Разработка элементов конструкции пятиэтажного жилого здания

Сбор и определение нагрузок на элементы здания. Расчет многопустотной плиты, сборного железобетонного ригеля перекрытия, параметров поперечного армирования, сборной железобетонной колонны и простенка первого этажа, столбчатого фундамента под колонну.

Рубрика Строительство и архитектура
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 09.12.2013
Размер файла 985,3 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Украины

Харьковская национальная академия городского хозяйства

Кафедра строительных конструкций

Курсовой проект

по курсу «Железобетонные конструкции»

Харьков 2008

Техническое задание проекта

Необходимо разработать элементы конструкции (сборную ж.б. панель междуэтажного перекрытия, сборный ж.б. ригель перекрытия крайнего пролета, сборную ж.б. колонну первого этажа, фундамент под колонну) пятиэтажного жилого здания.

Здание двухскатное, симметричное в плане, трехпролетное, размеры пролетов L1+L2+L1 = 7,5+2,5+7,5 = 17,5м, шаг рам L3 = 6,0м. Высота этажа H = 3,6м. Количество этажей - 4.

Район строительства - г. Львов.

Временная нагрузка 4,0 кН/м2.

Расчетное сопротивление грунта подвала 2,0 МПа.

1. Сбор нагрузок

Предварительно определяем размеры ригеля

h = L1/10 = 7500/10 = 750 мм; принимаем кратно 100 h=800мм.

b = 0,4 x h = 0,4 х 800 = 320 мм; принимаем кратно 50 b=350мм.

Распределенная нагрузка от собственного веса ригеля

b x h x ?/L3 = 0,35 х 0,8 х 25/6,0 = 1,6 кН/м2;

Таблица 1. Сбор нагрузок

2. Нагрузки на элементы здания

Погонная нагрузка на плиту перекрытия, шириной 1,2 м

-- от постоянной нагрузки (без веса ригеля) g = (6,96 - 1,76) х 1,2 = 6,2 кН/м;

-- от временной нагрузки v = 3,24 x 1,2 = 3,9 кН/м;

Полное

q = g + v = 6,2 + 3,9 = 10,1 кН/м.

Погонная нагрузка на ригель перекрытия

(при грузовой ширине bsup = L3 = 6,0 м)

q = (g+v) х bsup = 10,2 х 6,0 = 61,2 кН/м

Нагрузка на колонну в уровне верха фундамента

с грузовой площади

Asup = (L1/2 + L2/2) х L3 = (7,5/2+2,5/2) х 6,0 = 30м2):

-- с покрытия

N1 = (g+v) x Asup = 6,29 х 30 = 189 кН;

-- с перекрытий

N2 = (nэтаж - 1)(g+v) x Asup = (4 - 1) х10,20 х 30 = 918 кН;

-- собственный вес колонны

N3 = bc x hc x (Hэтаж х nэтаж+0,15) x ? x ?f =

= 0,3 х 0,3 х (3,6 х 4 + 0,15) х 25 х 1,1 = 36 кН;

Полная нагрузка на колонну

N = N1 + N2 + N3 = 189 + 918 + 36 = 1143 кН

Нагрузка на фундамент равняется полной нагрузке на колонну N = 1143 кН

3. Расчет многопустотной плиты

Данные для проектирования

Бетон B25 (Rb = 14,5 МПа, Rbt = 1,05 МПа); ?b2 = 0,9. Продольная рабочая арматура А400C (Rs = 365 МПа), арматура хомутов и конструктивная арматура из проволоки Вр-I.

Расчетный пролет плиты

L0 = L3 - b - 2m - 2 x C/2 = 6000 - 350 - 2 x 20 - 2 x 100/2 = 5510мм;

Опалубковая длина плиты

Lоп = L3 - b - 2m = 6000 - 350 - 2 x 20 = 5610мм;

Круглое сечение пустот приводим к эквивалентному квадратному сечению со стороной h1 = 0,9 x 159 = 143 мм

Тогда

hf = (h - h1)/2 = (220 - 143)/2 = 38,5 мм

Принимаем a = 30 мм; h0 = h - а = 220 - 30 = 190 мм;

b = bf - 6h1 = 1160 - 6 x 143 = 302 мм.

Статический расчет плиты

Расчетная схема плиты - шарнирно закрепленная двух опорная балка

Равномерно распределенная нагрузка на плиту перекрытия q = 10,1 кН/м.

Максимальный изгибающий момент:

Максимальная поперечная сила:

Расчет прочности нормального сечения

Устанавливаем расчетный случай (положение нейтральной оси)

Условие соблюдается, нейтральная ось находится в полке, расчет ведем как для прямоугольного сечения, шириной bf = 1160 мм

Для A0 = 0,07 находим ? = 0,963;

Необходимая площадь арматуры

Размещаем в каждом ребре по одному стрежню арматуры - всего семь стержней

Согласно сортамента принимаем 7O12 A400С (AS = 7,92 см2)

Проверка необходимости установки поперечной арматуры

Расчетная ширина сжатой полки

Коэффициент, учитывающий работу свесов сжатой полки

Для тяжелого бетона коэффициент условий работы ?b3 = 0,6

Поперечная сила, воспринимаемая бетоном

Следовательно, поперечную арматуру устанавливаем конструктивно.

4. Расчет сборного железобетонного ригеля

Предварительно назначаем размеры ригеля:

Предварительно приняли:

h = 800мм.

b = 350мм.

l0=7500-200-300/2-150+250/2+(150-20)/2=7190 мм=7,19 м

Lриг=7500-200-300/2-20+250=7380 мм=7,38 м

Нагрузка на ригель:

q=(g+v)l3=10,2 х 6,0 = 61,2 кН/м

нагрузка железобетонный фундамент армирование

Рис. 2.1 - Расчетное сечение ригеля

Статический расчет ригеля:

Задаемся Моп=20% от балочного М0

М0==395,5 кНм

Моп=0,2·395,5=79,1 кНм

Мпр.=0,9·М0=355,9 кНм

Qпр=61,2·7,19/2+79,1/7,19=231,0 кН

Конструктивный расчет ригеля:

1. Подбор материалов: бетон класса В30

Rb·?b2=17,0·0,9=15,3 МПа=1,5 кН/см2

Rbt·?b2=1,2·0,9=1,08 МПа=0,1 кН/см2

2. Арматура продольная класса А400С Rs=375 МПа=37,5 кН/см2;

3. Арматура поперечная класса А240С Rsw=175 Мпа=17,5 кН/см2;

4. Прочность нормальных сечений :

Проверка достаточности высоты сечения:

При А0ср.=0,289 h0min==48 см

В первом приближении принимаем а=3 см, тогда

hmin= h0+а=48+3=51 см

Скорректируем высоту ригеля: h=55 см, h0=52 см

h01= 55-15-3=37 см.

Сечение I-I (посередине пролета)

Мmax= Мпрол.

А0==0,246< Аr=0,407 - сжатой арматуры по расчету не требуется =>?=0,857

Аs1==21,29 см2

Согласно сортаменту принимаем 2O40 A400C As=25,13 см2>As1.

Сечение II - II (на опоре)

А0==0,108 см2< Аr=0,407 см2 =>?=0,942

Аsrтр==6,21 см2

Согласно сортаменту принимаем 2O20 A400C As=6,28см2>Aтр.

Расчет прочности наклонного сечения по максимальной поперечной силе.

1) Задаемся диаметром и шагом поперечной арматуры:

dw=12мм.

Аw=1,131 см2

Приопорный шаг при l?45 см S1<h/2?30 S1=55/2=27,5см?25 см <30 см

Пролетный шаг S2<3/4·h?50 S2=3/4·55=41,25 см?40см <50 см

Проверка сечения на сжатие наклонной полосы:

Ев=32,5·103 МПа; Еsw=21·104 МПа

?= Еswв==6,5

Коэффициент поперечного армирования:

=0,002=0,02%

Коэффициент условий работы, учитывающий поперечное армирование:

?w1=1+?·?·?w1=1+5·6,5·0,002=1,065

?=5 (для тяжелого бетона)

Коэффициент, учитывающий работу бетона:

?в1=1-0,1·Rb=1-0,1·1,53=0,847

Проверяем условие:

0,3 ?w1 ?в1·Rb·b·h0=0,3·1,065·0,847·1,53·35·52=753,5 кН>Qпр=231 кН

Условие выполняется, т.е. прочность достаточна, значит размеры ригеля приняты верно.

Определим необходимость установки поперечной арматуры:

Mb= ?в2(1+ ?f) ?в2·Rbt·b·h02

?в2·Rbt=0,9·1,2=1,08 Мпа=0,11 кН/см2

Mb=2·0,11·35·522=20820,8 кНсм

Проекция опасной наклонной трещины без учета поперечного армирования:

С=см

Усилие, воспринимаемое бетоном:

Qb=Mb/C=20820,8/184,4=112,9 кН< Qпр=231 кН

не менее Qbmin=0,6·Rbt··b·h0·?b2=0,6·0,11·35·52=120,12 кН

Требуется постановка поперечной арматуры:

Погонная несущая способность хомутов:

=1,58 кН/см

Проверяем условие:

=1,58 кН/см> Qbmin/(2·h0)=120,12/(2·52)=1,155 кН/см

Условие выполняется, следовательно параметры поперечного армирования достаточны.

Проекция наклонного сечения с поперечным армированием:

С0==114,8 см

h0=52 см ?С0?2 h0=2·52=104 см

Условие не выполняется, принимаем С0=104 см

Поперечное усилие, воспринимаемое хомутами:

Qsw= С0=1,58·104=164,32 кН

Qb+ Qsw=112,9+164,32=277,2 кН > Qпр=231 кН

Условие выполняется, следовательно, прочность наклонного сечения обеспечена.

5. Расчет сборной железобетонной колонны первого этажа

Верх фундамента заглублено на 0,15м

Hэт.=3,6м;

пэт.=4 шт.

Полная нагрузка на колонну N = 1143 кН (см. п. 2)

В том числе постоянная N1=806,7 кН, временная Nsh=336,3кН.

Расчетная длина:

l0=Hэт.+0,15=3,6+0,15=3,75 м

В первом приближении принимаем колонну размерами b*h=30*30 см

Гибкость: =12,5

Принимаем бетон класса В20: Rb·?b2=0,9·1,15=1,04 кН/см2

Арматура класса А400С: Rs= Rsc=375 МПа=37,5 кН/см2;

Расчет ведем методом последовательных приближений:

I приближение: принимаем коэффициенты m=1; ?=1; коэффициент армирования ?=0,01=1%

Требуемая площадь сечения колонны:

Автр==807,7см2

Проверяем принятые размеры:

hтр.==28,4 см

Принимаем колонну размерами 30х30 см

=12,5 соотношение N1/N=806,7/1143=0,7

По таблице определяем интерполяцией коэффициенты ?в=0,85; ?s=0,89;

Находим коэффициент:

?==0,361

Комплексный коэффициент продольного изгиба:

?= ?в+2(?s- ?в) ?=0,85+2(0,89-0,85)0,361=0,84< ?s=0,89

Требуемая площадь продольной арматуры:

Аsтр==11,32 см2

Колонна малонагружена, арматуру принимаем конструктивно: 4O20 A400C As=12,56см2

Поперечную арматуру принимаем из условия, что dw?ds/4=20/4=5 мм

Шаг поперечной арматуры Sw? 20ds=20·20=400мм

Геометрическая длина колонны:

Lкол=Hэт+0,15+1,5hк+0,5=3,6+0,15+1,5·0,3+0,5=4,7 м

Консоль:

lк=hриг+0,5-0,15=0,55+0,5-0,15=0,9 м

6. Расчет столбчатого железобетонного фундамента под колонну

Т.к. фундамент центрально нагружен, принимаем его квадратным в плане.

Бетон принимаем класса В15 ?b2=1 Rb ·?b2=8,5 МПа=0,85 кН/см2

Rbt=0,75 МПа=0,075 кН/см2

Арматура класса А300С Rs=280 МПа

1) Определение размеров подошвы фундамента:

Rгр.= Rser=0,35 МПа=350 кПа (кН/м2)

Aф.тр=3,47 м2

b=а==1,86 м принимаем b=а=210 см (кратно 30 см)

Aф.= a x b=2,1х2,1=4,41 м2

Давление от грунта под подошвой фундамента:

Pгр.=N/Aф=1143/4,41=259 кН/м2=0,259 МПа<Rгр.=0,35МПа

2) Определение требуемой высоты фундамента:

Фундамент работает на продавливание и на изгиб. Рабочая высота фундамента:

h0=-0,25(hс+bc)+0,5-0,25(30+30)+0,5

=38,2см

h>hs+20

hs=1.5hc+5=1.5x30+5=50

h>50+20=70см

Принимаем h=75см кратно 15

N-Pгр(a1+2h01)2=1143-0,0259(120+2х30) 2=303,8кН < Rbtx4(a1+2h01)x h01=0,075х4(120+2*30)х30=1620кН

Прочность на продавливание обеспечена.

Потребное количество рабочей арматуры определяем из прочности фундамента на изгиб:

Рассмотрим 2 сечения: 1-1 - по грани колонны;

2-2 - по ступени.

M1=0,125Ргрb(а-а1)2=0,125·0,0259·210(210-120)2=5507 кНм

M2=0,125Ргрb(a-hc)2=0,125·0,0259·210(210-30)2=22028 кНм

Аs1==7,28 см2

Принимаем 4O16 A240C As=8,04см2

Аs2==12,48 см2

Принимаем 9O14 A240C As=13,85см2

7. Расчет простенка первого этажа

Рис. 7.1 - Схема для расчета простенка

Рис. 7.2 - Схема простенка в плане

Грузовая площадь:

Агр=l3(l1-0,2)/2=6(7,5-0,2)/2=21,9м2

Площадь стены, приходящейся на простенок:

Аст=2,5(2•3+1,6•3+1,7)-(1.5•2•3)=25,25-8,8=22,25 см2

Вес стены:

N ст= Аст(hст•?•?f+ hшт•?шт•?f)=22,25(0,77•18•1,1+0,02•20•1,3)=350,8 кН

Вес покрытия:

N покр=(g+Vсн) ?f •Агр=6.29х1,1 х21,9=151,5 кН

Вес межуэтажного перекрытия:

N перекр=( g+v)пер•Агр=10,2•21,9=223,4 кН

Полная нагрузка:

N= N ст+ N покр+ 3х N перекр=350,8+151,5+3х223,4=1172,5 кН

Простенок рассчитывается на высоту одного этажа как внецентренно сжатый каменный столб.

Момент от первого перекрытия:

M перекр= N перекр•e=223,4•30,1=6724 кНсм

Эксцентриситет:

e= hст/2-1/3•С=77/2-25/3=30,1 см

Момент в уровне верха окна:

M х= =6172,8 кНсм

Приведенный эксцентриситет:

e0==5,3 см<0,7• hст/2=26,9 см

Площадь простенка:

Апр=в hст=100х 77=7700 см2

Коэффициент mg=1, т.к. hст=51 см>30 cм

Расчетная длина простенка: l0=Hэт=3,6 м

Высота сжатой зоны:

he= hст-2е0=77-2•5,3=66,4 см

Полная гибкость:

?h=l0/hст=360/77=4,7

Гибкость сжатой зоны:

?hс=l0/hсж=360/66,4=5,5

Задаемся упругой характеристикой кладки: ?=750 (силикатный кирпич) (табл. 15 [3]), находим по табл. 18[3]: ?h=0,98, ?hc=0,96. ?ср=0,97

Из формулы несущей способности внецентренно сжатого столба

где ?=1+е0/ hст=1+5,3/77=1,06<1,45

находим

Rклтр==0,171 кН/см2=1,71МПа

По табл. определяем: для кладки марки 50 необходим кирпич марки 75.

Список использованной литературы

1. Расчет и конструирование частей гражданских зданий /Е.Е. Линович. - К.: Гостехиздат УССР, 1955

2. СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия.

3. ДСТУ Б В.1.2-3:2006 "Прогибы и перемещения. Требования проектирования.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Компоновка конструктивной схемы сборного перекрытия. Расчет и конструирование предварительно-напряженной ребристой панели перекрытия. Вычисление параметров сборного неразрезного ригеля, сборной железобетонной колонны, фундамента, простенка наружной стены.

    курсовая работа [4,3 M], добавлен 14.10.2012

  • Проектирование сборного железобетонного перекрытия. Расчет разрезного ригеля, колонны. Нагрузка на колонну в уровне обреза фундамента. Компоновка монолитного варианта перекрытия. Определение простенка из глиняного кирпича. Спецификация арматурных изделий.

    курсовая работа [5,8 M], добавлен 31.05.2015

  • Разработка конструктивной схемы здания. Расчет и конструирование сборной панели перекрытия. Определение усилий в элементах поперечной рамы здания. Конструирование сборного неразрезного ригеля, колонны первого этажа и фундамента под нее, перекрытия.

    курсовая работа [478,7 K], добавлен 28.07.2015

  • Конструктивное решение сборного железобетонного каркасного здания. Проектирование сборного железобетонного перекрытия. Расчет плиты по деформациям и раскрытию трещин. Определение приопорного участка. Расчет сборной железобетонной колонны, ребристой плиты.

    курсовая работа [411,8 K], добавлен 27.10.2010

  • Расчет и конструирование сборной предварительной напряженной плиты перекрытия. Конструирование сборного разрезного ригеля. Оценка прочности центрально нагруженного фундамента и колонны подвального этажа многоэтажного здания со случайным эксцентриситетом.

    курсовая работа [557,4 K], добавлен 27.07.2014

  • Расчет и конструирование многопустотной предварительно напряженной плиты перекрытия. Определение геометрических характеристик поперечного сечения ригеля, подбор продольной арматуры. Расчет средней колонны, монолитного перекрытия и кирпичного простенка.

    курсовая работа [2,2 M], добавлен 07.04.2014

  • Статический расчет и конструирование ребристой плиты перекрытия многоэтажного здания, ригеля перекрытия с построением эпюры материалов. Определение нагрузок, действующих на колонну первого этажа. Расчет фундамента под центрально нагруженную колонну.

    курсовая работа [559,7 K], добавлен 25.03.2012

  • Схема сборного перекрытия при использовании ригеля прямоугольного типа и многопустотных панелей. Подбор типовых конструкций и компоновка конструктивной схемы здания. Расчет сборного многопролетного ригеля, стыка ригеля с колонной и стыка колонн.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 06.12.2013

  • Расчёт монолитной плиты перекрытия, многопролётной второстепенной балки, прочности кирпичного простенка, ребристой плиты сборного перекрытия по первой группе предельных состояний, рамы, ригеля, колонны, фундамента отдельного монолитного столбчатого.

    курсовая работа [673,6 K], добавлен 10.04.2017

  • Проект сборного железобетонного перекрытия многоэтажного здания с жёсткой конструктивной схемой и сопряженных с ним элементов: колонны, фундамента. Расчет на прочность ребристой панели из преднапряженного железобетона, ригеля прямоугольного сечения.

    дипломная работа [116,3 K], добавлен 28.12.2011

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.