Название: Проектирование несущих железобетонных конструкций многоэтажного промышленного здания 2
Вид работы: реферат
Рубрика: Строительство
Размер файла: 128.09 Kb
Скачать файл: referat.me-332854.docx
Краткое описание работы: МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ (МИИТ) Кафедра «Строительные конструкции» КУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине «Строительные конструкции»
Проектирование несущих железобетонных конструкций многоэтажного промышленного здания 2
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ (МИИТ)
Кафедра «Строительные конструкции»
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине
«Строительные конструкции»
ПРОЕКТИРОВАНИЕ НЕСУЩИХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ МНОГОЭТАЖНОГО ПРОМЫШЛЕННОГО ЗДАНИЯ
Разработал: ст.гр. СЖД-311
Валера И.С.
Руководитель проекта: Меднов А.Е.
МОСКВА – 2010
Содержание
1. Компоновка конструктивной схемы каркаса здания. 3
1.1. Объёмно-планировочные параметры здания . 3
1.2. Состав и работа каркаса здания . 3
1.3. Колонны и наружные стены .. 3
1.4. Ригели . 3
1.5. Панели перекрытия . 4
1.6. План и поперечный разрез здания . 4
2. Определение нагрузок и статический расчёт элементов каркаса. 5
2.1. Статический расчёт панели перекрытия . 5
3. Расчёт и конструирование предварительно напряженной панели перекрытия. 7
3.1. Характеристики прочности бетона и арматуры .. 7
3.2. Эквивалентное поперечное сечение панели . 8
3.3. Подбор продольной рабочей арматуры панели . 4
3.4. Конструирование поперечной рабочей арматуры панели . 10
4. Расчет и конструирование ригеля перекрытия. 11
4.1. Прочностные и деформативные характеристики бетона и арматуры .. 11
4.2. Обрыв продольной арматуры в пролёте . 13
4.3. Конструктивное армирование ригеля, опорный узел . 13
5. Расчёт и конструирование колонны.. 13
5.1. Подбор продольной арматуры .. 13
6. Расчёт и конструирование фундамента. 14
6.1. Общие соображения . 14
6.2. Определение площади подошвы фундамента . 15
6.3. Определение основных размеров фундамента . 15
6.4. Подбор арматуры подошвы фундамента . 16
Список литературы.. 17
Приложение:
Графическая часть
1. Компоновка конструктивной схемы каркаса здания
1.1. Объёмно-планировочные параметры здания
Таблица 1.1
Расстояние между продольными разбивочными осями |
L |
по заданию |
6,6м |
Количество пролётов поперек здания |
n |
по заданию |
3 |
Ширина здания (в осях) |
L 0 |
L·n |
23,4м |
Расстояние между поперечными разбивочными осями |
l |
по заданию |
6,6 м |
Количество пролетов вдоль здания |
m |
по заданию |
10 |
Длина здания (в осях) |
l 0 |
l · m |
3,6м |
Высота этажа |
H |
по заданию |
4,2 м |
Количество этажей |
по заданию |
5 |
1.2. Состав и работа каркаса здания
Продольные и поперечные разбивочные оси образуют сетку , в узлах которой устанавливаются колонны. Расстояние между продольными разбивочными осями принято называть пролётом здания , между поперечными – шагом колонн .
Колонны по высоте имеют выступающие части – консоли , на которые устанавливаются балки – ригели . Сверху на ригели укладываются панели перекрытия .
На панели действуют вертикальныенагрузки (эксплуатационные), которые передаются затем через ригели на колонны, а с них через фундаменты на грунт основания. Горизонтальные нагрузки (ветровые) воспринимаются наружными стенами здания, которые выполняются из кирпича. На них передается также и часть вертикальных нагрузок.
Конструктивная система здания с использованием колонн и несущих стен носит название неполного каркаса .
1.3 Колонны и наружные стены
Сечение колонн обычно принимают квадратным со стороной 300, 350, 400, 450мм (в соответствии с требованиями унификации). С увеличением нагрузки увеличивается и сечение колонн.
Толщина наружной стены принимается кратной размерам кирпича (250 ´ 120 мм , высота 65 мм ), с учётом 10 мм на вертикальный шов:
380 мм = 120+10+250 мм |
(1,5 кирпича) |
510 мм = 250+10+250 мм |
(2 кирпича) |
640 мм = 250+10+120+10+250 мм |
(2,5 кирпича) |
· Принимаем сечение колонн 450 ´ 450 мм , толщину кладки наружных стен 51 0 мм (постоянной на всех этажах).
1.4 Ригели
Принимаем поперечное направление ригелей , т.е. располагаем ригели поперёк здания.
Сечение ригеля принимаем прямоугольным (оно простое в расчёте, но это плохо отражается на эстетических качествах помещений). Назначаем размеры сечения ригеля
· высота h r = (1/10)×L = 6600/10= 660мм ;
принимаем h r = 650 мм (кратно 50 мм );.
· ширина b r = (0,3)×h r = 0,3×660 = 198мм ;
принимаем b r = 200 мм (кратно 50 мм );
4 Чем больше высота сечения ригеля, тем лучше он работает на восприятие нагрузки, но строительная высота перекрытия при этом увеличивается.
Ригели, находящиеся у продольной наружной стены, опираются одним концом на эту стену, а другим – на консоль колонны. Глубину заделки ригеля в стену примем равной длине кирпича (250 мм ).
1.5 Панели перекрытия
Схема раскладки панелей. Принимаем наиболее распространённый вариант раскладки (подходит для любого типа панелей): между колоннами укладываются связевые панели, которые служат распорками, передающими горизонтальные нагрузки. Рядовые и связевые панели имеют одинаковую ширину; укладываемые у продольных стен доборные панели в два раза уже рядовых
Заделка панелей в стены:
4 в продольные стены панели не заделываются;
4 в поперечные стены заделка составляет 130 мм
(половина кирпича с учётом толщины раствора шва: 120 + 10 мм ).
Привязка наружных стен к разбивочным осям:
4 к продольной оси: нулевая привязка
(внутренняя грань стены совмещена с разбивочной осью);
4 к поперечной оси: привязка 130 мм
(внутренняя грань стены смещена с разбивочной оси внутрь здания на величину заделки панели в стену).
Размеры сечения панели перекрытия:
4 высота h п = (1/20)l = 6600/20= 330 мм ,
принимаем h п = 350мм (кратно 50 мм );
4 ширина панели bn назначается такой, чтобы ширина панели находилась в пределах 1100…1500 мм (кратно 100 мм ) и на длине пролёта можно было разместить целое число панелей .При l = 6,6 м ширина панели составляет bn = 1100 мм ;
1.6 План и поперечный разрез здания
Компоновка конструктивной схемы каркаса заканчивается изображением плана и поперечного разреза здания (масштаб М 1:200).
Колонны здания для удобства изготовления, транспортировки и монтажа разделяются по высоте на отдельные монтажные элементы . Длина монтажного элемента может составлять 1; 2 и 3 этажа (но не более 18 м для возможности перевозки).
Для удобства выполнения работ по замоноличиванию стыков и сварки выпусков арматуры стык колонн располагается выше пола перекрытия на 800 мм .
Для изображения на поперечном разрезе задают ориентировочные (предварительные) размеры консольного выступа колонн (напр. 250´250 мм, скос под углом 45º) и фундамента (трёхступенчатый, высота ступени 350 мм). Глубина заложения подошвы фундамента df =1,7.
Определение нагрузок и статический расчёт элементов каркаса
Вид нагрузки |
Толщина слоя, м |
Объёмный вес, кН/м 3 |
Нагрузка, кН/м 2 |
||||
нормативная |
γf |
расчётная |
|||||
Нагрузка на перекрытие: |
|||||||
Постоянная (собственный вес конструкций): |
Рёбристая панель перекрытия |
2,6 |
1,1 |
2,86 |
|||
Стяжка из цем. раствора |
0,05 |
18 |
0,9 |
1,3 |
1,17 |
||
Плиточный пол |
0,4 |
20 |
0,8 |
1,3 |
1,04 |
||
Временная (по заданию !) |
3,3 |
1,2 |
3,3×1,2 = 3,96 |
||||
Полная (постоянная + временная) Р 0 |
S |
7,6 |
9,03 |
2 .Определение нагрузок и статический расчёт элементов каркаса
2.1. Статический расчёт панели перекрытия
2.1.1. Расчётная схема панели
· Расчётной схемой панели перекрытия является балка, свободно лежащая на двух опорах (рис2.1)
· Расчётный пролёт панели – это расстояние между центрами её опорных площадок:
,
где b r – ширина ригеля
2.1.2. Расчётная нагрузка
· Панель воспринимает нагрузку, действующую в пределах её номинальной ширины b п = 1,1м .
· Полная расчетная нагрузка на панель
· q = Р 0 bn gn = 9,03*1,5*×0,95 = 12,868кН /м .
2.1.3. Внутренние усилия в панели
Наибольшие внутренние усилия в панели перекрытия при действии полной расчётной нагрузки вычисляются по формулам сопротивления материалов (рис. 2.1, в):
· изгибающий момент (в середине пролёта):
,
· поперечная сила (на опоре):
.
|

2.1.4. Расчётная схема поперечной рамы
Многоэтажная многопролётная поперечная рама каркаса здания является сложной статически неопределимой системой. При расчете её делят на ряд простых, размещая шарниры посередине высоты стоек рамы, и рассматривают отдельно рамы верхнего, первого и типового этажа .Усилия во всех ригелях средних пролетов будут одинаковыми, поэтому достаточно рассматривать трёх пролётные рамы. Расчёт проведём для рамы типового этажа
· Средний пролёт рамы равен расстоянию между продольными разбивочными осями L = 6,6м .
· Величина крайнего пролета рамы – это расстояние от оси крайнего ряда колонн до центра опорной площадки ригеля на стене:
,
гдеа = 250 – глубина заделки ригеля в стену.
2.1.5. Нагрузка на ригель поперечной рамы
· Ригель воспринимает нагрузку, действующую на грузовой площади шириной, равной расстоянию между поперечными разбивочными осями l = 6,6 м , а также нагрузку от собственного веса.
· Расчётная линейная нагрузка на ригель от его собственного веса:
qr = br hr gb gf = 0,2×0,65×25×1,1 = 3,575 кН /м ,
где
br , hr – размеры поперечного сечения ригеля (п. 1.5);
γb = 25 кН/м 3 – объёмный вес конструкций из тяжелого бетона;
γf = 1,1 – коэффициент надёжности по нагрузке
· Продольная расчетная линейная нагрузка на ригель
q = (P 0 l + qr )×gn = (9,03×6,6 + 3,575)×0,95 = 60кН /м .
2.1.6. Внутренние усилия в ригеле
Значения ординат огибающей эпюры моментов в ригеле обычно не превышают следующих величин:
4 в крайнем пролёте: |
|
4 на опоре: |
M 21 = M 23 = 0,07qL 2 = 0,07×60×(6,6)2 = 182,952 кН ×м , |
4 в среднем пролёте: |
M 22 = 0,055 qL 2 = 0,055×60×6,62 = 143,748 кН ×м , |
2.1.7. Продольные усилия в колонне 1-го этажа
· Колонны здания работают в составе поперечной рамы каркаса, поэтому в них возникают продольные силы и изгибающие моменты. Последние обычно невелики, поэтому мы ограничимся только определением продольных усилий.
· Наибольшая продольная сила в колонне возникает на уровне пола 1-го этажа
· Колонна воспринимает со всех этажей нагрузку, действующую на её грузовой площади размером L ´l , а также нагрузку от собственного веса.
· Продольная сила в колонне на уровне пола 1-го этажа:
N=gпокр *F +gсн *F+gпер *F*(nэ – 1)+br *hr *L*25*1,1*n=5,156 кН/м2 *7м*6,6м+1,8 кН/м2 *7м*9м+14,43кН/м2 *7м*6,6м*4+1,2м*0,4м*6,6м*25 кН/м3 *1,1*5+0,45м*0,45м*3,6м*25 кН/м3 *1,1*5==2360,108кН
3. Расчёт и конструирование предварительно напряженной панели перекрытия
3.1. Характеристики прочности бетона и арматуры
Бетон
4 Применяем тяжелый бетон класса В30 (по заданию), подвергнутый тепловой обработке при атмосферном давлении.
4 Расчётное сопротивление сжатию Rb = 17,0 МПа .
Арматура
4 Продольная рабочая арматура панели – предварительно напрягаемая, класса А- V
Сопротивление растяжению:
· нормативноеRsn = 785МПа
4 расчётноеRs = 680 Мпа
4 Полка панели армируется сеткой из проволочной арматуры класса А-3.
Расчётное сопротивление растяжению Rs = 390 МПа
3.1.1. Основные габаритные размеры панели
а) номинальные – в осях. Эти размеры установлены в процессе компоновки конструктивной схемы каркаса здания:
4 длина ln = 6600 мм
4 ширина bn = 1100 мм
4 высота hn = 350 мм .
б) конструктивные – с учётом зазоров, которые необходимы:
1) для возможности свободной укладки сборных элементов при монтаже (зазор не менее 10 мм );
2) для возможности замоноличивания швов между элементами (зазор не менее 30 мм при высоте элементов более 250 мм , ).
Устраиваем зазоры: Δ = 30 мм , Δ1 = 10 мм , тогда конструктивные размеры панели будут такими:
· длина l k = ln – Δ = 6600– 30 =6570 мм ,
· ширина bk = bn – Δ1 =1 100 – 10 = 1 090 мм .
Принимаем величину уступа в поперечном сечении ребристой панели δ = 15 мм , тогда зазор Δ2 :
Δ2 = Δ1 + 2δ = 10 + 2 · 15 = 40 мм >30 мм , требования СНиП выполнены.
3.1.2. Ширина продольного ребра панели
4 внизу (b 1 ) принимается из условия обеспечения требуемой толщины защитного слоя бетона b 1 ≥ 70…80 мм , принимаем b 1 = 85мм .
4 вверху (b 2 ) принимается из условия обеспечения уклона граней ребра, равного 1/10:
4 b2 =125мм ;
4 средняя ширина
:
3.1.3. Размеры полки (плитной части)
4 ширина (расстояние в свету между продольными рёбрами):
.
4 толщина принимаем h ¢ f = 50 мм .
3.2. Эквивалентное поперечное сечение панели
При расчете фактическое поперечное сечение панели заменяется эквивалентным тавровым сечением. Оно имеет ту же площадь и те же основные размеры.
4 Полная высота сечения равна высоте панели: h = hn = 350 мм .
4 Полезная (рабочая) высота сечения h 0 = h – a , где
а – расстояние от нижней растянутой грани сечения до центра тяжести продольной рабочей арматуры.
Принимаема = 3 см , тогда h 0 = 35 – 3 = 32см .
· Толщина стенки эквивалентного сечения равна суммарной толщине ребер:
b = 2bm = 2·10,5 = 21см .
· Толщина полки h ¢ f =5см .
· Участки полки, удаленные от ребра, напряжены меньше, чем соседние участки. Поэтому ширина свеса полки в каждую сторону от ребра bef ограничивается двумя условиями она должна быть:
1) не более 1/6 пролета элемента: bef ≤ l /6 = 6600/6 = 1100 мм.
2) в рёбристой панели, когда расстояние между поперечными ребрами больше, чем между продольными:
· при h ¢f ≥ 0,1h : bef ≤ с /2
· приh ¢ f < 0,1h : bef ≤ 6 h ¢ f
· В данной рёбристой панели 0,1h = 0,1·35 = 3,5 см <h ¢ f = 6 см , поэтому
bef ≤ c /2 = 1060/2 = 530 мм
Принимаем bef = min {l /6; c /2} = min {1100; 530} мм = 530 мм = 53 см ,
тогда принимаемая в расчете ширина полки b ¢ f :
b ¢ f = 2 b 2 + 2 bef = 2·10 + 2·53 = 131
3.3. Подбор продольной рабочей арматуры панели
· Определение требуемой продольной рабочей арматуры производят с помощью вспомогательного коэффициента А0
· По значению коэффициента А 0 находим значения относительной высоты сжатой зоны ξ = x / h 0 и относительного плеча внутренней пары сил η = z 0 / h 0 , используя специальную таблицу или предлагаемые аналитические зависимости:
,
η = 1 – 0,5ξ = 0,989.
поэтому принимаем γs 6 = η0 = 1,10.
· Требуемая площадь сечения продольной рабочей арматуры:
· По сортаменту арматуры назначаем диаметр стержней так, чтобы он был не менее требуемой величины А s . Число стержней – 2, по одному в каждом ребре.
Принимаем 2 О 12 А s = 2,26см 2 .
3.4. Расчет полки панели на местный изгиб
3.4.1. Нагрузки на полку панели
Равномерно распределённая нагрузка на полку панели с несущественным превышением может быть принята такой же, как и для всей плиты. Линейную расчётную нагрузку определяем сбором поверхностной нагрузки с условной ширины b = 1 м :
q = P 0 b γn = 9,03·1,0·0,95 = 8,578.
3.4.2. Расчётная схема полки, внутренние усилия
· Расчётный изгибающий момент:
4 в рёбристой панели (с учётом перераспределения усилий):
;
|
|

3.4.3. Поперечное сечение полки
· Условное поперечное сечение полки (рис. 3.4,в) – прямоугольное, шириной b = 100 см , высотой h ¢ f = 5см . Плита армируется сеткой из арматуры Æ5Вр-I, Rs = 355МПа .
· Минимальная толщина защитного слоя бетона в плитах толщиной до 100 мм составляет а b = 10 мм .Тогда минимально необходимое расстояние от нижней грани сечения до центра тяжести арматуры (диаметром d = 5 мм ):
а = а b + 0,5d = 100 + 0,5·5 = 12,5 мм , принимаема = 15 мм .
· Рабочая высота сечения h 0 = h ¢ f – a = 5 –1,5 = 3,5 см .
3.4.4. Подбор рабочей арматуры
· Параметр А
0
: .
· Относительная высота сжатой зоны: .
· Относительное плечо внутренней пары сил: η = 1 – 0,5ξ = 0,988.
· Требуемая площадь арматуры:
· Используем для армирования сетку с минимально допустимым шагом S = 200 мм , тогда в пределах условной ширины b = 1 м размещается 6 стержней. По сортаменту определяем, что площадь сечения 5Æ4 равна А s = 0,63 см 2 , что составляет больше требуемой.
4.Расчет и конструирование ригеля перекрытия
4.1. Прочностные и деформативные характеристики бетона и арматуры
Бетон
4 Используем тяжелый бетон класса В20 (по заданию), подвергнутый тепловой обработке при атмосферном давлении.
4 Расчетные сопротивления бетона:
· сжатию Rb = 11,5 МПа ,
· растяжению Rbt = 1,05 МПа .
4 Коэффициент условий работы, учитывающий длительность действия нагрузки γb 2 = 0,9.
4 Начальный модуль упругости бетона Е b = 24 000 МПа .
Арматура
4 Продольная рабочая арматура – ненапрягаемая, класса А- III(А400) , диаметр Æ10…40 мм.
Расчётное сопротивление растяжению Rs = 365 МПа
Модуль упругости арматуры Es = 200 000 МПа
4 Поперечная рабочая арматура – также класса А- III .
Расчетное сопротивление растяжению поперечной арматуры:
Rsw = 285 МПа (Æ6…8 мм), Rsw = 290 МПа (Æ10…40 мм).
Если диаметр поперечных стержней меньше 1/3 диаметра продольных стержней, значение Rsw = 255 МПа .
Подбор продольной рабочей арматуры ригеля
· Расчетное поперечное сечение ригеля – прямоугольное. Размеры сечения установлены в процессе компоновки конструктивной схемы каркаса:
4 высота h = 650 мм ,
4 ширина b = 200 мм .
· Арматура располагается в растянутой зоне сечения, положение которой определяется по эпюре изгибающих моментов в ригеле: в пролёте – внизу, на опоре – вверху. Арматуру располагаем в два ряда, чтобы иметь возможность не ставить (обрывать) часть стержней там, где они не требуются по расчёту.
· Порядок подбора продольной рабочей арматуры в ригеле такой же, как и в панели перекрытия.
· Рабочая высота сечения: h 0 = h – a ,
Рис. 4.1. Расчётное поперечное сечение ригеля: а – в пролёте, б – на средних опорах.
· Условный параметр А
0
:
· Относительная высота сжатой зоны:
· Относительное плечо внутренней пары сил: η = 1– 0,5ξ
· Требуемая площадь сечения арматуры:
· Тогда расстояние от растянутой грани сечения до центра тяжести продольной рабочей арматуры составит:
а = а 1 + 0,5а 2 .
Подбор продольной рабочей арматуры ригеля
Расчётное сечение |
в крайнем пролёте |
на опоре |
в среднем пролёте |
М , кН·см |
М 11 =25 785 |
Mfr = 18 295 |
М 22 = 14 375 |
h 0 = h – a , см |
65 – 8 = 57 |
65 – 7 = 58 |
65 – 6 = 59 |
η |
0,984 |
0,989 |
0,992 |
Требуемая А s , см 2 |
12,6 |
8,74 |
6,73 |
Принятое армирование |
2Æ18 +2Æ22 А-III |
2Æ9 +2Æ22 А-III |
2Æ6+ 2Æ20 А-III |
Фактич. А s , см 2 |
12,69 |
8,87 |
6,85 |
4.2Обрыв продольной арматуры в пролёте
В целях экономии металла часть продольной арматуры (не более 50% расчётной площади) может не доводиться до опор, а обрываться в пролете там, где она уже не требуется согласно расчету прочности элемента по нормальным стержням.
Обрываемые стержни должны быть заведены за место своего теоретического обрыва на некоторую длину заделкиw , на протяжении которой для гарантии условия прочности наклонных сечений на действие изгибающего момента отсутствие обрываемых стержней компенсируется поперечной арматурой.
4.3. Конструктивное армирование ригеля, опорный узел
· В изгибаемых элементах при высоте сечения h >700 мм у боковых граней должны ставиться конструктивные продольные стержни с расстояниями между ними по высоте не более 400 мм . Устанавливаем посередине высоты сечения арматурные стержни Æ 10А- I . Плоские сварные каркасы К-1 (2 шт.) объединяем в пространственный каркас с помощью горизонтальных поперечных стержней, устанавливаемых через 1,0...1,5 м .
· Стык ригеля и колонны. В верхней части стыка выпуски арматуры из колонны и ригеля соединяются вставкой арматуры на ванной сварке , затем полость стыка замоноличивается. Вставка арматуры повышает точность монтажного соединения в случае нарушения соосности выпусков арматуры. В нижней части стыка монтажными сварными швами соединяются закладные детали колонны и ригеля. Температурный зазор между торцом ригеля и гранью колонны может составлять 60…100 мм .
5. Расчёт и конструирование колонны
5.1. Подбор продольной арматуры
· В колоннах средних рядов здания изгибающие моменты М незначительны, поэтому можно принять, что колонна воспринимает только продольные усилия N и работает в условиях внецентренного сжатия со случайным эксцентриситетом.
4 При действии значительных изгибающих моментов М колонна является внецентренно сжатой с расчётным эксцентриситетом e = M/N.
· Подбор продольной арматуры достаточно провести для наиболее нагруженной колонны 1-го этажа, а в колонных остальных этажей принять его таким же. Расчётное продольное усилие в колонне 1-го этажа: Nk = 2360,05кН
· Расчётная длина колонны принимается равной высоте этажа: l 0 = Нэ = 4,6мм .
· Классы бетона и арматуры для колонны принимаются такими же, как и у ригеля перекрытия. Коэффициент длительности действия нагрузки gb 2 = 0,9.
· Продольное армирование колонны назначается из условия прочности, которое имеет вид:
Nk £j (Rb gb 2 A + Rsc As,tot ),
где j – коэффициент, учитывающий влияние продольного изгиба; принимается по справочной таблице в зависимости от отношения расчётной длины колонны к её ширине: l 0 /hk = 4,6/0,45 = 10; тогда коэффициент j = 0,9.
l 0 /hk |
6…12 |
16 |
20 |
j |
0,9 |
0,8 |
0,7 |
А – площадь поперечного (бетонного) сечения колонны: A = (bk )2 = 352 = 1225 см 2 .
Rsc – расчётное сопротивление продольной арматуры сжатию; для арматуры класса A-III (А400) Rsc = 365 МПа .
As , tot – суммарная площадь продольной арматуры колонны, которую необходимо определить в результате расчёта.
· Требуемая площадь сечения продольной арматуры As , tot назначается из двух равноправных условий:
4 из условия прочности:
24,53
4 из условия обеспечения минимального коэффициента армирования
mmin = 0,002 (0,2%): As,tot ³ 2A×mmin = 2×1225×0,002 = 4,9 см 2 .
· Принимаем по сортаменту As , tot = 6,16 см 2 (4 Æ 14 A - III ) .
· Устанавливаем 4 арматурных стержня по углам колонны
6. Расчёт и конструирование фундамента
6.1. Общие соображения
· Проектируем отдельный монолитный фундамент мелкого заложения под колонну.
4 Основные понятия: обрез фундамента – это его верхняя грань, подошва фундамента – это нижняя грань, основание – это грунт под подошвой фундамента, глубина заложения подошвы фундамента – это расстояние от наружной поверхности земли до подошвы фундамента.
· Глубина заложения подошвы фундамента назначается исходя из инженерно-геологических условий площадки строительства, климатических воздействий на верхние слои грунта (в том числе условий промерзания грунта), а также конструктивных особенностей возводимого и соседних сооружений и составляет (по заданию) df = 1,7м .
· Пол 1-го этажа выполняется по грунту. Заглубление обреза фундамента относительно уровня пола 1-го этажа: d 0 = 0,15 м .
· Высота фундамента: hf = df – d 0 = 1,7 – 0,15 = 1,55 м .
· Расчётное сопротивление грунта основания (по заданию):
R 0 = 0,25МПа = 250 кН /м 2 .
· Средний удельный вес фундамента с грунтом на его уступах: gm = 20 кН /м 3 .
· Классы бетона и арматуры для фундамента принимаются такими же, как и у ригеля перекрытия Коэффициент длительности действия нагрузки gb 2 = 0,9.
· Под фундаментом предусматривается бетонная подготовка толщиной 100 мм из бетона класса В30 .
· Фундамент под колонну, сжатую со случайным эксцентриситетом, воспринимает в основном только продольную силу, поэтому его можно считать центрально нагруженным. Продольные усилия на уровне верха фундамента допускается принимать такими же, как на уровне пола 1-го этажа
нормативное усилие Nk . n = 2360кН ; расчётное усилие Nk = 2 514 кН .
Центрально нагруженные фундаменты обычно проектируют квадратными в плане.
4 Внецентренно нагруженные колонны и фундаменты проектируют прямоугольными, при этом широкая сторона располагается в плоскости действия изгибающего момента.
· Расчёт фундамента состоит из двух этапов. На первом из них проводится расчёт по несущей способности основания, в результате которого определяется площадь подошвы фундамента Af . На втором этапе выполняется расчёт по несущей способности самого фундамента, на основе которого определяются остальные размеры фундамента и площадь рабочей арматуры As , f .
6.2. Определение площади подошвы фундамента
· Расчёт по несущей способности основания выполняется на действие нормативных нагрузок с учётом веса фундамента и грунта на его уступах. Расчёт производится из условия, что давление под подошвой фундамента pn не должно превышать расчётное сопротивление грунта основания R 0 :
.
· Тогда требуемая площадь подошвы фундамента:
15,34
· Необходимый размер стороны подошвы квадратного в плане фундамента:
3,9 принимаем af
= 3,9м
= 3900 мм
(кратно 100 мм
).
· Фактическая площадь подошвы фундамента: Af = 3902 = 152 100см 2 .
· Расчёт по несущей способности конструкции самого фундамента выполняется на действие расчётных нагрузок без учёта веса фундамента и грунта на его уступах. Напряжения под подошвой фундамента в этом случае:
0,022
6.3. Определение основных размеров фундамента
· Высота фундамента hf
= 1,55 м
>0,90 м
, поэтому проектируем фундамент трёхступенчатым. Размеры ступеней назначаются таким образом, чтобы внутренние грани ступеней не пересекали прямую, проведённую под углом 45° к грани колонны на уровне верха фундамента. Указанная прямая определяет границы так называемой пирамиды продавливания
.
Определение высоты ступеней
· Высота ступеней назначается кратной50 мм . Принимаем высоту первой (нижней) и второй (средней) ступеней h 1 = h 2 = 350 мм , а третьей (верхней) ступени h 3 = 450 мм .
· Принимаем расстояние от нижней грани фундамента до центра тяжести растянутой арматуры подошвыа = 5 см , тогда рабочая высота фундамента:
h 0 = hf – a = 155 – 5 = 150 см .
· Рабочая высота первой и второй ступеней:
h 0,1 = h 1 – a = 35 – 5 = 30 см ; h 0,2 = h 1 + h 2 – a = 35 + 35 – 5 = 65 см .
6.4. Подбор арматуры подошвы фундамента
· Под действием реактивного). Растягивающие усилия воспринимает продольная арматура, расположенная возле подошвы фундамента. Подбор продольной арматуры производится для сечений, проходящих по грани средней ступени (1-1), по грани верхней ступени (2-2) и по грани колонны (3-3).
· Расчётный изгибающий момент в каждом исследуемом сечении определяется как в консоли вылетом li :
.
· Плечо внутренней пары сил при расчёте фундамента допускается принимать равнымzb = 0,9h 0 . Тогда требуемая площадь сечения арматуры составит:
,
где для арматуры класса А-III расчётное сопротивление Rs = 36,5 кН /см 2 .
· Фундаментные плиты армируют по подошве сварными сетками; диаметр арматуры составляет 10…16 мм , шаг стержней s = 100…200 мм .
· Применим для армирования сетку с ячейками 100´100 мм , расстояние от вертикальной грани подошвы до первого стержня назначим равным 50 мм . Тогда в каждом направлении сетка будет состоять из af /100 = 3900/100 = 39 стержней.
· Требуемая площадь одного стержня: As ,1 ³ 1,75 см 2 .
Принимаем в итоге по сортаменту 34 Æ 16 А -III , шаг s = 200 мм ;
А s ,1 = 68,374 см 2 .
· Толщина защитного слоя бетона фундамента ab должна быть выше минимально допустимой ab , min (при наличии подготовки под фундаментом ab , min = 35 мм ):
ab =a – 0,5D = 50 – 0,5×12 = 44 мм >ab ,min = 35 мм . Условие выполняется.
· Процент армирования (для сечения 1-1):
.
· В пределах глубины стакана дополнительно предусматриваем 5 сеток конструктивного поперечного армирования из стержней Æ8A-I, устанавливаемых с шагом s = 150 мм , причём верхняя сетка находится на расстоянии s 0 = 50 мм от верха стакана.
Список литературы
1. СНиП 2.01.07 – 85*. Нагрузки и воздействия. / Госстрой России. – М.: ФГУП ЦПП, 2004. – 44 с.
2. СНиП 2.03.01 – 84*. Бетонные и железобетонные конструкции. / Госстрой России. – М.: ФГУП ЦПП, 2001. – 76 с.
3. СНиП 52 -01 -2003. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. – М.: ФГУП ЦПП, 2004. – 24 с.
4. Строительные конструкции : Учебник для ВУЗов / Под ред. В.Н. Байкова и Г.И. Попова. – М.: Высш. шк., 1986. – 543 с.
5. Строительные конструкции: Учебник для ВУЗов / В.П. Чирков, В.С. Фёдоров, Я.И. Швидко, М.В. Шавыкина и др. Под ред. В.П. Чиркова. – М.: ГОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2007. – 448 с.
6. Байков В .Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции. Общий курс: Учебник для ВУЗов. – М.: Стройиздат, 1991. – 767 с.
7. Бондаренко В.М., Римшин В.И. Примеры расчёта железобетонных и каменных конструкций: Учеб.пособие. – М.: Высш. шк., 2006. – 504 с.
8. Тимофеев Н.А. Проектирование несущих железобетонных конструкций многоэтажного промышленного здания: Метод.указания к курсовой работе и практическим занятиям для студентов спец. «Строительство ж. д., путь и путевое хозяйство». – М.: МИИТ, 2004. – 48 с.
Похожие работы
-
Составление номенклатуры отдельных видов работ и определение их объемов
Федеральное агентство по образованию Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет Кафедра: «Экономика строительства»
-
Железобетонный мост под однопутную железную дорогу
Московский Государственный Университет Путей Сообщения (МИИТ) Институт Пути, Строительства и Сооружений Кафедра: «Мосты». Курсовая работа «Железобетонный мост под однопутную железную дорогу».
-
Тепловлажностный расчёт наружной стены
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Строительно-технологический факультет Кафедра “Отопления и вентиляции” Курсовая работа на тему:
-
Гидравлический расчет внутренней системы водоснабжения и канализации жилого здания
Уральский Государственный Университет Путей Сообщения Кафедра « МТТ» КУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине: «ВОДОСНАБЖЕНИЕ» «Гидравлический расчет внутренней системы
-
Сборные железобетонные конструкции многоэтажного каркасного здания
Министерство образования и науки Российской Федерации Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет (СИБСТРИН) Кафедра железобетонных
-
Проект двухэтажного жилого дома
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ (МИИТ) Кафедра Строительные конструкции, здания и сооружения КУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине
-
Расчет системы водоснабжения
Построение графика нагрузки сети и расчет параметров режимов – максимального водопотребления и максимального транзита. Внутренняя увязка сети и характеристика водопитателей. Выбор диаметров труб для участков сети, согласно режиму максимального транзита.
-
Здания на железнодорожном транспорте
Петербургский Государственный Университет Путей Сообщения. Кафедра «Здания» Курсовая работа: «Здания на железнодорожном транспорте». Вариант 7в.
-
Автосалон автомобиля
Министерство образования и науки РФ ГОУ ВПО Бурятский государственный университет Биолого-географический факультет Курсовая работа по дисциплине
-
Стальной открытый навес в г Темрюке
Агентство по образованию и науке Российской Федерации Кубанский государственный технологический университет Кафедра Строительные конструкции и гидротехнические сооружения