КП по ЖКК Альберт. Курсовой проект по дисциплине Железобетонные и каменные конструкции
 Скачать 0.99 Mb.
|
|
3. 
мм.| Наименование нагрузки | qn, кПа |  | q, кПа |
| Постоянная: - от собственного веса ригеля  - от массы пола  - от собственного веса плиты  | 5,11 3,5 13,24 | 1,1 1,3 1,1 | 5,62 4,55 14,57 |
| Итого: | 21,85 | | 24,74 |
| Полезная нагрузка на перекрытие  | 49 | 1,2 | 53,9 |
| Всего: | 70,85 | | 78,64 |
3.2 Расчет ригеля на прочность по нормальному сечению
Бетон тяжелый, класса В25 естественного твердения. Прочность при осевом сжатии Rb=11,5 МПа, прочность при осевом растяжении Rbt=0,9 МПа, модуль упругости Еb= 30·103 МПа. Коэффициент условий работы бетонаγb2=0,9, учитывая его в расчетах, получим:
,
.
Рисунок 13 – Расчетная схема ригеля
Расчет ригеля на середине опоры
.
;
.
.
,
=
=0,6037.
,σsR = Rs=365 МПа.
σsс,u=500 МПа
Условие
выполняется, установка сжатой арматуры не требуется.По таблице 3.1 /Байков, Сигалов/ нахожу η=0,9834.
Определим требуемую площадь сечения арматуры АSтр:
.Принимаю 4 стержней ⌀ 25 мм с площадью рабочей арматуры AS=1963 мм2. Шаг стержней сетки в поперечном направлении 200 мм.
Расчет ригеля на опоре
Для сечения должно выполняться условие:
,
,
.
.
,Условие
выполняется, установка сжатой арматуры не требуется.По таблице 3.1 /Байков, Сигалов/ нахожу η=0,9828.
Определим требуемую площадь сечения арматуры АSтр:
.Принимаю 2 стержней ⌀ 18 мм с площадью рабочей арматуры AS=509 мм2. Шаг стержней сетки в поперечном направлении 200 мм.
3.3 Расчет ригеля на прочность по наклонному сечению
По /2/ из условия свариваемости принимаем поперечные стержни диаметром 6 мм класса A-III с числом каркасов – 2 с шагом поперечных стержней на приопорном участке плиты s=250 мм, в средней части пролета s=500 мм согласно требованиям /1/ п. 5.27.
Проверяю условие:
,
,
,
.
,
Н.
Условие выполняется, прочность по наклонной полосе между трещинами обеспечена.Проверяю условие:
,
,
.Условие не выполняется, следовательно следует выполнить расчет поперечной арматуры.
Проверю условие:
.
,
,
,
,
Принимаю для поперечной арматуры 2 стержня ⌀ 12 мм класса арматуры А-III и с площадью рабочей арматуры 
.
,
.Проверяю условие:
,
,
. Условие выполняется, прочность наклонного сечения обеспечена.3.4 Построение эпюры материалов
Середина пролета
Высота сжатой зоны:
.Определение несущей способности:
.Уменьшаем площадь арматуры в два раза.
Высота сжатой зоны:
.Определение несущей способности:
.Определим
при помощи построенной эпюры, 
.
,
,
,
На опоре
Высота сжатой зоны:
.Определение несущей способности:
.Для монтажной арматуры принимаем 2 стержня ⌀ 8 мм класса арматуры А-III и с площадью рабочей арматуры
Высота сжатой зоны:
.Определение несущей способности:
.
Определим
при помощи построенной эпюры, 
. ,
,
,
4. Расчет центрально-сжатой колонны
Рисунок 14 – Грузовая площадь колонны
Определим нагрузку, действующую на центрально-сжатую колонну в пределах одного этажа, при грузовой площади S=6х7=42 м2.
Таблица 6 – Сбор нагрузок на колонну
| Наименование нагрузки | qn, кН | | q, кН |
| Постоянная: - от собственного веса ригеля  - от массы пола  - от собственного веса перекрытия  - от собственного веса колонны  - от собственного веса покрытия (утеплитель, пароизоляция, гидроизоляция, цементная стяжка)  | 22,14 21 79,464 14,4 58,19 | 1,1 1,3 1,1 1,2 | 24,35 27,3 87,41 17,28 58,19 |
| Итого: | 137,574 (195,764) | | 155,53 (213,72) |
| - Полезная нагрузка на перекрытие  (в том числе длительная составляющая)  - Снеговая нагрузка (III снеговой район)  (в том числе длительная составляющая)  | 294 168 75,6 37,8 | 1,2 1,2 1,4 1,4 | 352,8 201,6 105,84 52,92 |
Суммарная (максимальная) величина продольной силы в колонне первого этажа (при заданном количестве этажей – 3) будет составлять:
;- в том числе длительно действующая:
Бетон тяжелый, класса В25 естественного твердения. По таблице 13 /СНиП 2.03.01-84/ принимаю прочность при осевом сжатии Rb=14,5 МПа, прочность при осевом растяжении Rbt=1,05 МПА. По таблице 15 /СНиП 2.03.01-84/ принимаю коэффициент условия работы бетона γb2=0,9. По таблице 18 /СНиП 2.03.01-84/ принимаю модуль упругости Еb= 30·103 МПа.
Прочность на осевое сжатие и растяжение с учетом коэффициента условий работы соответственно:
,
.Арматура класса A-III:
,
,
.Принимая коэффициент φ = 0,8, вычисляем требуемую площадь сечения продольной арматуры
где А – площадь сечения колонны;
N – продольная сила
Принимаю 4 стержня Ø14 класс арматуры А-III, с площадью рабочей арматуры As = 616 мм2.
Рисунок 15 – Схема армирования сечения колонны
Выполняю проверку прочности сечения колонны с учетом площади сечения фактически принятой арматуры (пункт 3,64 /2/):При:
;
;
По таблице 26 и 27 /2/ нахожу:
φb = 0,9185 и φsb = 0,9194.
Тогда:
Фактическая несущая способность расчетного сечения колонны:
;
Условие выполняется, следовательно прочность колонны обеспечена.
Проверяю условие по минимальному армированию по п. 5.16 /1/:
,условие выполняется.
Поперечную арматуру в колонне конструирую в соответствии с требованиями п. 5.22 /1/ из арматуры класса Вр-I диаметром 4 мм, устанавливаемой с шагом не более 500 мм, и не более
, следовательно принимаю: S=280 мм.
5. Расчет фундамента пол колоннуФундамент проектирую под рассчитанную колонну сечением 400х400 мм с усилием N = 1844,55 кН.
Фундамент проектирую из тяжелого бетона марки В25 и арматуры А-III.
Глубина заложения фундамента – Hf=
м. Принимаю Hf=1,1м.Расчетное сопротивление грунта – R0 = 0,17 МПа
Для определения размеров подошвы фундамента вычисляю нормативное усилие от колонны, принимая среднее значение коэффициента надежности по нагрузке:
Принимаю средний вес единицы объема бетона фундамента и грунта на обрезах
, вычисляю требуемую площадь подошвы фундамента: 
где Nn– нормативное усилие от колонны;
R0 – расчетное сопротивление грунта;
γmt – средний вес единицы объема бетона фундамента и грунта на обрезах;
Hf – глубина заложения фундамента.
Принимаем размер подошвы кратно 300 мм: а=b=2,7 м.
Давление под подошвой фундамента от расчетной нагрузки равно:
Рабочая высота фундамента определяется по формуле:
По условию заделки колонны в фундамент полная высота фундамента должна быть:
По требованию анкеровки сжатой арматуры колонны ø14 A-III, в бетоне класса В25:
H = λand + 250 = 21
14+ 250 = 544 мм.С учетом всех условий принимаю окончательно фундамент высотой Н = 900 мм, двухступенчатый, с высотой нижней ступени 450 мм, верхней 450 мм.
С учетом бетонной подготовки под подошвой фундамента будем иметь рабочую высоту h0 = H – a = 900 – 50 = 850 мм, для первой ступени h01 = 450 – 50 = 400 мм.
Проверка фундамента на продавливаемость:
Условие выполняется, прочность фундамента на продавливание обеспечена.
Выполним проверку прочности нижней ступени фундамента по поперечной силе без поперечного армирования в наклонном сечении.
Для единицы ширины этого сечения (b=1 мм):
,
Прочность нижней ступени по наклонному сечению обеспечена.
Площадь сечения арматуры подошвы фундамента определяется из условия расчета фундамента на изгиб в сечениях I-I, II-II.
Сечение арматуры одного и другого направления на всю ширину фундамента определяется из условий:
Принимаю нестандартную сварную сетку в обоих направлениях с рабочей арматурой из стержней 16ø12 А-III площадью Аs = 1809,6 мм2, с шагом 150 мм.
Процент армирования расчетных сечений:
что больше μmin=0,05%.
Рисунок 16 – Монолитный фундамент
6. Расчет кирпичного столба с сетчатым армированиемЗадаемся размерами сечения кирпичной колонны с учетом кратности размера кирпича:
b=640 мм, h=640 мм, А=409600 мм2
Марку кирпича принимаю М200, марка раствора М150.
По таблице 2 СНиП /4/ определяю расчетное сопротивление сжатию R0=3 МПа.
Таблица 7 – Сбор нагрузок на кирпичный столбик
| Наименование нагрузки | qn, кН | | q, кН |
| Постоянная: - от собственного веса ригеля - от массы пола - от собственного веса перекрытия - от собственного веса колонны  - от собственного веса покрытия (утеплитель, пароизоляция, гидроизоляция, цементная стяжка) | 22,14 21 79,464 28 58,19 | 1,1 1,3 1,1 1,1 | 24,35 27,3 87,41 30,82 58,19 |
| Итого: | 150,604 (208,79) | | 169,88 (228,07) |
| - Полезная нагрузка на перекрытие (в том числе длительная составляющая) - Снеговая нагрузка (III снеговой район) (в том числе длительная составляющая) | 294 168 75,6 37,8 | 1,2 1,2 1,4 1,4 | 352,8 201,6 105,84 52,92 |
Суммарная (максимальная) величина продольной силы в колонне первого этажа (при заданном количестве этажей – 3) будет составлять:
;- в том числе длительно действующая:
Проверяем условие:
где mg – коэффициент, учитывающий влияние длительной нагузки; 
– коэффициент продольного изгиба;
– расчетное сопротивление сжатию кладки.Определим mg по формуле 16 СНиП /8/ при e0=0:
Коэффициент η определяется по таблице 20 /8/ при гибкости
η=0, тогда mg=1.
Коэффициент продольного изгиба
определяется по таблице 18 /8/ .По таблице 15 /4/ для силикатного полнотелого кирпича принимаю:
. Тогда:
=0,9594.
Условие не выполняется, необходимо сетчатое армирование колонны.
Проверим условие прочности каменной колонны с сетчатым армированием:
где:
Rsk – расчетное сопротивление при центральном сжатии армированной кладки вычисляется по формуле 27 /4/ т.к. прочность раствора больше 2,5 МПа.
Назначаю шаг сеток S=154 мм (через каждые два ряда кладки при толщине шва 12 мм).
Размер ячейки сетки с перекрёстным расположением стержней равен с=50 мм. Арматура Вр-1 диаметром 5 мм, с учетом коэффициента условия работы γcs=0,6 (Rs=0,6·360=216МПа; Ast=19,6 мм2):
Упругая характеристика кладки αsk с сетчатым армированием определяется по формуле 4 /4/:
где:
(По таблице 15 /4/); 
,где k – коэффициент, принимаемый по таблице 14 /8/
Тогда:
=0,9861 (по таблице 18 СНиП /8/);Окончательно имеем:
Условие выполняется, прочность кирпичного столбика обеспечена.
Список использованных источников
1. СНиП 2.03.01-84*. Бетонные и железобетонные конструкции/ Госстрой СССР. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989. – 88с.;
2. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжёлых и лёгких бетонов без предварительного напряжения арматуры ( к СНиП 2.03.01-84)/ ЦНИИпромзданий Госстроя СССР, НИИЖБ Госстроя СССР. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989. – 192с.;
3. Пособие по проектированию предварительно напряжённых железобетонных конструкций из тяжёлых и лёгких бетонов (к СНиП 2.03.01-84). Ч. I/ ЦНИИпромзданий Госстроя СССР, НИИЖБ Госстроя СССР. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1990. – 192с.;
4. Пособие по проектированию предварительно напряжённых железобетонных конструкций из тяжёлых и лёгких бетонов ( к СНиП 2.03.01-84). Ч. II/ ЦНИИпромзданий Госстроя СССР, НИИЖБ Госстроя СССР. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1990. – 144с.;
5. Бородачёв Н.А. Автоматизированное проектирование железобетонных и каменных конструкций: Учеб. Пособие для вузов – М.: Стройиздат, 1995. – 211с.
6. Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции. Общий курс. – М.: Стройиздат, 1985.
7. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия/ Госстрой СССР. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1987. – 36с.
8. СНиП П-22-81. Каменные и армокаменные конструкции