Проектирование железобетонных конструкций семиэтажного жилого дома

Размещено на http://www.allbest.ru/

Учреждение образования «Гомельский государственный дорожно-строительный колледж имени Ленинского комсомола Белоруссии»

Цикловая комиссия преподавателей цикла «Промышленное и гражданское строительство»

Курсовой проект

по дисциплине «Строительные конструкции»

Тема «Проектирование железобетонных конструкций 7-этажного жилого дома в г. Мозыре»

Исполнитель: учащаяся группы ПГС-32

Минкова Ирина Николаевна

(Специальность 2-70 02 01 «Промышленное и гражданское строительство»

Руководитель проекта:

преподаватель Канаш Олеся Владимировна

Гомель 2012



Рецензия на курсовой проект

Оформление	Техническая грамотность	Замечания	Оценка за курсовой проект

Оценка защиты курсового проекта ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Общая оценка________________________________________________________

__________________________________________________________________

Заключение руководителя курсового проекта:

Лист нормоконтроля

№п/п	Замечания	Отметка о выполнении



Содержание

Введение

1. Архитектурно-конструктивное решение здания

2. Сбор нагрузок

2.1 Сбор нагрузки на 1м² надподвального перекрытия

2.2 Сбор нагрузки на 1м² междуэтажного перекрытия

2.3 Сбор нагрузки на 1м² чердачного перекрытия

2.4 Сбор нагрузки на 1м² покрытия

2.5 Сбор нагрузок на 1 м²пола подвала

3. Расчет и конструирование многопустотной плиты перекрытия

3.1 Определение расчетных усилий

3.2 Определение геометрических характеристик сечения

3.3 Расчет прочности панели по нормальным сечениям

3.4 Расчет прочности панели по наклонным сечениям

3.5 Проверка панели на монтажные усилия

3.6 Конструирование плиты перекрытия

4. Расчет лестничного марша

4.1 Определение прочностных характеристик материалов

4.2 Определение нагрузок, действующих на марш

4.3 Расчёт прочности косоуров по нормальным сечениям

4.4 Расчёт прочности лестничного марша по наклонной трещине

4.5 Конструирование лестничного марша

5. Расчёт ленточного фундамента

5.1 Сбор нагрузок на фундамент

5.2 Определение ширины подошвы фундамента

5.3 Определение расчётного сопротивления грунта

5.4 Расчёт тела плитной части фундамента

5.5 Расчёт по нормальным сечениям

5.6 Расчёт на продавливание

5.7 Конструирование ленточного фундамента

Заключение

Библиография



Введение

Цель данного курсового проекта: научиться рассчитывать армирование ж.б. элементов, выполнить проверку прочности по первой группе предельных состояний, а также конструировать ж.б. элементы.

Для решения поставленных целей необходимо выполнить расчёт и конструирование следующих ж.б. элементов:

1. Сборной ж.б. плиты пустотного настила типа ПТМ 63.12.22 с предварительным напряжением.

2. Сборного ж.б. ленточного марша типа ЛМ27.12.14 - 4.

3. Ленточного фундамента, выполненного из фундаментных блоков типа ФБС и сборных ж.б. фундаментных подушек типа ФЛ.

Все расчеты выполняются в соответствии с требованиями СНБ 5.03.01-02 «Бетонные и железобетонные конструкции".



1. Архитектурно-конструктивное решение здания

В соответствии с заданием запроектировано здание сложной конфигурации с размерами по крайним осям 24,7х15,3м. Высота этажа 2.8 м. Здание с подвалом.

Здание запроектировано с продольными несущими стенами. Пространственная жесткость и устойчивость здания обеспечивается перевязкой вертикальных швов между кирпичами, армированием углов и мест примыкания внутренних стен к наружным и анкеровкой плит перекрытия со стеной (Т-образный анкер) и между собой (линейный анкер).

По долговечности здание относится к II степени, т. к. его конструктивные элементы рассчитаны на срок службы не менее 50 лет.

По огнестойкости в соответствии с СНБ 2.02.01-98 здание относится к III степени.

Класс ответственности здания по СНиП 2.01.07-85 - II.

Рельеф местности спокойный с понижением на юг. В основании залегает грунт - песок крупный. Уровень грунтовых вод находится на отметке -3,6 м от дневной поверхности.

Глубина заложения фундамента принята 1,48м. Фундаменты запроектированы ленточные сборные ж/б выполненные из блоков типа ФБС и ленточной подушки типа ФЛ.

Несущие и самонесущие наружные и внутренние стены выполнены из кирпича керамического полнотелого.

Перекрытия - сборные ж.б выполненные из плит пустотного настила типа ПТМ толщиной 220 мм(приведённая толщина 140мм), а также монолитных участков из бетона класса по прочности С35/45.

Для подъема на этажи запроектированы лестницы в сборном ж.б варианте. Лестницы выполнены из лестничных маршей типа 1ЛМ27.12.14-4 и лестничных площадок типа 2ЛП25.15-4-к.



Таблица 1 - Сводная спецификация ж.б плит перекрытия

Поз.	Обозначение	Наименование	Кол.	Масса, кг
		Железобетонные изделия
		Многопустотная плита
ПТМ1	Серия Б1.041.1-1.2000 Выпуск 3	ПТМ32.15.22-5.0 S800	2	3250
ПТМ2		ПТМ44.12.22-5.0 S800	1	1620
ПТМ3		ПТМ60.12.22-5.0 S800	5	10500
ПТМ4		ПТМ60.15.22-5.0 S800	9	25200
ПТМ5		ПТМ63.12.22-6.0 S800	5	13200
ПТМ6		ПТМ63.15.22-5.0 S800	7	10500
ПТМ7		ПТМ72.12.22-5.0 S800	2	5060
ПТМ8		ПТМ72.15.22-5.0 S800	2	7000
ПТМ9		ПТМ60.6.22-5.0 S800	1	1280



2. Сбор нагрузок

2.1 Сбор нагрузки на 1м² надподвального перекрытия

Рисунок 1 - Экспликация пола надподвального перекрытия

Таблица 2 - Сбор нагрузки на 1м²надподвального перекрытия

Наименование нагрузки	Формула подсчёта	qn, кН/м2	гf	q, кН/м2
1.Постоянная 1.1. Доски ходовые t=50мм, с=500кг/м3 1.2. Шлакоизвестковая корка t=30мм, с=1800кг/м3 1.3. Три минераловатных слоя t=125мм, с=125кг/м3 1.4. Слой бикроста на битумной мастике t=30мм, с=400кг/м3 1.5. Плита перекрытия t=140мм, с=2500кг/м3 1.6. Перегородки	t·с·10/103=0,05·500·10/103 t·с·10/103=0,03·1800·10/103 t·с·10·3/103=0,125·125·10·3/103 t·с·10/103=0,03·400·10/103 t·с·10/103=0,14·2500·10/103	0,25 0,54 0,47 0,012 3,50,5	1,35 1,35 1,35 1,35 1,15 1,35	0,34 0,73 0,63 0,016 4,025 0,675
		5,272		6,416
2. Временная 2.1. Полезная по СНиП 2.01.07-85, т.к. чердачное помещение		0,7	1,5	1,05
Итого:		5,972		7,466



2.2 Сбор нагрузки на 1м² междуэтажного перекрытия

Рисунок 2 - Экспликация пола междуэтажного перекрытия

Таблица3 - Сбор нагрузки на 1м² междуэтажного перекрытия

Наименование нагрузки	Формула подсчёта	qn, кН/м2	гf	q, кН/м2
1.Постоянная 1.1. Доска t=28мм, с=500кг/м3 1.2. Пароизоляция «Кровляэласт» t=98мм, с=80кг/м3 1.3. Деревянные лаги 80х52мм, S=400мм, с=500кг/м3 1.4. Прокладка из бруса 100х80мм, S=400мм, с=500кг/м3 1.5. Звукоизоляционная прокладка из ДВП t=20мм, с=175кг/м3 1.6. Утеплитель минераловатный t=70мм, с=125кг/м3 1.7. Плита перекрытия t=140мм, с=2500кг/м3 1.8. Перегородки	t·с·10/103=0,028·500·10/103 t·с·10/103=0,098·80·10/103 b·h·с·10/103·S= =0,08·0,052·500·10/103·0,4 b·h·с·10/103·S= =0,1·0,08·500·10/103·0,4 t·с·10/103=0,020·175·10/103 t·с·10/103=0,07·125·10/103 t·с·10/103=0,14·2500·10/103	0,14 0,078 0,052 0,1 0,035 0,088 3,5 0,5	1,35 1,35 1,35 1,35 1,35 1,35 1,15 1,35	0,189 0,105 0,07 0,135 0,047 0,119 4,025 0,675
		4,493		5,365
2. Временная 2.1. Полезная		1,5	1,5	2,25
Итого:		5,993		7,615



2.3 Сбор нагрузки на 1м2 чердачного перекрытия

Рисунок 3 - Экспликация пола чердачного перекрытия

Таблица 4 - Сбор нагрузки на 1м² чердачного перекрытия

Наименование нагрузки	Формула подсчёта	qn, кН/м2	гf	q, кН/м2
1.Постоянная 1.1. Доски ходовые t=50мм, с=500кг/м3 1.2. Шлакоизвестковая корка t=30мм, с=1800кг/м3 1.3. Три минераловатных слоя t=125мм, с=125кг/м3 1.4. Слой бикроста на битумной мастике t=30мм, с=400кг/м3 1.5. Плита перекрытия t=140мм, с=2500кг/м3 1.6. Перегородки	t·с·10/103=0,05·500·10/103 t·с·10/103=0,03·1800·10/103 t·с·10·3/103=0,125·125·10·3/103 t·с·10/103=0,03·400·10/103 t·с·10/103=0,14·2500·10/103	0,25 0,54 0,47 0,012 3,5 0,5	1,35 1,35 1,35 1,35 1,15 1,35	0,34 0,73 0,63 0,016 4,025 0,675
		5,272		6,416
2. Временная 2.1. Полезная по СНиП 2.01.07-85, т.к. чердачное помещение		0,7	1,5	1,05
Итого:		5,972		7,466



2.4 Сбор нагрузки на 1м² покрытия

Рисунок 4- Экспликация покрытия

Таблица 5 - Сбор нагрузки на 1м² покрытия

Наименование нагрузки	Формула подсчёта	qn, кН/м2	гf	q, кН/м2
1.Постоянная 1.1. Дополнительный слой рубероида t=10мм, с=600кг/м3 1.2. Основная кровля 3 слоя рубероида t=20мм, с=600кг/м3 1.3. Цементно-песчаная стяжка t=20мм, с=2000кг/м3 1.4. Плита перекрытия t=140мм, с=2500кг/м3	t·с·10/103=0,01·600·10/103 t·с·10·3/103=0,02·600·10·3/103 t·с·10·3/103=0,02·2000·10/103 t·с·10/103=0,14·2500·10/103	0,06 0,36 0,4 3,5	1,35 1,35 1,35 1,15	0,081 0,486 0,54 4,025
		4,32		5,132
2. Временная 2.1. Снеговая	По снеговой карте I снеговая зона, т.к. г.Мозырь S0=0,8 м=1, т.к. кровля плоская Sn= S0· м=0,8·1	0,8	1,5	1,2
Итого:		5,12		6,332



2.5 Сбор нагрузок на 1 м² пола подвала

Рисунок 5 - Экспликация пола подвала

Таблица 6 - Сбор нагрузки на 1м² пола подвала

Наименование нагрузки	Формула подсчёта	qn, кН/м2	гf	q, кН/м2
1.Постоянная 1.1. Бетон класса С12/15 t=40мм, с=2500кг/м3 1.2. Минераловатная плита t=140мм, с=125кг/м3 1.3. Слой Г-ПХ-БЭ-ПП/ПП-3.5 t=4мм, с=600кг/м3 1.4. Выравнивающий слой из ЦПР М-100 t=10мм, с=2000кг/м3 1.5. Плита перекрытия t=140мм, с=2500кг/м3 1.6. Перегородки	t·с·10/103=0,04·2500·10/103 t·с·10/103=0,14·125·10/103 t·с·10/103=0,004·600·10/103 t·с·10/103=0,01·2000·10/103 t·с·10/103=0,14·2500·10/103	1 0,175 0,024 0,2 3,5 0,5	1,15 1,35 1,35 1,35 1,15 1,35	1,15 0,236 0,032 0,27 4,025 0,675
		5,399		6,388
2. Временная 2.1. Полезная		1,5	1,5	2,25
Итого:		6,899		8,638



3. Расчет и конструирование многопустотной плиты перекрытия

Исходные данные:

Рассчитать и сконструировать многопустотную плиту перекрытия марки ПТМ 63-12.22. Панель опирается на несущие кирпичные стены здания жилого дома. Расчетная равномерно-распределенная нагрузка на перекрытие q=7,615кН/м². Панель выполнена из бетона С35/45, армируется стержневой арматурой класса S800, поперечная арматура принята класса S500.

Последовательность расчета плиты

1. Начертить поперечное сечение плиты, поставить размеры и показать схему армирования.

2. Определить усилия, возникающие в плите от расчетных и нормативных нагрузок.

3. Определить геометрические характеристики сечения.

4. Определить характеристики бетона и арматуры.

5. Выполнить расчет по 1 группе предельных состояний:

5.1. Рассчитать плиту на действие поперечной силы по наклонной трещине и по наклонной полосе между трещиной. Подобрать поперечную арматуру.

5.2. Рассчитать полку на действие изгибающего момента возникающего при её подъеме и монтаже, и подобрать монтажную арматуру.

5.3. Конструирование плиты

6. Выполнить опалубочный и арматурный чертеж плиты.



3.1 Определение расчетных усилий

Рисунок 6 - Поперечное сечение плиты

1 - сетка

2 - каркас

3 - продольная арматура

Определение усилий, возникающих в плите от расчетных и нормативных нагрузок

Рисунок 7- определение расчетной длины панели

1. Конструктивная длина панели L_k=6280 мм.

2. Расчетная длина панели L₀=L_k-130/2-150/2=6280-65-75=3,410 м.



3. =72,27 кН•м

4. == 47,73 кН

3.2 Определение геометрических характеристик сечения

Рисунок 8- Расчетное сечение панели

1. Определяем геометрические характеристики сечения. Сечение многопустотной панели приводим к эквивалентному двутавровому профилю. Круглые отверстия заменяют квадратными с той же площадью, моментом инерции и положением центра тяжести.

2. Высота эквивалентного квадрата h₁=0,9•d=0,9•159=143 мм. Бетон растянутой зоны в работе не участвует.

3. Определяем высоту сжатой полки панели по формуле:

h'_f=,

4. Проверяем условие:

==0,175>0,1;

Условие выполняется, следовательно, в расчет вводится вся ширина полки b'f=1170 мм.

5. Определяем расчетную ширину ребра



b'_f-n• h_1,

где n- количество пустот, определяемое по формуле:

n=B/200=1200/200=6 пустот;

b=1170-6•143= 311,4 мм.

6. Определяем рабочую высоту сечения:

d=h-c=220-20=200 мм.

Определяем характеристики прочности бетона и арматуры

Определяем необходимые характеристики для бетона класса С35/45:

· Нормативное сопротивление бетона осевому сжатию =35МПа

· Нормативное сопротивление бетона осевому растяжению =4,2МПа (таб.6.1СНБ5.03.01 -02);

· Коэффициент безопасности по бетону =1,5;

· Расчётное сопротивление бетона осевому сжатию

=35/1.5=23,3МПа;

· Расчётное сопротивление бетона осевомурастяжению

==4,2/1.5=2,8МПа;

Определяем необходимые характеристики арматуры:

· В качестве ненапрягаемой арматуры принимаем арматуру класса S800

= 640МПа.

· Для продольной ненапрягаемой арматуры класса S800 нормативное сопротивление =640 МПа (таб. СНБ 5.03.01-02).

· Для поперечной арматуры класса S500 расчётное сопротивление =333 МПа для сварного каркаса из проволочной арматуры (таб. СНБ 5.03.01-02).

· Модуль упругости арматуры всех классов Е_S=200•10³ МПа.

3.3 Расчет прочности панели по нормальным сечениям

1. Определяем положение нейтральной оси, проверяем условие:

72,27кН•м 1•23,3•10⁶•1,17•0,0385•(0,2-0,5•0,0385)=189,7кН•м

Условие выполняется, нейтральная ось проходит в полке, сечение рассчитываем как прямоугольное шириной b=b'f=1,17 м.

2. 0,249

3. = 0,29

4.

5. •0,53)=0,334

6.

7. 2,37 см

Принимаем 5стержней Ш 20 мм. Площадью A_s=15,71 см².

Выполняем проверку правильности подбора арматуры.

7.1. Определяем относительную высоту сжатой зоны бетона:

0,693

7.2. Определяем:

б_m= •(1-0,5•)=0,693(1-0,5•0,693)=0,453

7.3. Определяем несущую способность сечения

131,5кН•м

7.4.

131,5 кН·м>72,27 кН•м

Условие выполняется.

8. Определяем предварительное напряжение арматуры с учетом всех потерь:

G_o,max=0,75·f_pk=0,75·1200=900МПа

Придаточная прочность бетона устанавливается так чтобы при обжатии отношение напряжений:

G_o,max/f_pk?0,75



Условие выполняется.

Определяем дополнительное отклонение значения предварительного напряжения при электротермическом способе напряжения:

р=30+360 / l

где l - длина напрягаемого стержня принимаемая равной конструктивной длине панели

р=30+360/6,280=87,32

проверяем выполнение условий:

G_o,max+р?0,9· f_pk 987,32<1080

G_o,max-р?0,9· f_pk812,32>360

Сетка С2 состоит из продольной и поперечной арматуры.

В зависимости от диаметра продольной арматуры в деформационной модели назначаем диаметр поперечной арматуры. Назначаем диаметр 10мм.

Назначаем шаг. Поперечную арматуру размещаем на приопорных участках с шагом 110мм.

L_пр=0,25·L=0,25·6,280=1,57м

С учётом выпусков арматуры принимаем длину приопорного участка 1650

Поперечных стержней 14шт

Продольных стержней 7шт

Выпуски по 10 мм.



3.4 Расчет прочности панели по наклонным сечениям

Для поперечного армирования принимаем конструктивно короткие каркасы, устанавливаемые в приопорных четвертях пролета панели = 0,25L. Каркасы устанавливаются в крайних ребрах и далее через 2-3 пустоты.

Конструирование каркаса.

1.1. В зависимости от диаметра продольной арматуры назначаем диаметр поперечной арматуры 6 мм.

1.2. По сортаменту принимаем площадь двух поперечных стержней для поперечной арматуры равной 0,57 см².

1.3. Назначаем расстояние между поперечными стержнями вдоль элементана приопорных участках равным 110 мм.

Обеспечение прочности по наклонной трещине.

1. Определяем длину проекции наиболее опасного наклонного сечения на продольную ось элемента:

2. Определяем величину поперечной силы, воспринимаемой бетоном:

3. Определяем усилие в хомутах на единицу длины элемента для приопорного участка:



4. Определяем длину проекции опасной наклонной трещины на продольную ось элемента:

5. Определяем поперечную силу воспринимаемую хомутами:

== 815,85 кН

6. = 815,85 = 839,85 кН

7. Проверяем условие

8. 47,73 кН839,85 кН - условие выполняется.

Расчет прочности по наклонной полосе между наклонными трещинами.

1. Определяем коэффициент по формуле:

2. Определяем коэффициент по формуле:

Здесь:



;

=0,004

3. Находим

4. Проверяем условие

;

, условие выполняется.

3.5 Проверка панели на монтажные усилия

Рисунок 9- Расположение монтажных петель панели

Панель армирована четырьмя монтажными петлями, расположенными на расстоянии 365 мм от концов панели.



1. Определяем изгибающий момент с учетом пластических деформаций:

2.

3. Вычисляем коэффициент б_m:

4. Определяем коэффициент о:

= 0,0003

5. Определяем коэффициент о_lim

6. Проверяем условие

Условие выполняется.

7. Определяем требуемую площадь арматуры на 1 метр длины



Р=q_k·L_k=5,831·6,280=36,6

N=P/3=36,6/3=12,2

A_s=N/f_yd=12,2·10³/367·10⁶=0,33см²

Принимаем стержни Ш 7 мм. Площадью A_s=0,385 см^2.

3.6 Конструирование плиты перекрытия

Многопустотная плита перекрытия запроектирована в соответствии с рабочими чертежами, утвержденными РУП «Стройтехнорм» от 03.09.2008 г.

Запроектирована плита ПТМ 63.12.22, с арматурой класса S500 и S800 и бетоном класса С35/45.

Принимаем преднапряженую арматуру в количестве 5 штук с Ш 20мм.

Определяем сетку С1, которая принята для проектируемой плиты в количестве 2 штуки. Данная сетка запроектирована из продольной рабочей арматуры Ш10 мм с шагом 110 мм.и поперечной арматуры Ш 6мм с шагом 300 мм.

Принимаем сетку для проектируемой плиты С2 в количестве 2 штуки.с продольными стержнями Ш6 мм. и поперечными стержнями Ш6 мм. с шагом 110мм.

С1 и С2 расположенных на приопорных участках в нижней и верхней части плиты соответственно.

Для поднятия и перемещения плиты выполняются 4 монтажные петли Ш7 мм.из арматуры класса S240. Петли выполняются на расстоянии 365 мм.от торцов плиты.



4. Расчет лестничного марша

Исходные данные.

Рассчитать и сконструировать железобетонный марш двух маршевой лестницы жилого дома 27.12.14. Ширина марша В=1200/ длина L=2720мм, высота H=1400мм. Высота этажа Hэл=2800мм/ ступени размером 140х300мм. Масса лестничного марша m=1,52кг. Объём бетона=0,67м³.

Длина горизонтальной проекции марша:

L₁=vL²-H²=2332мм.

Определяем уклон наклона марша:

tg=H/L₁=1400/2332=0,6 (б=31°)

cosб=0,857

Временная нормативная нагрузка на лестничную клетку жилого дома pⁿ=3кПа; коэффициент надёжности по нагрузке ??_f=1,5. ЛМ выполнен из бетона класса С16/20, продольная рабочая арматура лобового ребра класса S400, рабочая арматура плиты класса S500.

4.1 Определение прочностных характеристик материалов

Для бетона класса С16/20:

f_ck=16МПа

f_ctk=1,3МПа

f_cd=10,67МПа

f_ctd=0,87МПа

Модуль упругости бетона при марке по удобоукладываемости Ж2 Е_ст=38•10³ МПа.

Для продольной рабочей арматуры S400; f_yd=367МПа, для поперечной арматуры S500, f_yd=417МПа, f_yvd=333МПа.

4.2 Определение нагрузок, действующих на марш

Вид нагрузки и её расчет	Подсчёт	Нормативная нагрузка qn, кН/м2	??f	Расчётная нагрузка qk, кН/м2
1. Постоянная
1.1. От собственной массы марша	m•10/(L1•B) =15,2/(2,72•1,2)=4,66	4,66	1,15	5.36
1.2. Нагрузка от ограждений		0,20	1,35	0,27
2. Временная полезная		3,0	1,5	4,5
	Итого	7,86		10,13

Определяем расчетный пролёт при длине площадки опирания (с не менее 70 мм). Принимаем с=90мм.

L₀=L-2/3·c=2,72-2/3·0,09=2,66

Определяем расчетный пролет в горизонтальной проекции марша.

L₀'=L₀·cosб=2,66·0,857=2,28м

Определяем расчетную нагрузку на 1м.п. марша

q=q_таб·в=10,13·1,2=12,156Кн/м.п.

Определяем расчетный изгибающий момент в середине пролёта марша:



Msd=q·L₀'²/8cosб=2,28²·12,156·10³/8·0,857=9,21кН·м

Vsd=q·L₀'/2cosб=12,156·10³·2,28/2·0,857=16,17кН·м

4.3 Расчёт прочности косоуров по нормальным сечениям

Действительное сечение марша заменяем на расчетное тавровое с полкой в сжатой зоне. Определяем ширину ребра:

b=2·b_p=2·120=240мм.

Принимаем высоту ребра h'f=3см.

Определяем расчетную ширину полки:

b'f=b+12·h'f=60см.

b'f=b+2L₀'/6=24+2·228/6=100см

Принимаем наименьшее значение b'f=60см

Принимаем толщину защитного слоя бетона с=20мм.

Определяем рабочую высоту сечения:

d=h-c=0,187-0,2=1,167м.

Определяем положение нейтральной оси:

Msd?M'f

M'f=б·fcd·b'f·h'f(d-0,5h'f)=10,67·10⁶·0,6·0,03(0,167-0,5·0,03)=29,193кН·м

Нейтральная ось проходит в полке, рассчитываем как прямоугольное b=b'f(ширина)=0,6м

Расчет по деформационной модели.

б_m= Мsd / б? fcd•b•d²=9,21·10³/10,67·10⁶·0,6·0,167²=0,0515

о= 1-v1-2• б_m=1-v1-2•0,0515=0,053

о_lim= е_cu/е_cu+е_sy=3,5/3,5+1,78=0,66

е_sy=f_yd / E_s=367·10⁶/2,06·10⁵=1,78‰

б_m,lim = щ_c•о_lim(1- k₂•о_lim )=0,765·0,66(1-0,416·0,66)=0,366

щ_c=0,85-0,008·10,67=0,765

=0,5+=0,97

A_S1=9,21·10³/0,97•0,48·367·10⁶·0,167=1,55см²

Принимаем 2 стержня диаметром 10мм.

As1=1,57см²

о=А_s·ѓ_yd/ б? fcd•b•d=1,57·10^-4·367·10⁶/10,67·10⁶·0,6·0,167=0,0539

б_m= о(1-о/2)=0,0539(1-0,0539/2)=0,052

М_Rd= б_m•б? fcd•b•d²=0,052·1·10,67·10⁶·0,6·0,167²=9,28кН·м

9,21<9,28

4.4 Расчёт прочности лестничного марша по наклонной трещине

==5,38м

V_sd=16,17кН·м



==8,09кН

=251кПа/м

==0,416м

=0,416·251=104,416кПа

=8,09+104,416=112,5кПа

Проверяем:

16,17<112,5 - условие выполняется

Расчет прочности по наклонной трещине между наклонной трещиной

=0,00126

- условие выполняется

Таким образом, плита лестничного марша армируется двумя стержнями ш10мм с шагом 200мм и 12 поперечными стержнями ш4мм.



Расчет прочности продольных ребер

Поперечные ребра армируются 2 плоскими каркасами в которых продольная растянутая и продольная сжатая арматура принята конструктивно. 2шт ш6мм S500. Поперечные крайние стержни приняты ш4мм S500.

Поперечную арматуру необходимо рассчитывать по наклонным сечениям учитывая шаг на приопорном участке 90мм, в середине пролёта шаг 200мм.

L_кр=0,25·L=0,25·1200=300мм

Получаем 10 стержней:

==13,93м

V_sd=16,17кН·м

==8,09кН

==0,464кПа/м

==0,49м

=0,464·0,49·10⁶=227,36кПа

=8,09+227,36=235,45кПа

Проверяем:



16,17<235,45 - условие выполняется

Расчет по наклонной трещине.

=0,00116

- условие выполняется

4.5 Конструирование лестничного марша

Продольные ребра армируются двумя плоскими каркасами в котором продольная растянутая арматура такой, как и в плите лестничного марша. Продольная сжатая принята конструктивно 6 мм классаS500. Поперечные крайние стержни приняты 4 мм все и класс S500, по наклонным сечениям, учитывая шаг на при опорном участке с шагом s₁ = 90 мм, в середине пролета s₂ = 200 мм.



5. Расчёт ленточного фундамента

Исходные данные.

Требуется рассчитать и запроектировать ленточный фундамент под наружную стену по оси Г 7-этажного жилого дома. Кровля плоская, чердак присутствует, имеется подвал. Район строительства - г. Мозырь, Гомельская область. Уровень грунтовых вод на отметке -3,600. Глубина заложения фундамента d=1,480 м.

Грунт - песок крупный со следующими характеристиками:

ь Коэффициент пористости е=0,55;

ь Удельное сцепление С_п= 1 кПа (по таблице в приложении ТКП);

ь Угол внутреннего трения = 40(по таблице в приложении ТКП);

ь Модуль деформации Е=40 МПа

ь Удельный вес грунта, залегающего выше подошвы фундамента = 16 кН/м³;

ь Удельный вес грунта, залегающего ниже подошвы фундамента = 16 кН/м³;

Полезная нагрузка на перекрытие жилого дома рⁿ= 0,5 кПа (таблица 3 СНиП 2.01.07-85). Бетон класса С¹⁶/_20.

5.1 Сбор нагрузки на фундамент

Нагрузка от массы 1м.п. стены от отметки -0,420м до отметки +23,520м составляет:

H_ст=-0,420+23,520=23,100м

Nⁿ_ст=H_ст·t·с·10/10³=23,100·0,64·1800·10/10³=266,112кН

N_ст=N_стⁿ·г_f=266,112·1,35=359,251кН



Определяем грузовую площадь 1м.п. стены:

F_гр=S·t=1·6,100/2=3,05

Определяем нагрузку от массы 4-х стеновых фундаментных блоков действующих на фундаментную плиту:

Nⁿ_фб=n·b·h·с·10/10³= 4·0,6·0,6·2400·10/10³=34,56кН

N_фб=Nⁿ_фб·г_f=34,56·1,15=39,74кН

Определяем полную нормативную нагрузку на 1 м.п. фундамента по обрезу фундаментной плиты:

Nⁿ=qⁿ_пок·F_гр+qⁿ_пер·F_гр·n+ qⁿ_ппод·F_гр+Nⁿ_фб+Nⁿ_ст=

= 5,12·3,05+5,993·3,05·7+5,972·3,05+34,56+266,112=462,42кН

Определяем расчетную нагрузку на 1м.п. фундамента по обрезу фундаментной плиты:

N=q_пок·F_гр+q_пер·F_гр·n+ q_нпод·F_гр+N_фб+N_ст=

= 6,332·3,05+7,615·3,05·7+7,466·3,05+39,74+359,251=603,7кН

5.2 Определение ширины подошвы фундамента

Для предварительного определения фундаментной плиты пользуемся табличными значениями сопротивления грунта (таб. 5.4 ТКП)

Для песка крупного R₀=500 кПа.

Предварительно принимаем ширину фундаментной плиты b=1,2 м.

Определяем ширину подошвы фундамента:



Где =20 кН/м - средний удельный вес материала фундамента и грунта на его уступах;

d = -1,48- глубина заложения фундамента;

N= - полная расчетная нагрузка на 1 метр погонный фундамента;

q - усредненная нагрузка от пола (для расчетов гражданских зданий принята 10 кН/м²);

б = 0,054 - коэффициент затухания напряжения (по таб. 10 ТКП);

n= 1 - принимается по ТКП стр. 22;

Q - нагрузка от веса фундамента и грунта на нем;

Принимаем b=1,4 м.

Где М, М₁ - масса фундаментной плиты и блока соответственно;

L, L₁ - длина фундаментной плиты и блока соответственно;

з=L/b=2,380/1,4=1,7

о=2·z/b=2·4,8/1,4=6,8

z=0,2·p_zq=0,2·23,78=4,8

p_zq=г_II'·d+?г_II·h_i=16·1,48+1·0,1=23,78

p_zq - нижняя граница сжимаемой толщи;

h_i - вертикальное давление от собственного веса грунта.

5.3 Определение расчётного сопротивления грунта

дом железобетонный перекрытие лестничный марш

Определение расчетного сопротивления грунта с учетом поправки на ширину подошвы фундамента и глубину заложения фундамента:

Где k₁=0,125для песка крупного

b₀=1 м.

d₀ =2мотметка глубины заложения

d - глубина заложения

b - ширина фундамента

Принимаем ширину фундамента b=0,8

Определяем ширину фундамента при R=787 кПа

Принимаем b=0,8 м., длиной 2980 мм.

где =1,4; =1,3; (при соотношении L/H=1,1 < 1,5);

k = 1,1, т. к. характеристики грунта не определены испытаниями;

M_y=2,46кПа;

M_q=10,85кПа;

M_c=11,73кПа;

для=40(по таб. 5.3 ТКП).

k_z= 1 при b= 1,4<10 м.

d₁ - приведенная глубина заложения фундамента от пола подвала.

Определяем нормативную нагрузку по подошве фундамента с учетом собственной массы фундаментной плиты P_ф и массы грунта P_гр

Проверяем условие:

P_ср = кПа<R = кПа

Процент равен 18%.

Условие выполнено, и хотя недонапряжение грунта основания превышает 10%, по конструктивным соображениям окончательно принимаем ширину подушки фундамента b=0,8м.

5.4 Расчёт тела плитной части фундамента

Рассчитываем конструкцию фундамента по первой и второй группе предельных состояний. В качестве материала плиты фундамента назначаем бетон класса С¹⁶/₂₀. Толщину защитного слоя бетона фундаментной плиты принимаем . Тогда рабочая высота сечения:

.

Расчёт производим на расчётные нагрузки, в т.ч. от веса фундамента и грунта на его обрезах, принимая коэффициенты надёжности по нагрузке согласно таб.1 СНиП 2.01.07.

кН

кН

Давление под подошвой фундамента от действия расчётных нагрузок:

кПа

Поперечная сила и изгибающий момент в сечении фундамента у грани стены от отпора грунта:

кН

кН

Определяем площадь продольной арматуры плитной части фундамента и её прочность на продавливание от стены подвала.

5.5 Расчёт по нормальным сечениям

Дано: прямоугольное сечение размерами

мм;

h = 300 мм;

мм.

Бетон тяжёлый класса С¹⁶/₂₀ (f_ck= 16 МПа, г_с= 1,5, f_cd = f_ck/г_c = 16/1,5 = 10,67 МПа). Арматура класса S500 (f_yk= 400 МПа, f_yd = 400 МПа, E_s=20·10⁴ МПа).

Определяем коэффициент б_m и его граничное значение б_m,lim:

где, по таб. 6.1 СНБ 5.03.01, для бетона С¹⁶/₂₀е_cu= - 3,5^о/_оо, а по таб. Д.1 щ_с=0,81, K₂=0,416.

Для арматуры S500 при E_s=20·10⁴ МПа:

т.к. условие:

выполняется, находим з:

Где:



Тогда требуемая площадь растянутой продольной арматуры составит:

1 см²

Для армирования фундаментной плиты принимаем стержни Ш8 мм, класса S500.

5.6 Расчёт на продавливание

Принимаем защитный слой арматуры согласно 11.2.12 СНБ 5.03.01 равным 45 мм (как для сборной конструкции).

Определяем расстояние от низа плиты, до центров тяжести арматуры для каждого направления:

Определяем рабочую высоту фундаментной плиты в каждом направлении:

Определяем среднюю рабочую высоту сечения:

Определяем коэффициенты армирования в обоих направлениях для арматуры Ш8мм.классаS500 (A_s=1,01 см²)

,

что меньше 0,02 (минимальное значение коэффициента армирования).



Тогда расчетный коэффициент армирования:

Определяем значение критического периметра исходя из длины закругленных секторов:

0,58

Определяем погонную поперечную силу, вызванную местной сосредоточенной нагрузкой, принимая , т.к. эксцентриситет приложения нагрузки отсутствует.

кН/м

где - местная поперечная сила с вычетом силы отпора грунта в пределах расчётной критической площади.

кН

Для бетона класса С¹⁶/₂₀ нормальное сопротивление бетона сжатиюf_ck=16 МПа и расчётное сопротивление бетона растяжению (с учётом коэффициента надёжности по материалу г_с=1,5)f_ctd=1,3/1,5=0,87 МПа.



Определяем коэффициент, учитывающий влияние масштабного фактора

Определяем погонное усилие, которое может воспринять сечение при продавливании:

219,48 кН/м

Где:

Определяем минимальное погонное усилие, которое может воспринять сечение при продавливании:

Окончательно погонное усилие, которое может воспринять сечение при продавливании, составляет:

кН/м

Поскольку значение поперечной силы, вызванной местной сосредоточенной нагрузкой, больше погонного усилия, которое может воспринять сечение при продавливании, прочность на продавливание по критическому периметру не обеспечена и поперечная арматура принимается конструктивно сеткой С2.

5.7 Конструирование ленточного фундамента

В соответствии с заданием на проектирование запроектирован ленточный фундамент ФЛ8.24-3 изготовленный из бетона марки С16/20 и арматуры класса S500.

Армирование фундаментных плит следует производить в двух зонах: нижней (подошвы) и верхней. Каждая зона имеет рабочую арматуру в двух направлениях не более чем в 4-х уровнях с шагом 200 мм.

Фундамент армируется сеткой расположенной в нижней части плиты. Сетка состоит из7 стержней L= 750 продольной рабочей арматуры класса S500 Ш6мм, расположенной с шагом 160 мм и 430мм, (6.4.12 ТКП 45-5.01-67-2007) и поперечной L= 2350 арматуры классаS500 Ш8 мм. с шагом 150 мм принятым конструктивно.

Для поднятия плиты устраиваются 4 монтажные петли из арматуры класса S240 Ш8 мм. Петли располагаются на расстоянии 200 мм от торцов плиты, и 150 мм от боковых граней.



Заключение

Согласно заданию на курсовое проектирование рассчитаны и запроектированы следующие элементы:

1. Сборная многопустотная ж.б плита типа ПТМ63.12.22-20S800.

2. Сборный ж.б ленточный марш типа ЛМ27.12.14 - 4.

3. Ленточный фундамент ФЛ8.24-3.

В процессе выполнения данного курсового проекта мною были получены навыки выполнения расчёта и конструирования вышеперечисленных элементов.

Опираясь на дополнительную литературу, сведения из методических указаний и другие источники информации мною были рассчитаны сборные железобетонные изделия. Данный курсовой проект может служить пособием при выполнении других курсовых проектов и при выполнении дипломного проекта, так как он разработан с применением действующей в РБ нормативно-справочной литературы.

Разрабатывая данный курсовой проект, я закрепила свои знания по методике расчета сборных железобетонных конструкций.



Библиография

1. Берлинов М.В., Ягупов Б.А. Строительные конструкции. - М.: Агропромиздат, 1990.

2. Павлова А.И. Сборник задач по строительным конструкциям. - М.: ИНФРА - М, 2005.

3. Сетков В.И., Сербин Е.П. Строительные конструкции. - М.: ИНФРА-М, 2005.

4. А.В. Боровских Расчеты ж.б. конструкций по предельным состояниям и предельному равновесию, 2004г.

5. Мандриков А.П. Примеры расчета железобетонных конструкций. - М.: Стройиздат, 1989.

6. Веселов В.А. Проектирование оснований и фундаментов. - М.: Стройиздат, 1990.

7. Цай Т.Н. «Строительные конструкции», том 2 М.СИ, 1985 г.

8. Методическая инструкция. Курсовое проектирование. - Гомель: УО ГГДСК, 2005.

9. Железобетонные конструкции. Основы теории, расчеты и конструирование // учебное пособие для студентов строительных специальностей. Под ред. проф. Т.М. Пецольда и проф. В.В. Тура. - Брест, БГТУ, 2003 - 380 с., с илл.

10. ГОСТ 21.501-93. Правила выполнения архитектурно-строительных рабочих чертежей.

11. ГОСТ 21.101-93. Основные требования к рабочей документации.

12. СНБ 5.01.01-99. Основания зданий и сооружений.

13.СНБ 5.03.01-02. Бетонные и железобетонные конструкции.

14. СНБ 2.04.01-97. Строительная теплотехника.

15. СНиП 2.01.-7-85. Нагрузки и воздействия.

16. ТКП 45-5,01-67-2007(02250). Фундаменты плитные.

Размещено на Allbest.ru

...