригеля в стену

принимаем точку приложения опорного давления P = 207,52 кН на расстоянии 70 мм от внутренней грани стены.

Рис. 25 Схема нагрузок

За расчетную схему простенка нижнего этажа здания принимаем стойку, шарнирно опертую на неподвижную опору в уровне обреза фундамента, и с шарнирным опиранием в уровне перекрытия.

В этом случае расчетная высота простенка в нижнем этаже принимается равной l₀ = H (п. 7.3,а [19]), где H – расстояние в свету между обрезом фундамента и перекрытием первого этажа.

Гибкость простенка, выполненного из силикатного кирпича марки 100 на растворе марки 50, при R = 1,5 МПа по табл. 2 [19], определяется согласно примечанию 1 к табл. 16 [19] при упругой характеристике кладки  = 1000

Принимаем коэффициент продольного изгиба по табл. 19 [19] . Согласно п. 7.4 [19] для стен, опирающихся на неподвижные опоры, коэффициент продольного изгиба в опорных сечениях принимается равным единице ( ). В средней трети высоты простенка коэффициент продольного изгиба равен расчетной величине . В приопорных третях высоты  изменяется линейно от до расчетной величины (рис. 32).

Значения коэффициента продольного изгиба в расчетных сечениях простенка, в уровнях верха и низа оконного проема

Рис. 26 Расчетная схема простенка

Величины изгибающих моментов в уровне опирания ригеля и в расчетных сечениях простенка на уровне верха и низа оконного проема

Величина нормальных сил в тех же сечениях простенка

где b_кл – толщина кладки наружной стены; l – номинальная длина плиты перекрытия (до вычета швов замоноличивания); 0,2 – высота кладки, расстояние от верха оконного проема до низа ригеля (см. рис. 31); _кл = 18 кН/м³ – удельный вес кладки.

где 1,8×1,8 (м) – размеры оконного проема; .

Определим эксцентриситеты продольных сил

Несущая способность внецентренно сжатого простенка прямоугольного сечения согласно п. 7.7 [19] определяется по формуле

где m_g – коэффициент, учитывающий влияние длительного действия нагрузки (при h = 510 мм > 300 мм принимаютm_g = 1,0); (  коэффициент продольного изгиба для всего сечения элемента прямоугольной формы;  коэффициент продольного изгиба для сжатой части сечения, определяемой в зависимости от для прямоугольного сечения ); А_с – площадь сжатой части сечения;

где А – площадь сечения простенка.

Несущая способность (прочность) простенка в уровне опирания ригеля при ;

(по табл. 19 [19]);


следовательно, прочность простенка в уровне опирания ригеля обеспечена.

Несущая способность простенка в сечении I–I при :

(по табл. 19 [19]);

следовательно, прочность простенка в сечении I–I обеспечена.

Несущая способность простенка в сечении II–II при :

(по табл. 19 [19]);

следовательно, прочность простенка в сечении II–II обеспечена.

Несущая способность простенка в сечении III–III в уровне обреза фундамента при центральном сжатии согласно п. 7.1 [19] определяется по формуле

следовательно, прочность простенка в уровне обреза фундамента обеспечена.

6.2. Расчет прочности центрального сжатого кирпичного столба (колонны)

Рис. 27 Расчетная схема кирпичного столба
В учебных целях рассматриваем вариант замены железобетонной колонны в нижнем этаже здания кирпичным столбом (рис. 27). Кирпичный столб проектируем из глиняного кирпича пластического прессования марки 100 на растворе марки 50 с расчетным сопротивлением кладки R = 1,5 МПа (табл. 2 [19]). Упругая характеристика неармированной кладки  = 1000.

Нагрузка на кирпичный столб нижнего этажа в уровне обреза фундамента условно принимается N = кН (см. п. 4.2).

Принимаем кирпичный столб сечением 910910 мм (3,5 кирпича). При гибкость столба а коэффициент продольного изгиба (табл. 19 [19]).

В соответствии с п. 7.7 [19] при размере сечения столба коэффициент .

Несущая способность неармированного кирпичного столба в уровне обреза фундамента (сечение III-III) по п. 7.1 [19]

Следовательно, прочность неармированного кирпичного столба недостаточна.

Для повышения прочности кирпичного столба применяем армирование кладки в соответствии с п. 7.30 [19] горизонтальными сварными сетками с перекрестными стержнями из арматурной проволоки класса Вр500 диаметром 5 мм (A_s = 0,196 см²) с расчетным и нормативным сопротивлением и (где 0,6 – коэффициент условий работы γ_cs, принимаемый по табл. 14 [19] для сетчатого армирования) соответственно.

Элементы с сетчатым армированием выполняются на растворах марки не ниже 50 при высоте ряда кладки не более 150 мм.

Расчет элементов с сетчатым армированием при центральном сжатии производят согласно п. 7.30 [19] по формуле

где R_sk – расчетное сопротивление при центральном сжатии, определяемое для армированной кладки из кирпича всех видов и керамических камней со щелевидными вертикальными пустотами по формуле

где R – расчетное сопротивление неармированной кладки; р – коэффициент, принимаемый в зависимости от пустотности кирпича (камня), при пустотности до 20% р = 2,0; μ – процент армирования кладки; R_s – расчетное сопротивление арматуры.

Для сеток с квадратными ячейками процент армирования кладки вычисляется по формуле

где A_st – площадь поперечного сечения арматуры сетки; с – шаг стержней в сетках; s – расстояние между сетками.

Процент армирования кладки сетчатой арматурой, учитываемой в расчете на центральное сжатие, должен быть не менее 0,1% и не должен превышать

При диаметре стержней сетки 5 мм с A_st = 19,6 мм², шаге стержней в сетках с = 50 мм и расстоянии s = 375 мм (сетки располагаются в горизонтальных швах кладки через пять рядов кирпичей, см. рис. 34) процент армирования кладки равен

Рис. 28 Схема армирования кирпичного столба

Тогда расчетное сопротивление армированной кладки столба осевому сжатию равно

Упругая характеристика кладки с сетчатым армированием определяется по п. 6.21 [21]

где R_u – временное сопротивление сжатию неармированной кладки; R_sku – временное сопротивление сжатию армированной кладки.

При и _sk = 705 по табл. 19 [21] принимаем коэффициент продольного изгиба армированного столба φ = 1,0.

Несущая способность армированного кирпичного столба

Следовательно, прочность кирпичного столба обеспечена.

Список литературы

1. 
   СП 356.1325800.2017 Конструкции каркасные железобетонные сборные многоэтажных зданий. Правила проектирования
   
2. 
   ГОСТ 28984-2011. Модульная координация размеров в строительстве. Основные положения. – Москва: Стандартинформ, 2013. – 16 с.
   
3. 
   СП 63.13330.2018. СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. – Москва: Минстрой России, 2018. – 152 с.
   
4. 
   СП 20.13330.2016. Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85* (с Изменениями N 1, 2). – Москва: Минстрой России, 2019. – 104 с.
   
5. 
   Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции (Общий курс). Учеб. для вузов. – 5-е изд., перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1991. – 767 с.
   
6. 
   ГОСТ 27751-2014. Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения. – Москва: Стандартинформ, 2015. – 14 с.
   
7. 
   ГОСТ 23279-2012 «Сетки арматурные сварные для железобетонных конструкций и изделий. Общие технические условия»
   
8. 
   Методическое пособие к СП 63.13330. Расчет железобетонных конструкций без предварительно напряженной арматуры. Москва, 2015.
   
9. 
   Методическое пособие. Проектирование железобетонных конструкций с применением сварных сеток и каркасов заводского изготовления. Москва, 2016.
   
10. 
    ГОСТ 27215-2013. Плиты перекрытий железобетонные ребристые высотой 400 мм для промышленных зданий и сооружений. Технические условия (Переиздание). – Москва: Стандартинформ, 2014. – 16 с.
    
11. 
    ГОСТ 21506-2013. Плиты перекрытий железобетонные ребристые высотой 300 мм для зданий и сооружений. Технические условия (Переиздание). – Москва: Стандартинформ, 2014. – 12 с.
    
12. 
    ГОСТ 14098-2014. Соединения сварные арматуры и закладных изделий железобетонных конструкций. Типы, конструкции и размеры (с Изменением N 1, с Поправкой)
    
13. 
    Кодыш, Э. Н. Расчет железобетонных конструкций из тяжелого бетона по прочности, трещиностойкости и деформациям / Э. Н. Кодыш, И. К. Никитин, Н. Н. Трекин. – Монография. М.: Издательство АСВ, 2011. – 352 с.
    
14. 
    Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного напряжения). – Москва: Стройиздат, 1978. – 129 с.
    
15. 
    СП 16.13330.2017 Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-23-21* (с Поправкой, С Изменениями №1, 2)
    
16. 
    Кувалдин А.Н., Клевцова Г.С. Примеры расчета железобетонный конструкций зданий. – М.: Стройиздат, 1976. – 288 с.
    
17. 
    Кузнецов В.С. Железобетонные и каменные конструкции (Основы сопротивления железобетона. Практическое проектирование. примеры расчета.): Учею. пособие. – М.: Издательство АСВ, 2012. – 300 с.
    
18. 
    Методическое пособие. Проектирование железобетонных конструкций с применением сварных сеток и каркасов заводского изготовления. Москва, 2016.
    
19. 
    СП 15.13330.2012. Каменные и армокаменные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-22-81* (с Изменениями N 1, 2, 3). – Москва: Стандартинформ, 2019. – 149 с.