железо бетонные конструкции. ЖБК 2 семестр. сборные железобетонные конструкции многоэтажного здания по дисциплине Проектирование и расчет железобетонных конструкций ii
 Скачать 91.62 Kb.
|
|
МЕЖДУНАРОДНАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ КОРПОРАЦИЯ КАЗАХСКАЯ ГОЛОВНАЯ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ Факультет общего строительства ЗАДАНИЕ для выполнения курсового проекта № 1 на тему «СБОРНЫЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ МНОГОЭТАЖНОГО ЗДАНИЯ» по дисциплине «Проектирование и расчет железобетонных конструкций II Группа Стр(РПЗС)-18-1 Требуется запроектировать несущие железобетонные конструкции многоэтажного промышленного или гражданского здания. Исходные данные: Размеры здания в плане 18,6х60,8 мхм Сетка колонн 6,2х7,6 мхм Количество 6 и высота этажей 3 м Временная нормативная нагрузка на перекрытие 5 кН/м2 Расчетное сопротивление грунта ________________________МПа Глубина промерзания грунта 1,5 м Материалы для ригеля: бетон класса В 25 арматура из стали класса А-ІІІ Материалы для других конструкции: бетон класса В 25 арматура из стали класса _______________________________
Расчет и конструирование сборного железобетонного ригеля Исходные данные 1. Размеры здания 16,8 х 60,8 м х м 2. Сетка колонн 6,2 х 7,6 м х м 3. Высота этажа 3 м 4. Размеры сечения колонн 40х40 см х см 5. Длина ригеля lp =6,2 м 6. Расположение ригелей – вдоль поперечных осей 7. ар=7,6 м 8. Класс ответственности здания γn=0,95 Определение расчетных сопротивлений арматуры и бетона Ригель изготовляется из тяжелого бетона, подвергнутого тепловой обработке при атмосферном давлении, класса В25; коэффициент условий работы бетона γb2=0,9. Rb=14,5·0,9=13,05 МПа, Rbt=1,05·0,9=0,945 МПа. Модуль упругости бетона Eb=27·103 МПа. Продольная арматура класса А-III: Rs=365МПа, Es=2,0·105 МПа. Поперечная арматура класса А-II: Rsw=280МПа, Es=2,1·105 МПа. Установление расчетной схемы и величины пролетов ригеля Ригель рассчитывают как трехпролетную неразрезную балку. За расчетный размер пролетов ригеля принимается расстояние между осями колонн L=7,6м. Назначение предварительных размеров поперечного сечения ригеля Для определения собственного веса ригеля задаются размерами поперечного сечения: h=(1/12)L=(1/13)760=59см. Принимаем h=60см. b=0,4∙h=0,4∙60=24см. Принимаем b=25см. Определение расчетных постоянной и временной нагрузок на 1 погонный метр ригеля Нагрузка на ригель от панелей при числе ребер панелей в пролете ригеля более четырех считается равномерно распределенной. Подсчет нагрузок в таблице 4.1 Таблица 4.1
Расчетные нагрузки на 1м длины ригеля определяются путем умножения расчетных нагрузок на ширину грузовой площади, равной шагу ригелей: -собственный вес панели и пола: 3,6∙6,2=22,32 кН/м -собственный вес ригеля: b∙h∙∙gf=0,25∙0,6∙1∙25∙1,1=4,125 кН/м Полная постоянная нагрузка с учетом коэффициента надежности по назначению n=0,95: g = (22,32+4,125)·0,95=25,12 кН/м Временная расчетная нагрузка: v=6∙6,2∙0,95=35,34 кН/м Полная расчетная нагрузка: q=g+v=25,12+35,34=60,46 кН/м Статический расчет ригеля Усилия в ригеле – изгибающий момент и поперечную силу получают в результате статического расчета, произведенного по правилам строительной механики, как упругой системы. Опорные моменты ригелей определяются по формуле, при равномерно распределенной нагрузке:  ,где и – табличные коэффициенты, зависящие от схемы загружения ригеля нагрузками g и v, а также от отношения погонных жесткостей ригеля и стойки (колонны):  Ведем расчет ригеля крайнего пролета средней рамы, поскольку порядок расчета остальных пролетов аналогичен. Значения изгибающих моментов в средних пролетах многопролетных рам принимают по среднему пролету трехпролетной рамы.  Таблица 4.2
Значения изгибающих моментов Мх в пролете на расстоянии х от левой опоры и поперечных сил Q на опорах определяются, как в балках, с учетом действительной нагрузки q и найденных по таблице опорных моментов при различных сочетаниях нагрузок:   q=g+v или q=g , т.е. в зависимости от схем загружений для незагруженных пролетов должна учитываться только постоянная равномерно распределенная нагрузка. Сечение в пролете ригеля, где возникает максимальный изгибающий момент Мu, определяется из условия Qx=dMx/dx=0 и находится на расстоянии xu от левой опоры. xu=QЛ/q Таблица 4.3
Вычисленные значения поперечных сил и максимальных пролетных моментов сведены в таблице 4.4 Таблица 4.4
4.6 Перераспределение изгибающих моментов в неразрезном ригеле Усилия, полученные в результате расчета неразрезных железобетонных ригелей в предположении упругой работы материала, не всегда соответствуют действительным значениям. Поэтому их рассчитывают по методу предельного равновесия, который допускает образование в конструкции трещин и пластических шарниров в количестве, не приводящем ее в геометрически изменяемую систему, и учитывает перераспределение усилий в ней вследствие пластических деформаций материала. После появления пластического шарнира при дальнейшем увеличении нагрузки происходит перераспределение изгибающих моментов между отдельными сечениями. При этом деформации в пластическом шарнире нарастают, но значение изгибающего момента сохраняется постоянным и равно тому значению, которое было достигнуто к моменту образования шарнира. Перераспределение изгибающих моментов производится следующим образом. Построенные для невыгодных загружений эпюры моментов упругой системы выравнивают наложением на них добавочной эпюры, вызванной добавочным опорным моментом противоположного знака в пластическом шарнире. Добавочная эпюра моментов строится как для упругой системы (прямоугольная в пролете). Значение добавочного опорного момента определяется исходя из условия не увеличения расчетных значений пролетных моментов и должно составлять не более 30 % значения выравниваемого момента во избежание чрезмерного раскрытия трещин в сечении, где может образоваться пластический шарнир:  = -3(178,18-166,25)= 35,79 кНм 35,79*100%/325,94=10,9<30%где  – ординаты добавочной эпюры моментов соответственно на левой и правой опорах.Значения ординат добавочной эпюры в пролете определяется по следующему выражению:  Суммирование основной и добавочной упругих эпюр дает перераспределенную эпюру. Принимая во внимание по всей длине ригеля лишь наибольшие положительные и отрицательные ординаты, получают объемлющую эпюру изгибающих моментов. Поскольку отрицательные изгибающие моменты в ригеле по мере удаления от оси опор (т.е. колонн) снижаются, в качестве расчетных опорных моментов принимают момент сил по грани колонн:  кНм;  =-283,08+236,17*0,4/2= -235,85 кНмТаблица 4.5
По данным таблиц строятся эпюры перераспределенных усилий для различных сочетаний нагрузок и устанавливаются расчетные значения изгибающих моментов (на опорах и в пролете) и поперечных сил. Причем для расчета прочности по сечениям, наклонным к продольной оси, принимаются значения поперечных сил ригеля, большее из двух расчетов: упругого расчета и с учетом перераспределения моментов, т.е. с учетом комбинации нагрузок 1+4; а при установлении расчетных значений моментов указанная комбинация нагрузок во внимание не принимается. Значения расчетных усилий приведены в сводной таблице 4.6 Таблица 4.6
Эпюры изгибающих моментов ригеля а) основная (из упругого расчета); б) добавочная; в) перераспределенная 4.7 Уточнение высоты сечения ригеля Высота сечения ригеля определяется из условия возможного образования пластического шарнира:  ,где 1,8 – коэффициент, соответствующий рекомендуемому оптимальному значению относительной высоты сжатой зоны бетона.  ω= α –0,008Rb=0,85–0,008·13,05=0,7456 α=0,85  ξopt=0,35< ξR=0,603 т.е. условие ξ ξR соблюдается  Окончательно принимаем h=50 см, b=25 см. 4.8 Расчет прочности ригеля по сечениям, нормальным к продольной оси (подбор продольной арматуры) Сечение на крайней опоре: М=189.61 кН·мРабочая высота сечения ригеля при однорядном расположении стержней: h0 = h – a = 50-4 = 46м  ξ=0,5821< ξR=0,603 , т.е. условие ξ ξR соблюдается  =0,87 , 422 А-III; Аs= 15,2 см2  ξ=0,603< ξR=0,5821 , т.е. условие ξ ξR соблюдается =0,83 , 328 А-III; Аs= 18,47 см2 Сечение в пролете: М=211,97 кНм Рабочая высота сечения при расположении арматуры в два ряда:  =0,88 ,325 А-III; Аs=14,73см2 Так как в пролетах отсутствуют отрицательные моменты, то верхнюю зону ригеля армируем конструктивно: 212 А-III; Аs=2,26 см2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
=18,6х54,4м
=6,2х7,6м
