Проектирование конструкции перекрытия каркасного здания
Компоновка конструктивной схемы сборного перекрытия. Проектирование ребристой панели. Определение нагрузок и усилий. Подбор плиты. Геометрические параметры поперечного сечения плиты и его таврового эквивалента. Расчет по прочности нормальных сечений.
| Рубрика | Строительство и архитектура |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 27.10.2013 |
| Размер файла | 98,7 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/
Проектирование конструкции перекрытия каркасного здания
1. Общие данные для проектирования
Шестиэтажное каркасное здание без подвала имеет размеры в плане 53,55х16,8 м и сетку колонн 5,6х5,95 м. Высота этажа 3,6 м. Здание с неполным каркасом. Наружные стены - несущие, выполнены из кирпича (толщина стены составляет 510 мм). Нормативное значение временной нагрузки Q=8,0 кН/м2. Снеговая нагрузка по г. Орша. Класс по условию эксплуатации ХС1.
2. Компоновка конструктивной схемы сборного перекрытия
Ригели поперечных рам четырёхпролётные, на опорах шарнирно соединённые со стенами и жёстко со средними колоннами. Плиты перекрытий - ребристые. Ребристые плиты принимаются с номинальной шириной, равной 1150 мм; связевые распорки шириной 1000 мм размещаются по рядам колонн и опираются на ригели и несущие стены.
Шаг колонн в продольном направлении составляет 5,95 м, в поперечном - 5,6 м.
Рис. 1. Компоновка перекрытия здания с неполным железобетонным каркасом
3. Расчет и проектирование ребристой панели
3.1 Определение нагрузок и усилий
Таблица 1. Нагрузки на сборное междуэтажное перекрытие
|
Вид нагрузки |
Нормативная нагрузка, кН/м2 |
Коэффициент надежности по нагрузке, f |
Расчетная нагрузка, кН/м2 |
|
|
Постоянная: 1. От собственного веса ребристой плиты перекрытия, д=0,120 м, =2500 кг/м3 2. От конструкции пола (д=0,030 м, =2200 кг/м3) |
3,00 0.66 |
1,35 1,35 |
4,05 0.891 |
|
|
Итого |
?Gk = 3,66 |
- |
? = 4,941 |
|
|
Временная: |
8,0 |
1,5 |
12,0 |
|
|
Итого |
Qk=8,0 |
Qd=12,0 |
3.2 Подбор сечений
Для изготовления сборной панели (согласно ТКП EN 1992-1-1-2009 табл. 4.3N) принимаем бетон класса С. Cогласно ТКП EN 1992-1-1-2009 табл. 3.1, для классаfc,cube=37MПа, fcm=38MПа, fctm=2,9MПa, fcd=fck/=30/1,5=20 МПа (где - коэффициент безопасности по бетону, принят равным 1,5 согласно табл. 2.1N ТКП EN 1992-1-1-2009); продольную арматуру - из стали класса S400, fyd = (- частный коэффициент для арматуры, согласно табл. 2.1N ТКП EN 1992-1-1-2009 =1,15), fyk=400 МПа; поперечную арматуру - из стали класса S240, fyk=240 МПа; армирование сварными сетками и каркасами.
Минимальный защитный слой бетона (согласно п. 4.4.1.2 ТКП EN 1992-1-1-2009):
cmin = max {мм}, (4.2)
где cmin,b - минимальная толщина из условия сцепления (п. 4.4.1.2 (3) ТКП EN 1992-1-1-2009), в нашем случае принимается не менее диаметра арматуры, задаемся равным 20 мм.
cmin,dur - минимальная толщина из условий защиты от влияния окружающей среды, (согласно таблице 4.4N для класса конструкции S4 принимаем cmin,dur=15 мм);
cdur, - дополнительный элемент надежности (п. 4.4.1.2 (6) ТКП EN, принимаем равным нулю);
cdur,st - уменьшение минимальной толщины при использовании нержавеющей стали, (п. 4.4.1.2 (7) ТКП EN, принимаем равным нулю);
cdur,add - уменьшение минимальной толщины при использовании дополнительной защиты (п. 4.4.1.2 (8) ТКП EN, принимаем равным нулю).
Принимаем cmin=cmin, b=20 мм.
Найдем требуемую высоту поперечного сечения ребристой плиты:
,
где:
- расчетный пролёт плиты,
и - длительная и кратковременная нормативные составляющие временной нагрузки соответственно,
с - коэффициент, принимаемый для ребристых панелей в пределах 30…34,
- коэффициент увеличения прогибов при длительном действии нагрузки (для ребристых плит с полкой в сжатой зоне принимается 1,5)
leff = lп+b = 5430+160 = 5590 мм. Здесь lп - расстояние между внутренними гранями полок ригелей, мм; b - величина опирания плиты на полку ригеля.
Рис. 2. Схема опирания плиты для определения
Окончательно принимаем высотуплиты: h = 400 мм.
Для определения собственного веса плиты, отнесенного к единице площади, спроектируем поперечное сечение плиты с учетом известных конструктивных высоты и ширины плиты. Также изобразим её эквивалентное двутавровое сечение.
Рис. 3. Геометрические параметры поперечного сечения плиты и его таврового эквивалента
где А=137100 мм2 - площадь поперечного сечения плиты,
=1140 мм - конструктивная ширина плиты.
Тогда:
.
Для расчета плиты по первой группе предельных состояний необходимо учитывать следующие сочетания нагрузок (приведенной к 1 метру плиты):
Где:
- коэффициент для комбинационного значения переменного воздействия;
- понижающий коэффициент
Согласно табл. А1 ТКП EN 1990-2011 принимаем =0,7
Тогда,
При расчете конструкции по эксплуатационной пригодности необходимо также учитывать практически постоянное сочетание нагрузок (п. 6.5.3 ТКП EN 1990-2011):
Здесь - коэффициент для практически постоянного переменного воздействия (принят равным 0,6 согласно табл. А1 ТКП EN 1990-2011);
- нормативное значение временной нагрузки, кН/м2;
- нормативное значение постоянной нагрузки, кН/м2;
- номинальная ширина плиты, равная 1150 мм.
Расчетный изгибающий момент и максимальная поперечная сила на опоре от первого сочетания нагрузок:
Расчетный изгибающий момент и максимальная поперечная сила для второй комбинации нагрузок:
То же, от третьей комбинации нагрузок:
Таким образом для расчета по первой группе предельных состояний будем использовать расчетные значения изгибающего момента и поперечной силы от второй комбинации нагрузок:
3.3 Расчет по прочности нормальных сечений
Расчетный момент, действующий в сечении плиты .
Проверим условие, определяющее положение нейтральной оси. Предполагаем, что нейтральная ось проходит по нижней грани полки, и определяем область деформирования для прямоугольного сечения шириной .
Проверим выполнение условия Mf>Msd:
т.к. , то (табл. 6.6 Пец.) сечение находится в области деформирования 1б и изгибающий момент воспринимаемый бетоном, расположенным в пределах высоты полки находится по формуле:
;
кНм;
где для бетона класса по прочности на сжатие не более С50/60. -граница сжатой зоны проходит в полке.
где =0,975, (Пецольд табл. 6.7) при путём интерполяции;
Принимаем арматуру S400 220 (АS1 = 628 мм2) согласно СТБ 1704-2006.
Сравним площадь армирования с минимально допустимой (согласно п. 9.2.1.1 ТКП EN 1992-1-1-2009):
не менее ,
Где ( согл. Таблице 3.1 ТКП EN 1992-1-1-2009 для бетона класса С30/37 принимается равным 2,9 МПа).
Таким образом,
3.4 Расчет по прочности наклонных сечений
Максимальная поперечная сила от полной расчётной нагрузки .
Проверяем необходимость установки поперечной арматуры по расчёту:
Определяем расчетную поперечную силу, воспринимаемую элементом без вертикальной и наклонной арматуры:
где
;
,
, т.к. плита работает без предварительного напряжения;
но не менее:
Где
Следовательно, .
Необходима поперечная арматура по расчёту.
Согласно п. 6.2.3. ТКП EN 1992-1-1-2009 для элементов с вертикальной поперечной арматурой сопротивление срезу принимается как меньшее из значений:
где Asw - площадь сечения поперечной арматуры;
s - расстояние между хомутами;
fywd - расчетное значение предела текучести поперечной арматуры;
1 - коэффициент понижения прочности бетона, учитывающий влияние наклонных трещин;
cw - коэффициент, учитывающий уровень напряжения в сжатом поясе (принимаем равным единице);
z=0,9d - плечо внутренней пары сил;
=400 - угол между трещиной и продольной осью плиты;
- коэффициент для учета неравномерности распределения напряжений в арматуре по высоте сечения (принимается равным 0,8);
=0,528 (fck =30 МПа)
Принимаем конструктивно поперечную арматуру 210 класса S240 () c шагом на приопорных участках s=150 мм.
Определим и
=
Таким образом, при данной арматуре:
< и >, где = 52,071 кН.
Значит, подобранная арматура удовлетворяет условиям прочности.
Принимаем на приопорных участках поперечную арматуру 210 S240 c шагом s1=150 мм. В середине пролёта шаг принимается s2=250 мм при арматуре того же класса и диаметра, т. к. согл. п. 9.2.2 (6) ТКП EN, наибольшее продольное расстояние между следующими друг за другом элементами поперечной арматуры не должно превышать значения sl,max, где:
Определим коэффициент поперечного армирования для приопорного участка (форм. 9.4 ТКП EN):
,
где w - коэффициент поперечного армирования; w должен быть не менее w,min; Asw - площадь сечения поперечной арматуры на длине s (); S - расстояние между поперечной арматурой, измеренное вдоль продольной оси элемента (шаг поперечной арматуры); для приопорного участка; bw - ширина ребра элемента (); - угол между поперечной арматурой и продольной осью элемента, равен 900
То же для середины пролета (s2=250 мм):
Определим минимальный коэффициент армирования (форм. 9.5N ТКП EN):
Таким образом, и
3.5 Расчёт панели на монтажные нагрузки
Панель имеет четыре монтажные петли из стали класса S240, расположенные на расстоянии 35 см от концов панели. С учетом коэффициента динамичности kd = 1,4 расчетная нагрузка от собственного веса панели:
где g - собственный вес панели;
- приведённая толщина панели, м ();
b - конструктивная ширина панели (м);
- плотность бетона ();
- коэффициент безопасности по нагрузке ()
Отрицательный изгибающий момент консольной части панели:
Этот консольный момент воспринимается продольной монтажной арматурой каркасов. Полагая, что z1 = 0,9d, требуемая площадь сечения указанной арматуры составляет:
Конструктивно принимаем класса S400 c шагом 150 мм. (Данные продольные арматурные стержни будут в составе сварной сетки полки плиты). Фактическая площадь арматуры .
При подъеме панели вес ее может быть передан на две петли. Тогда усилие на одну петлю составляет:
Принимаем для петли арматуру S240 (As1 = 131,3 мм2).
Расчёт панели по II группе предельных состояний
перекрытие сечение плита прочность
3.6 Проверка панели по прогибам
Условие жесткости (согласно 11.4.3 Пецольд):
;
Определим коэффициент продольного армирования:
,
Т.к. процент армирования лежит в промежутке между опытными данными для 0,5% и 1,5% (табл. 11.2, Пецольд), то применим линейную интерполяцию:
тогда = 17.342;
Корректирующие коэффициенты, учитывающие особенности конструктивного решения (11.4.3 Пец.):
=1, т.к. =5,590 м < 7,0 м;
;
- принятая площадь растянутой арматуры, мм2;
- требуемая площадь растянутой арматуры по расчету, мм2;
=> =0,8;
Проверяем условие жесткости:
;
Условие жесткости выполняется.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Компоновка конструктивной схемы здания. Проектирование поперечного сечения плиты. Расчет полки ребристой плиты, ее прочности, нормального сечения к продольной оси, плиты по предельным состояниям второй группы. Потери предварительного напряжения арматуры.
курсовая работа [244,3 K], добавлен 20.07.2012Компоновка, прочность нормальных сечений полки и параметры напряженного деформированного состояния ребристой плиты перекрытия. Расчет поперечного и продольных ребер плиты по первой группе предельных состояний. Сборный однопролетный ригель перекрытия.
курсовая работа [417,8 K], добавлен 25.12.2013Компоновка конструктивной схемы сборного перекрытия. Расчет ребристой плиты по предельным состояниям. Определение усилий в ригеле поперечной рамы. Характеристики прочности бетона и арматуры. Поперечные силы ригеля. Конструирование арматуры колонны.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 28.04.2015Расчет монолитного варианта перекрытия. Компоновка конструктивной схемы монолитного перекрытия. Характеристики прочности бетона и арматуры. Установка размеров сечения плиты. Расчет ребристой плиты по образованию трещин, нормальных к продольной оси.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 16.01.2016Компоновка сборного перекрытия. Расчет плиты перекрытия, сбор нагрузок. Расчет плиты на действие поперечной силы. Расчет ригеля: определение расчетных усилий; расчет прочности сечений. Построение эпюры материалов. Расчет и армирование фундамента.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 30.10.2010Компоновка конструктивной схемы сборного перекрытия. Расчет и конструирование многопустотной плиты: конструктивное решение, статический расчет. Подбор продольной и поперечной арматуры, определение геометрических характеристик сечения. Прогибы плиты.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 12.12.2010Компоновка конструктивной схемы сборного межэтажного перекрытия. Расчет и проектирование многопустотной предварительно-напряженной плиты перекрытия. Определение усилий в ригеле, определение его прочности по сечению, нормальному к продольной оси.
курсовая работа [540,4 K], добавлен 16.03.2015Компоновка сборного балочного перекрытия. Проектирование сборного железобетонного ригеля. Определение конструктивной и расчетной длин плиты перекрытия. Сбор нагрузок на ригель. Определение его расчетных усилий. Построение эпюры материалов ригеля.
курсовая работа [691,3 K], добавлен 08.09.2009Разбивка балочной клетки. Расчет плиты перекрытия. Определение прочности нормальных сечений, ширины раскрытия нормальных трещин и прогиба ребристой панели. Расчет разрезного ригеля и нагрузки на него. Расчетная длина фундамента под сборную колонну.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 21.05.2013Проектирование плиты перекрытия и сборной колонны здания. Расчётный пролёт и нагрузки. Компоновка поперечного сечения плиты. Расчёт прочности ригеля по сечениям, нормальных к продольной и наклонной осям. Конструирование арматуры ригеля и фундамента.
курсовая работа [465,1 K], добавлен 02.06.2013Компоновка конструктивной схемы сборного балочного перекрытия. Расчет и конструирование многопустотной предварительно напряженной плиты перекрытия. Определение параметров однопролетного ригеля. Этапы конструирования колонны. Высота подошвы фундамента.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 11.10.2022Проектирование и расчёт монолитной плиты перекрытия балочного типа и второстепенной балки, предварительно напряженной плиты, неразрезного ригеля. Компоновка конструктивной схемы сборного перекрытия. Расчёт и конструирование колоны первого этажа.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 03.04.2014Компоновка конструктивной схемы сборного перекрытия. Расчет и конструирование сборной предварительно напряженной плиты перекрытия. Методика вычисления прочности продольных ребер по нормальным сечениям. Определение значения прочности наклонного сечения.
курсовая работа [360,4 K], добавлен 27.07.2014Конструктивное 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 27.10.2010Компоновка 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 14.10.2012Компоновка конструктивной схемы сборного балочного перекрытия. Расчет и конструирование многопустотной предварительно напряженной плиты. Конструирование однопролетного ригеля, колонны и фундамента под нее, а также этапы расчета параметров компонентов.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 17.11.2015Схема 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 06.12.2013Компоновка поперечного сечения панели. Сбор нагрузок на панель. Определение внутренних усилий. Приведенные геометрические характеристики поперечного сечения. Проверка сечения панели. Расчет и проектирование трехшарнирных рам из прямоугольных элементов.
курсовая работа [969,7 K], добавлен 07.08.2013Компоновка конструктивной схемы сборного перекрытия. Определение размеров плит, расчет прочности продольных ребер по нормальным сечениям. Определение параметров расчетного сечения и площади арматуры. Анкеровка обрываемых стержней. Конструирование ригеля.
курсовая работа [415,3 K], добавлен 27.07.2014Компоновка перекрытия, определение размеров и расчетных пролетов, их элементы. Расчет и конструирование плиты перекрытия, колонны, главной и второстепенной балки. Определение прочности нормальных и наклонных сечений. Построение эпюры материалов.
курсовая работа [782,8 K], добавлен 30.01.2012
