Быстрый поиск

Курсовая работа: Проектирование гражданского здания

Оглавление

Введение

1. Расчет многопустотной плиты по предельным состояниям первой группы

2. Расчет многопустотной плиты по предельным состояниям второй группы

3. Определение усилий в ригеле поперечной рамы

4. Расчет прочности ригеля по сечениям, нормальным к продольной оси

5. Конструирование арматуры ригеля

6. Расчет сборной железобетонной колонны

7. Расчет монолитного центрально-нагруженного фундамента

Введение

Цель курсового проекта – расчет и проектирование ж/б конструкций трехэтажного каркасного здания, расположенного в городе Баку, с высотой этажа 4,2 м., который имеет размер в плане 17,4X64 м и сетку колонн 5,8x8 м. Временная нормативная нагрузка – 1600 кг/м2. Стеновые панели навесные из легкого бетона, в торцах здания замоноличиваются совместно с торцевыми рамами, образуя вертикальные связевые диафрагмы. Коэффициент надежности по нагрузке γf=1,2, Коэффициент надежности по назначению здания γn=0,95.

Снеговая нагрузка – по I району.

Ригели поперечных рам – трехпролетные, на опорах жестко соединены с крайними и средними колоннами. Многопустотные плиты, с предварительно напряженной арматурой, принимаем с номинальной шириной 120 см, опираются на ригели.

1. Расчет многопустотной плиты по предельным состояниям первой группы

Расчетный пролет и нагрузки. Расчетный пролет

м.

Подсчет нагрузок на 1 м2 перекрытия приведен в табл. 1.

Табл. 1. Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м2 перекрытия

Нагрузка	Нормативная нагрузка. Н/м2	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка, Н/м2
Постоянная: Собственный вес многопустотной плиты с круглыми пустотными	3000	1,1	3300
то же слоя цементного раствора δ=20 мм (ρ=2200 кг/м3)	440	1,3	570
то же керамических плиток, δ=13 мм (ρ=1800 кг/м3)	240	1,1	264
Итого	3680		4134
Временная:	5000	1,2	6000
длительная	3500	1,2	4200
кратковременная	1500	1,2	1800
Полная нагрузка:	8600	—	10134
постоянная и длительная	7180	—	—
кратковременная	1500	—	—

Расчетная нагрузка на 1 м2 при ширине плиты 1,2 м с учетом коэффициента надежности по назначению здания γn= 0,95: постоянная g = 4,134*1,2*0,95 = =4.71 кН/м2; полная g+v = 23.334*1.2*0.95=26.6 кН/м2

Нормативная нагрузка на 1 м2: постоянная g=3.680*1.2*0.95 = 4.19 kH/м2; полная: g+v = 19.680*1.2*0.95 = 22.43 кН/м2

Усилия от расчетных и нормативных нагрузок. От расчетной нагрузки:

кН/м2;

кН/м2.

От нормативной полной нагрузки:

кН/м2;

кН/м2.

Установление размеров сечения плиты. Высота сечения многопустотной (6 круглых пустот диаметром 16 см) предварительно напряженной плиты см; рабочая высота сечения

h0=h-a==26-3=23 см.

Размеры: толщина верхней и нижней полок (26—16) 0,5=5 см. Ширина ребер: средних - 3 см, крайних -- 4,5см. В расчетах по предельным состояниям первой группы расчетная толщина сжатой полки таврового сечения h/f=5 см; отношение

при этом в расчет вводится вся ширина полки b/f = 120 см; расчетная ширина ребра b=120-6*16=24 см.

Характеристики прочности бетона и арматуры. Многопустотную предварительно напряженную плиту армируют стержневой арматурой класса АV с электротермическим натяжением на упоры форм. К трещиностойкости плиты предъявляют требования 3-й категории. Изделие подвергают тепловой обработке при атмосферном давлении.

Бетон тяжелый класса В25, соответствующий напрягаемой арматуре Согласно прил. 1...4 призменная прочность нормативная Rbn = Rb,ser= 18,5 МПa, расчетная Rb = 14,5 МПа; коэффициент условий работы бетона γb2=0,9; нормативное сопротивление при растяжении Rbth=Rb,ser=1,60 МПа, расчетное Rbt=1,05 МПа; начальный модуль упругости бетона Еb =30 000 МПа. Передаточная прочность бетона Rbp, устанавливается так, чтобы при обжатии отношение напряжений σbp/Rbp<0,75. Арматура продольных ребер класса А-V, нормjтивное сопротивление Rsn = 785 МПа, расчетное сопротивление Rs = 680 МПа, модуль упругости Es = 190000 МПа. Предварительное напряжение арматуры равно: σs= 0,75Rsn= =0,75*785=590 МПа. Проверяют выполнение условия. При электротермическом способе натяжения МПа; σsp+р = 590+75 = =665<Rsn=785 МПа — условие выполняется. Вычисляют предельное отклонение предварительного напряжения при числе напрягаемых стержней nр=7:

Коэффициент точности натяжения:. При проверке по образованию трещин в верхней зоне плиты при обжатии принимают . Предварительные напряжения с учетом точности натяжения МПа. Расчет прочности плиты по сечению, нормальному и продольной оси, М=200,73 кН/м. Сечение тавровое с полкой в сжатой зоне. Вычисляют

По табл. 3.1 находят ξ = 0,26; x=ξh0=0.26*23=5.98≤6 см — нейтральная ось проходит в пределах сжатой полки; ζ = 0,86.

Вычисляют площадь сечения растянутой арматуры:

см2

принимаем 7○ 16 А-V .

Расчет прочности плиты по сечению, наклонному к продольной оси, Q=102.28 кН. Проверяют, требуется ли поперечная арматура по расчету. Условие: — удовлетворяется.

На приопорных участках длиной l/4 арматуру устанавливают конструктивно, ○ 4 Вр-1 с шагом см; в средней части пролета поперечная арматура не применяется.

2. Расчет многопустотной плиты по предельным состояниям второй группы

Геометрические характеристики приведенного сечения.

Круглое очертание пустот заменяют эквивалентным квадратным со стороной h=0,9d=0,9*16=14.4 см. Толщина полок эквивалентного сечения hf/=hf=(26-14.4)0,5=5.8см. Ширина ребра 120-6*14,4 =33,6 см. Ширина пустот 120-33,6=86,4 см. Площадь приведенного сечения

Ared=120*26-86.4*14.4=1875.8 см2 {пренебрегают ввиду малости величиной α=As).

Расстояние от нижней грани до центра тяжести приведенного сечения

y0=0,5h+hf=0,5*14,4+5,8=13 см.

Момент инерции сечения (симметричного):

см4

Момент сопротивления сечения по нижней зоне

см3;

то же, по верхней зоне Wred/= 11866,2 см3.

Расстояние от ядровой точки, наиболее удаленной от растянутой зоны (верхней), до центра тяжести сечения по формуле:

см;

то же, наименее удаленной от растянутой зоны (нижней) rinf=5,38 см; здесь.

Отношение напряжения в бетоне от нормативных нагрузок и усилия обжатия к расчетному сопротивлению бетона для предельных состояний второй группы предварительно принимают равным 0,75.

Упругопластический момент сопротивления по растянутой зоне

Wpl=γWred=1,5*11866,2=17799,3 см3, здесь γ=1,5—для двутаврового сечения. Упругопластический момент сопротивления по растянутой зоне в стадии изготовления и обжатия Wpl/=17799,3 см3.

Определение потерь предварительного напряжения арматуры. Расчет выполняют в соответствии с подглавой, коэффициент точности натяжения арматуры при этом Потерь от релаксации напряжений в арматуре при электротермическом способе натяжения Потери от температурного перепада между натянутой арматурой и упорами , так как при пропаривании форма с упорами нагревается вместе с изделиями.

Усилие обжатия

Эксцентриситет этого усилия относительно центра тяжести приведенного сечения . Напряжение в бетоне при обжатии в соответствии с формулой

Устанавливают передаточную прочность бетона из условия

;

принимаем Rbp=12,5.

Тогда

Вычисляют сжимающее напряжение в бетоне на уровне центра тяжести напрягаемой арматуры от усилия обжатия Р1 и с учетом изгибающего момента от веса плиты

Потери от быстронатекающей ползучести при и при . Первые потери . Потери от усадки бетона σ8=35. Потери от ползучести бетона составляют

Вторые потери

Полные потери

Усилие обжатия с учетом полных потерь

Расчет по образованию трещин, нормальных к продольной оси.

Вычисляют для выяснение необходимости поверхности по раскрытию трещин. При этом для элементов, к трещиностойкости которых предъявляют требования 3-й категории, принимают значения коэффициента надежности по нагрузке по формуле . Вычисляют момент образования трещин по приближенному способу ядровых моментов по формуле:

здесь ядровый момент усилия обжатия по формуле; при составляет

Поскольку , трещины в растянутой зоне образуется. Следовательно, необходим расчет по раскрытию трещин.

Проверяют, образуются ли начальные трещины в верхней зоне плиты при значении коэффициента точности натяжения .

;

- условие удовлетворяется, начальные трещины не образуется; здесь - сопротивление бетона растяжению, соответствующее передаточной прочности бетона

Расчет по раскрытию трещин, нормальных продольной оси при . Предельная ширина раскрытия трещин: непродолжительная , продолжительная . Изгибающие моменты нормальных нагрузок, постоянной и длительной . Приращение напряжений в растянутой арматуре от действия постоянной и длительной нагрузок по формуле:

Здесь принимают - плечо внутренней пары сил , так как усилие обжатия Р приложено в центре тяжести площади нижней напрягаемой арматуры:

- момент сопротивления сечения по растянутой арматуре.

Вычисляют по формуле: ширину раскрытия трещин от непродолжительного действия всей нагрузки;

здесь ; диаметр продольной арматуры.;

ширину раскрытия трещин от непродолжительного действия постоянной и длительной нагрузок

ширину раскрытия трещин от постоянной и длительной нагрузок

где

Непродолжительная ширина раскрытия трещин

Продолжительная ширина раскрытия трещин

Расчет прогиба плиты. Прогиб определяют от нормативного значения постоянной и длительных нагрузок; предельный прогиб составляет см. Вычисляют параметры, необходимые для определения прогиба плиты с учетом трещин в растянутой зоне. Заменяющий момент равен изгибающему моменту от постоянной и длительной нагрузок кНм; суммарная продольная сила равна усилию предварительного обжатию с учетом всех потерь и при эксцентриситет коэффициент при длительном действии нагрузок