144950 (Расчет каркаса многоэтажного жилого дома)

Министерство образования Российской Федерации

Министерство образования Кыргызской Республики

Кыргызско-Российский Славянский Университет

Факультет Архитектуры Дизайна и Строительства

Кафедра «Архитектура Промышленных и Гражданских Зданий»

Расчетно-графическое задание по дисциплине:

«Железобетонные конструкции»

Выполнил: Гиндин В.Б.

стд. гр. ПГС-1-06

Проверила: Адыракаева Г.Д.

Бишкек 2010

Исходные данные для проектирования

Шаг колонн в поперечном направлении l₁ = 6,4м;

Шаг колонн в продольном направлении l₂ = 5,5м;

Размеры здания - 3l₁ х 8l₂;

Направление ригелей – поперечное;

Временная равномерно распределенная нагрузка - 6600 Н/м² = 6,6 кН/м²;

Число этажей – 8;

Высота этажа – 3м;

Толщина кирпичной стены - 1,5 кирпича = 380 мм.

Класс бетона: В 25, ρ=2500 кг/м³.

Район строительства – г. Санкт – Петербург.

Содержание

1. Расчет и компоновка плит перекрытия

2. Расчет панели по предельным состояниям 1-й группы

3. Расчет панели по предельным состояниям 2-й группы

4. Статический расчет ригеля

5. Расчет колонны

6. Расчет железобетонного фундамента

Список литературы

1. Расчет и компоновка плит перекрытия

Т.к заданная временная равномерно распределенная нагрузка составляет значение 6600 Н/м² , согласно таблице 3.4 (п. №1, см. Литература), в качестве перекрытия будем использовать ребристые плиты.

Размеры связевых принимаем шириной 1,2 м. Тогда:

1. Размеры плит в крайних ячейках l₁ х l₂:

2. Размеры плит в средней ячейке l₁ х l₂:

.

где - ширина плиты, - число плит в ячейке l₁ х l_2.

Данные для проектирования плиты:

1. Проектируемая плита междуэтажного перекрытия будет эксплуатироваться при нормальной температуре (отапливаемое помещение), в неагрессивной среде с влажностью не выше 75%.

2. Способ изготовления конструкций - агрегатно-поточная заводская технология.

3. Вид железобетона - предварительно напряженный.

4. Способ натяжения – электротермическое натяжение на упоры опалубочной стальной формы.

5. Условия твердения бетона - термовлажностная обработка при атмосферном давлении, прогрев бетона выполняется совместно с силовой (опалубочной) формой.

6. Бетон – тяжелый, класса В 25.

По таблице 2 (п.2 см Литература):

- Коэффициент условия работы бетона γ_в2 = 0,9;

- Призменная прочность R_bn=18,5 МПа (нормативная), R_b=14,5 МПа (расчетная);

- Сопротивление на растяжение R_btn=1,6 МПа (нормативное), R_bt=1,05 МПа (расчетное);

- Начальный модуль упругости Е_в=27х10³ МПа.

7. Арматура:

По таблице 2 (п.2 см Литература):

Напрягаемая, (в продольных ребрах плиты), класса A – IV:

- Нормативное сопротивление растяжению R_sn=590 МПа;

- Расчетное сопротивление растяжению R_s =510 МПа;

- Модуль упругости Е_s=190х10³ МПа.

Ненапрягаемая, (сварные сетки), класса Вр - I:

- Нормативное сопротивление растяжению R_sn=405 МПа;

- Расчетное сопротивление растяжению R_s =370 МПа;

- Модуль упругости Е_s=170х10³ МПа.

8. Требования предельных состояние 2-й группы:

- К трещиностойкости предъявляется 3-я категория требований, предельно допустимая ширина кратковременного и длительного раскрытия трещин должна составлять соответственно:

мм и мм.

- Предельно допустимый прогиб должен составлять 2,5 см в соответствии

с таблицей 2 СНиП 2.03-01-84.

Расчетный пролет и нагрузки.

Плита рассчитывается по схеме однопролетной балки с шарнирным опиранием на действие равномерно распределенной нагрузки. Будем производить расчет плиты, которая опирается на 2 ригеля.

Для установления расчетного пролета плиты предварительно задаемся размерами сечения ригеля:

Тогда расчетный пролет, при опирании панели поверху:

Сбор нагрузок на 1м² перекрытия приведен в таблице 1.

Таблица 1. Вертикальная нагрузка на 1м² перекрытия.

Нагрузка на 1 м. п. длины при номинальной ширине панели 1,4 м с учетом коэффициента надежности по нагрузке по назначению при II классе ответственности :

Расчетная: Нормативная:

Постоянная:

Постоянная:

Полная:

Полная:

Постоянная и длительная:

Определение усилий от внешних нагрузок.

Усилия от полной нормативной нагрузки:

- изгибающий момент в середине пролета: - поперечная сила на опоре:

Усилия от полной расчетной нагрузки:

- изгибающий момент в середине пролета: - поперечная сила на опоре:

Изгибающий момент от постоянной и длительной нагрузок:

Компоновка поперечного сечения панели.

По опыту проектирования ребристых панелей, высоты рекомендуется принимать равной:

.

Принимаем высоту Тогда рабочая высота сечения: , где а – толщина защитного слоя.

В соответствии с рекомендациями на стр. 410 (п. №1, см. Литература), принимаем размеры плиты:

- ширина продольных ребер по низу – 7см;

- то же по верху – 8 см;

- ширина ребра расчетного таврового сечения

- толщина полки h_f’=5см;

- ширина полки по верху

2. Расчет панели по предельным состояниям 1-й группы

Расчет прочности панели по сечению, нормальному к продольной оси.

Расчетное сечение панели принимаем тавровое с полкой в сжатой зоне. В расчет вводится вся ширина полки.

Определяем положение границы сжатой зоны бетона из условия:

Следовательно, граница сжатой зоны проходит в полке, расчет плиты ведем как для прямоугольного сечения размерами 135см х 27см.

Вычисляем коэффициент по формуле:

Из таблицы 1.16 (п.1 см. Литература) находим коэффициенты ξ=0,04 и η=0,98.

Вычислим характеристику сжатой зоны ώ по формуле:

ώ=0,85 – 0,008γ_b2R_b = 0,85 – 0,008∙0,9∙14,5=0,7456

Определим граничную высоту сжатой зоны:

Здесь σ_scu = 500 мПа; σ_sR = Rs + 400 – σ_sP - ∆σ_sP

Предварительное напряжение арматуры σ_sP = 0,6R_sn = 0,6∙590=354мПа.

Значение предварительного напряжения арматуры вводится с коэффициентом точности натяжения γ_sP.

Его предельное отклонение ∆γ_sP при электромеханическом способе натяжения определяется по формуле:

,

где n_p – число стержней в панели.

,

где l – длина натягиваемого стержня; (=5,5м).

Тогда значение коэффициента точности натяжения равно:

γ_sP = 1- ∆γ_sP = 1 – 0,232=0,768

Следовательно значение предварительного напряжение с учетом коэффициента точности натяжения будет равно:

∆σ_sP = 0,768∙354=271,872мПа.

Отсюда σ_sR = 590 + 400 – σ_sP - ∆σ_sP = 590 + 400 – 354 – 271,872 = 364,128 мПа.

Граничная высота сжатой зоны:

ξ=0,039 < ξ_R=0,6. Следовательно, площадь сечения растянутой арматуры можно определить по формуле:

- коэффициент условия работы, учитывающий сопротивление напрягаемой арматуры выше условного предела текучести. Определяется согласно формуле:

> η

η = 1,2 для арматуры класса A – IV. Принимаем = η =1,2

Площадь арматуры:

Принимаем 2 стержня ø16 с фактической площадью 4,02 см².

Расчет полки на местный изгиб.

Полка панели рассчитывается как балочная плита, частично защемленная в продольных ребрах панели, на действие равномерно распределенной нагрузки.

Расчетный пролет – расстояние в свету между продольными ребрами) при ширине ребер по верху 8 см равен:

Определим нагрузку, действующую на 1м² плиты. Она будет составлять: , где: g₁ = 0,1584+0,585=0,7434 кН/м² – нагрузка от пола.

- нагрузка от собственной массы полки v = 7,2 кН/м² – временная.

Итого: .

Для расчета условно вырезаем из полки полосу шириной 1м. В этом случае погонная нагрузка на полку будет равна 8850 Н/м. Тогда изгибающий момент в полосе с учетом частичного защемления полки в ребрах, в сечении расположенном в середине пролета будет равен: