Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Выпускная квалификационная работа

Тема:

Проект строительства торгово-выставочного павильона в г. Курск



Содержание

Введение

1. Архитектурно-строительная часть

1.1 Характеристика района строительства

1.2 Требуемые параметры проектируемого здания

1.3Объемно-планировочная структура здания

1.4 Конструктивное решение здания

1.4.1 Фундаменты и фундаментные балки

1.4.2 Колонны

1.4.3 Стены и перегородки

1.4.4 Перекрытия и полы

1.4.5 Покрытие и кровля

1.4.6 Лестницы и эскалаторы

1.4.7 Окна, двери и ворота

1.5 Архитектурно-художественное решение здания

1.6 Генеральный план

1.7 Санитарно-техническое и инженерное оборудование

1.8 Обоснование выбора ограждающих конструкций

2. Расчетно конструктивная часть

2.1 Расчет сборного безбалочного перекрытия

2.1.1 Данные для проектирования

2.1.2 Определение усилий в элементах перекрытия

2.1.3 Расчет капители по прочности

2.1.4 Расчет межколонной плиты по прочности

2.1.5 Расчет пролетной плиты по прочности

2.1.6 Расчет перекрытия на полосовое разрушение

2.1.7 Расчет перекрытия по трещиностойкости

2.1.8 Определение прогиба перекрытия

2.1.9 Расчет сопряжения капители с колонной

3. Организационно технологическая часть

3.1 Определение объемов работ

3.2 Выбор метода возведения здания

3.3 Определение трудоемкости и стоимости трудозатрат

3.4 Расчет требуемых параметров монтажных кранов

3.5 Технико-экономическая оценка вариантов механизации строительно-монтажных работ

3.6 Разработка технологической карты

4. Экономическая часть

4.1 Определение номенклатуры и подсчет объемов работ

4.2 Составление спецификации строительных элементов

4.3 Локальная смета на общестроительные работы

5. Охрана труда, безопасность жизнедеятельности и защита окружающей среды

5.1 Общие сведения

5.2 Устройство откосов котлованов

5.3 Расчет времени эвакуации людей из здания торгово-выставочного павильона

5.4 Расчет защитного заземления электрооборудования

5.5 Обеспечение пожаробезопасности

5.6 Кровельные работы

Заключение

Список использованных источников



Введение

Быстро развивающиеся темпы строительства в городе Курске, сложность и архитектурная выразительность возводимых зданий говорят о новой ступени развития нашего города.

Торгово-ярморочные комплексы, выставочные салоны, развлекательные центры -- все это перечень сооружений, которые должны быть в городе, тем более такого масштаба как Курск.

Растущие требования населения к сфере торговли и обслуживания способствуют развитию торгово-выставочных павильонов, где покупатель смог бы посмотреть и оценить, а также оформить покупку за чашечкой кофе, не выходя за пределы здания.

В центре города располагается большое количество как существующих, так и строящихся общественных зданий, в отличие от его окраин, где основной акцент все-таки делается на строительство жилых домов.

Улица Магистральная не относится к числу наиболее репрезентативных улиц города, но формирует пространственную среду обширно развивающегося жилого района. Вследствие этого здание торгово-выставочного павильона предлагаю расположить именно в этой части города для того, чтобы оно стало не только архитектурной доминантой в привычном пейзаже тамбовской окраины, но и ее неотъемлемой частью.

Пространственные резервы выбранного участка для строительства будут максимально использоваться без ущерба для инсоляции окружающих домов, насаждений и асфальтированных проездов прилегающей территории.



1. Архитектурно-строительная часть

1.1 Характеристика района строительства

Район строительства торгово-выставочного павильона - г. Курск. Проектируемое здание будет возводиться на окраине города на пересечении улиц Магистральной и Мичуринской.

Курск и его окрестности обладают достаточной промышленной индустрией строительного направления, способных частично обеспечить необходимую конструктивную часть проекта. Не имеющийся перечень строительных материалов и конструкций будет поставляться фирмами и организациями других близлежащих городов.

Рядом с площадкой строительства проходят существующие городские сети газо-, электро-, тепло-, водоснабжение, что позволяет с наименьшими затратами подключить строящееся здание к городским коммуникациям.

Природно-климатические характеристики района строительства приведены в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Природно-климатические характеристики района строительства

№	Наименование характеристики	Характеристика
1	2	3
1	Район строительства	Курск
2	Климатический район и подрайон	II В
3	Зона влажности	Сухая
4	Температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки, С	-28
5	Средняя температура отопительного периода, C	-4,2
6	Продолжительность отопительного периода суток	202
7	Распределение температуры наружного воздуха по месяцам I II III IV V VI -10.8 -10.2 -5.1 5.1 13.9 18 VII VIII IX X XI XII 20.2 18.5 12.2 5.3 -2 -7.7
8	Максимальная амплитуда колебания температуры,С	20,4
9	Повторяемость ветра, %: в январе: С СВ В ЮВ Ю ЮЗ З СЗ 10 5 8 21 20 15 10 11 в июле: С СВ В ЮВ Ю ЮЗ З СЗ 16 9 9 13 9 12 15 17
10	Скорость ветра, м/с: в январе: С СВ В ЮВ Ю ЮЗ З СЗ 4.3 3.2 2.4 4.7 4.7 4.7 3.9 4 в июле: С СВ В ЮВ Ю ЮЗ З СЗ 3.7 3.4 2.6 2.8 2.7 3.1 3.6 3.9
12	Устойчивый снеговой покров	Отсутствует
13	Максимальная глубина промерзание грунта	1.1
14	Грунты основания	Суглинки

Грунтовые воды в районе объекта до глубины 15 метров не вскрыты.

Таблица 1.2

Физико-механические характеристики грунтов

№ ИГЭ	Природная влажность W, %	Пределы пластичности	Плотность, г/см3	Модуль деформации Е, 105 Па	Угол внутреннего трения,	Сила сцепления С, 105 Па
		Wp	Wl	грунта,	сухого грунта,
2	21.2	23.2	38.4	1.82	1.50	100	26	0.24
3	20.1	21.4	36.9	1.93	1.61	125	21	0.28
4	15.0	-	-	1.88	1.63	320	32	0.017

Грунтовые условия строительства представлены на рис. 1.1. Физико-механические характеристики грунтов представлены в таб. 1.2.



Рис. 1.1 Грунтовые условия строительства

В геологическом отношении грунты района объекта имеют в своем составе верхнечетвертичные делювиальные и аллювиальные отложения древней овражно-балочной сети, покровные суглинки, водно-ледниковые образования днепровского горизонта и пески неогеновой системы.

1.2 Требуемые параметры проектируемого здания

Требования, предъявляемые к проектируемому зданию приведены в табл. 1.3, 1.4, 1.5.

Таблица 1.3

Требуемые характеристики здания

№	Наименование характеристики	Характеристика
1	2	3
1	Класс здания	II
2	Степень долговечности	II
3	Степень огнестойкости	II
4	Предел огнестойкости строительных конструкций не менее - несущие элементы здания - перекрытие междуэтажное - лестничные клетки - внутренние стены - лестничные марши и площадки - наружные ненесущие стены	R 90 REI 45 REI 90 R 60 REI 90 R 60 Е15
5	Класс по конструктивной пожарной опасности	С1
6	Требование к естественному освещению, %	1.5

Таблица 1.4

Противопожарные требования к заданию и отдельным конструкциям

№	Наименование характеристики	Характеристика
1	2	3
1	Предельная площадь застройки, м2	2200
2	Допустимая этажность здания, этажей	5
3	Устройство противопожарных стен	не требуется
4	Количество эвакуационных выходов	Не менее 2
5	Устройство дверей на путях эвакуации	Должны открываться наружу, ширина не менее 1.2 м.
6	Минимальная ширина лестничных маршей и площадок	1.35
7	Максимальный уклон лестниц	1:1.75
8	Класс пожарной опасности строительной конструкции не ниже: стены наружные с внешней стороны; перегородки, перекрытия; стены лестничных клеток и противопожарные преграды; марши и площадки лестниц в лестничной клетке колонны перегородки	К 2 К 1 К 0 К 0 К 1 К 1
9	Класс здания по функциональной пожарной опасности	Ф 3.1
10	Требуемая морозостойкость материала фундамента не менее, мрз.	25
11	Требуемые влаго- и биостойкость материалов и конструкций	должны быть влаго- и биостойкие



Таблица 1.5

Санитарно-гигиенические требования

№	Наименование характеристики	Характеристика
1	2	3
1	Температура внутреннего воздуха,С	18
2	Относительная влажность внутреннего воздуха, %	55
3	Кратность воздухообмена м3/часм2 помещений кухонь и санитарных узлов	3 90
4	Допустимая ориентация здания	свободная

1.3 Объемно-планировочная структура здания

Объемно-планировочная структура здания - зального типа. Она построена на подчинении относительно небольшого числа вспомогательных помещений главному зальному, которое и определяет функциональное назначение здания в целом.

Габаритные размеры здания в плане

в осях 1-12 - 48000 мм.

в осях А-М - 45900 мм.

Здание двухэтажное с высотой первого этажа 4.2 метра. Второй этаж образуется внутренним объемом пространственной конструкции (оболочкой), перекрывающей все здание. Общая высота здания от земли до верха светоаэрационного фонаря - 14.1 м.

Вход в здание осуществляется через тамбур в связи с повышенными требованиями к теплоизоляции в данном климатическом районе.

Связь между этажами осуществляется с помощью лестниц и эскалаторов. Для безопасности путей эвакуации лестницы расположены в замкнутых объемах - лестничных клетках, конструкция которых выполнена из несгораемого материала (кирпич). Лестницы имеют естественное боковое освещение.

Основные пролеты несущих конструкций - 6 м.

Технико-экономические показатели объемно-планировочного решения представлены в табл.1.6.

Таблица 1.6

Технико-экономические показатели объемно-планировочного решения здания

№	Наименование характеристики	Единица измерения
1	2	3
1	Этажность
2	Планировочный тип
3	Общая площадь этажей	м2
4	Строительный объем	м3
5	Площадь выставочных залов	м2
6	Площадь магазинов	м2
7	Площадь административных помещений	м2
8	Площадь кафе	м2
9	Площадь коммуникаций	м2
10	Площадь пешеходных галерей и эстакад	м2
11	Площадь застройки	м2
12	Общая площадь здания	м2
13	Периметр здания	м
14	Общая площадь этажа	м2
15	К1 = Sз./Sо К2 = Vстр./Sо К3 = Sо/Sз.н.

1.4 Конструктивное решение здания

Конструктивная система здания - каркасная. Конструктивная схема - безригельная.

Пространственная жесткость и устойчивость здания обеспечивается жестким защемлением колонн в стаканы фундаментов, соединением плит перекрытий между собой и колоннами с помощью сварки закладных деталей и их последующим замоноличиванием, сваркой и замоноличиванием стыков колонн, контурных брусьев и при контурных плит, а также жестким соединением плит покрытия между собой не менее чем по трем сторонам.

1.4.1 Фундаменты и фундаментные балки

Глубина заложения фундаментов принята в зависимости от глубины промерзания грунтов, которая в районе строительства равна 1.1 м. (см. табл.1.1).

В данной работе глубина заложения фундаментов принята 1.650 м. В запроектированном здании для рядовых колонн приняты отдельно стоящие монолитные фундаменты с размерами подошв 3.000х3.000 мм., а для спаренных колонн по контуру здания фундаменты устраиваются общими с размерами подошвы 4.200х4.200 мм. Высота фундаментов - 1500 мм.

Фундаментные балки под кирпичные стены запроектированы железобетонными длиной 4.5 м. Между кирпичной стеной и фундаментной балкой предусмотрена горизонтальная гидроизоляция из двух слоев рубероида. По внешнему периметру фундаментных балок устраивается глиняный замок. Цокольная часть стены от попадания влаги защищена отмоской в виде наклонной асфальтированной полосы.

Отметка подошвы фундамента относительно чистого пола составляет 2.100 м.

1.4.2 Колонны

Колонны запроектированы сечением 450х450 мм. Рядовые колонны имеют высоту 5.4 м. и защемляются в стаканы фундаментов на 0.800 м.

Колонны контура здания имеют поэтажную разрезку, причем колонны второго этажа, предназначенные для опирания контурных брусьев оболочки, имеют переменную высоту от 3.0 до 4.2 м.

1.4.3 Стены и перегородки

Материалом для наружных стен принят глиняный кирпич марки М100. Ширина кладки - в два кирпича. Тип кладки - шестирядный. Прочность конструкции стен обеспечивают прочность камня и раствора, укладка камней с взаимной перевязкой вертикальных швов.

При этом перевязка швов кладки предусмотрена не только в плоскости стены, но и в плоскости примыкания к ней поперечных стен.

Наружные стены утеплены слоем минераловатных плит с = 100 кг/м³, толщиной 100мм. Теплотехнический расчет стены см. в п.1.9. Внутренние стены выполнены из кирпича толщиной 380 мм., причем в стенах кухни и санитарных помещений располагаются вентиляционные каналы сечением 140х140 мм.

Перегородки между помещениями в здании выполнены из гипсобетона толщиной 100 мм.

1.4.4 Перекрытия и полы

В качестве междуэтажного перекрытия принято без балочное сборное перекрытие. Конструкция сборного без балочного перекрытия состоит из трех основных элементов: капители, над колонной панели и пролетной панели. В целях создания жесткости над колонные панели закрепляют поверху сваркой закладных деталей. Пролетная панель опирается по четырем сторонам на над колонные панели, имеющие полки. Панели перекрытия выполнены ребристыми.

Полы на первом этаже здания выполнены непосредственно по грунту, на втором этаже настелены по перекрытию.

В соответствии с функциональным процессом, связанным с воздействием на поверхность пола большого количества людей и выставляемых машин, в выставочных залах, магазинах, кафе запроектированы мозаичные полы. В административных помещениях запроектированы полы из линолеума, а в санитарных узлах, кухне и техническом помещении - из половой плитки.



1.4.5 Покрытие и кровля

Запроектированное здание перекрывается пологой оболочкой положительной гауссовой кривизны. Контур оболочки выполнен в виде полигонального пояса из сборных ригелей длиной 6 м., опирающихся на колонны переменной высоты.

Оболочка запроектирована из плит, криволинейных в направлении большей стороны и имеющих контурные и поперечные ребра. Плиты делятся на основные и доборные. Основные плиты оболочки имеют размер 3.0х6.0 м. Форма и конструкция доборных плит принята с учетом изготовления их в опалубочных формах основных плит.

В углах плит предусмотрены сверху и снизу закладные детали для соединения элементов между собой с помощью стыковых накладок в виде стержней. Плиты оболочки опираются на контурные элементы сверху. Для соединения в плитах и контурных элементах предусмотрены закладные детали.

Для устройства в центре оболочки панельного зенитного фонаря квадратной формы 6.0х6.0 м. предусмотрена специальная окаймляющая проем рама с распорками для восприятия нормальных и касательных усилий. По периметру отверстия предусмотрено утолщение из бетона класса В25 и дополнительное армирование.

Кровля здания выполнена из мягкого рулонного материала - катепала.

В здании запроектирован внутренний водосток.

1.4.6 Лестницы и эскалаторы

В здании запроектированы сборные железобетонные лестницы. Лестницы собраны из отдельных проступей, уложенных по косоурам, и площадок. Лестничные площадки опираются всей гранью на металлические столики, приваренные к закладным деталям на стенах лестничных клеток. Ширина лестничных маршей 1.35 м., ширина лестничной площадки 1.2 м. уклон лестниц 1:1.75. Высота ступени междуэтажных лестниц - 150 мм, ширина - 300 мм.

Для безопасности движения лестницы оборудованы вертикальными ограждениями.

Для сообщения между этажами, кроме лестниц, в здании предусмотрены эскалаторы, оборудованные специальными опорами, приводными и натяжными секциями.

1.4.7 Окна, двери и ворота

Для обеспечения естественной освещенности помещений и возможности визуального контакта с окружающей средой в здании запроектированы как стандартные окна марки: ОР 15-12, ОР 15- 13.5, так и витражи размерами 2.1х3.5 м. При проектировании учитывались эксплуатационные требования по защите больших светопрозрачных поверхностей от конденсата и обледенения (стекольное пространство вентилируется наружным воздухом через небольшие отверстия в верхних обвязках наружного переплета), и предусмотрен обдув внутреннего остекления струей теплого воздуха.

Двери служат для связи помещений друг с другом и связи здания с улицей и пешеходной галереей. Марки дверей: ДН 21-12, ДГ 21-10, ДГ 21-8, ДО 21-12. Размеры въездных ворот 3.5х3.5м.

Двери на путях эвакуации открываются наружу в соответствии с требованиями, предоставленными в табл.4.

1.5 Архитектурно-художественное решение здания

Необходимость индивидуализации данного здания по сравнению с другими при единстве в целом архитектуры выбранного района строительства определяет архитектурную форму торгово-выставочного павильона.

Композиция внешнего объема здания определена во многом композицией внутреннего пространства и принятого конструктивного решения.

При проектировании учитывались такие художественные средства архитектурной композиции как ритм, масштабность, пропорция.

1.6 Генеральный план

На основании функционального назначения здания на территории торгово-выставочного комплекса предусмотрены подъездные пути для возможного доступа к нему автомобильного транспорта. Также запроектировано место для автомобильной стоянки.

Рядом с комплексом предусмотрена парковая зона с размещенными в ней местами отдыха для посетителей.

1.7 Санитарно-техническое и инженерное оборудование

Санитарное оснащение запроектированного здания включает в себя систему отопления, трубопроводы холодной и горячей воды, канализационные устройства и газовые приборы. В здании проложены электрические и телефонные сети. Предусмотрено подключение данных инженерно-технических систем к близлежащим сетям городских коммуникаций.

В здании предусмотрена система искусственной (в помещениях залов, магазинах, кафе, администрации) и естественной вентиляции через вентиляционные каналы в санитарных узлах.

1.8 Обоснование выбора ограждающих конструкций

На основании теплотехнического расчета, сделанного на ЭВМ, принята конструкция стены с эффективным утеплителем - минераловатная плита, = 100кг/м³, толщиной = 100мм.

Для покрытия проводились расчеты на ЭВМ. В качестве утеплителя принята минераловатная плита, = 200 кг/м³, = 200 мм.

Результаты расчета толщины ограждения по теплотехническим требованиям

Параметры внутреннего воздуха:

температура 18С.

относительная влажность 55%.

влажностный режим помещений нормальный

Район строительства Курск

Температура наиболее холодной пятидневки -28 С.

Продолжительность отопительного периода -4.19 сут.

Средняя температура отопительного периода 202 С.

Зона влажности сухая

Условия эксплуатации ограждений A

Требуемое сопротивление теплопередаче по санитарно-гигиеническим условиям

Где n - 1 - коэффициент по табл.3*

_в - 8.69 - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности

t^н - 4.5 - нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждения по табл. 2

Требуемое приведенное сопротивление теплопередаче из условия энергосбережения 2.545 кв.м*гр/Вт для 2 этапа при градусо-сутках отопительного периода



ГСОП = (t_в - t_оп)z_оп = (18 + 4.19)* 202 = 4484.

принято Rtr = 2.545 кв.м*гр/Вт

Таблица 1.7

Характеристика ограждения

Номер слоя	Наименование слоев	Плотность, кг/м3	Толщина, м
1	Сложный раствор (песок, цемент известь)	1700	0.015
2	Кладка из керам. пустотного кирпича	1600	0.510
3	Плиты мягкие,полужест, жесткие из минваты на синт. и бит. связующих	100	0.100
4	Цементно-песчаный раствор	1800	0.030
		Итого:	0.655

Таблица 1.8

Результаты расчета

Номер слоя	Коэффициент теплопроводности	Термическое сопротивление слоев
1	0.700	0.015/0.700 = 0.021
2	0.580	0.510/0.580 = 0.879
3	0.060	0.100/0.060 = 1.666
4	0.760	0.030/0.760 = 0.039
1/ +1/	1/8.699+1/23
Сумма:	2.765

Вывод: данная конструкция стены удовлетворяет теплотехническим требованиям: R^ф = 2.765 м²гр/Вт >R^тр = 2.545 м²гр/Вт



2. Расчетно конструктивная часть

2.1 Расчет сборного безбалочного перекрытия

2.1.1 Данные для проектирования

Требуется выполнить расчет и конструирование основных элементов среднего участка безбалочного перекрытия здания с сеткой колонн 6х6 м. Среда в здании неагрессивная, температурно-влажностной режим нормальный. По степени ответственности здание относится к классу II. Нормативное значение временной нагрузки на перекрытие 15 кПа.

В состав перекрытия входят капители, межколонные и пролетные плиты. Для сборных элементов предусмотрен бетон класса ВЗО и арматура класса A-III.

Поскольку нагрузки малой суммарной длительности отсутствуют, для изгибаемых эле-метов коэффициент условий работы бетона _b2 = 0.9.

Расчетные характеристики бетона класса ВЗО:

R_b = 0.9 17.0 = 15.3 МПа;

R_bt = 0.9 1.2 = 1.08 МПа;

R_b,ser = 22.0 МПа;

R_bt,ser = 1.80 МПа;

E_b = 33500 МПа.

Расчетные характеристики арматуры класса A-III:

R_s = R_sc = 365 МПа;

R_sw = 295 МПа;

R_s,ser = 390 МПа;

E_s = 200000 МПа;

_s = 5.97.

Нагрузки на 1 м² перекрытия приведены в табл. 2.3.



2.1.2 Определение усилий в элементах перекрытия

Соединение капителей с колоннами и с межколонными плитами жесткое. Пролетные плиты соединены с межколонными шарнирно. В этих условиях колонны с капителями и межколонными плитами образуют пространственную раму, ригели которой расположены в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Статический расчет такой рамы сложен и может быть реализован лишь с помощью ЭВМ, особенно при необходимости учитывать переменную жесткость ригеля и стоек. Однако без существенных погрешностей можно учитывать работу продольных и поперечных рам независимо друг от друга. Поэтому рассматриваем только ригель поперечной рамы и выполняем статический расчет этого ригеля как многопролетной неразрезной балки переменной жесткости (рис.2.13). Поскольку сетка колонн квадратная, нагрузки в каждом пролете принимаем распределенными по треугольнику с максимальными ординатами:

От постоянных нагрузок при _f = 1...g = 6.65 6 = 39.9 кН/м.

То же, при _f>1...g = 7.55 6 = 45.3 кН/м.

От временной нагрузки при _f = 1...p = 14.25 6 = 85.5 кН/м.

То же, при _f>1...p = 17.10 6 = 102.6 кН/м

Моменты инерции ригеля:

В сечении I-I...I₁ = 0.001024 м.⁴

То же, II-II...I₂ = 0.001458 = 1.424 I₁ м.⁴

III-III...I₃ = 0.005208 = 5.086 I₂ м.⁴

IV-IV...I₄ = 0.028188 = 27.527 I₃ м.⁴

Усилия в ригеле находим методом сил, принимая обычную при этом основную систему в виде шарнирно закрепленных простых балок, а за неизвестные -- величины опорных моментов. Перемещения в основной системе вычисляем с помощью интегралов Мора, используя правило Верещагина и способ Корноухова, а также учитывая переменную жесткость ригеля по длине. Затем составляем систему трехчленных уравнений и решаем ее для следующих нагружений: П - постоянная нагрузка во всех пролетах; B₁ - временная в нечетных пролетах;

Таблица 2.1

Нагрузки на перекрытие

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка кПа	Коэффициент надежности по назначению n	Расчетная нагрузка при f = 1, кПа	Коэффициент надежности по нагрузке f	Расчетная нагрузка при f>1, кПа
Постоянная: В том числе вес конструкций перекрытия Вес конструкций пола	7.0 4.5 2.5	- 0.95 0.95	6.65 4.275 2.375	- 1.1 1.2	7.55 4.7 2.85
Временная (она же длительная)	15.0	0.95	14.25	1.2	17.10
Полная	22.0	-	20.90	-	24.65

В₂ -- то же, в четных; В₃ -- то же, в 1-, 2- и 4-м пролетах; В₄ -- то же, в 1-, 3- и 4-м пролетах; В₅ -- то же, во 2-м и 3-м пролетах. Принятые варианты положения временной нагрузки позволяют определить наибольшие значения как пролетных моментов (варианты bi' и В₂), так и опорных (варианты В₃, В₄ и В₅). Усилия, полученные из статического расчета ригеля в предположении упругой работы элементов (капителей и надколонных плит), перераспределены так, чтобы величины опорных и пролетных моментов снижались не более, чем необходимо для обеспечения требуемой ширины раскрытия трещин. Пределы уменьшения моментов определены по формуле (7.13) [16].

Так, при a_crc,2 = 0.3 мм; _l = 1.5; = 1; = 1; d = * 20 мм; _s = 0.02 для опоры В

Тем же путем для сечения в середине пролета ВС М₂ = 123.7 кН м. Для сечения на опоре С М_с = - 301.5 кН м. Результаты статического расчета ригеля при _f> 1 приведены в табл. 2.4, огибающая эпюра изгибающих моментов после перераспределения -- на рис. 2.1.

Рис. 2.1 Расчетная схема поперечной рамы безбалочного перекрытия и размеры поперечных сечений

Рис. 2.2 Эпюры изгибающих моментов, кН м, в ригеле поперечной рамы каркаса:

а - от расчетных нагрузок при _f> 1 после перераспределения;

б - от сочетания П+В₁ расчетных нагрузок при _f = 1.

Изгибающие моменты в ригеле при _f = 1 представлены в табл. 2.5. Из условия симметрии приведены результаты расчета для левой половины ригеля.

Таблица 2.2

Усилия в сечениях ригеля от расчетных нагрузок при f>1 (g = 45.3 кН/м; p = 102.6 кН/м.)

Вид расчета	Сочетание нагрузок	Изгибающие моменты, кН м.	Поперечные силы, кН, у опор
		MA	M1	MB	M2	MC	QA Справа	QB слева	QB Справа	Qc слева
По упругой стадии	П+В1 П+В2 П+В3 П+В4 П+В5	-55.5 -17 -55.5 -55.5 -17	254.3 -24.8 145.9 237.8 21.4	-334.9 349.2 595.1 374.5 238.2	-111.8 188.9 119.2 -78.3 95.4	-160.4 -160.4 -53.9 -53.9 -458.4	175.3 12.6 131.9 168.7 31.1	-268.4 -123.3 -311.8 275.0 -104.8	97 253.3 312.1 121.4 185.1	-38.9 -190.4 -131.6 -14.5 -258.6
С учетом перераспреде-ления усилий	П+В1 П+В2 П+В3 П+В4 П+В5	-55.5 -17 -55.5 -55.5 -17	229.7 -43.5 229.7 229.7 -43.5	-394.0 -394.0 -394.0 -394.0 -394.0	-183.7 124.1 124.1 -183.7 95.7	-245.2 -245.2 -245.2 -245.2 -302.0	165.4 5.1 165.4 165.4 5.1	-278.3 -130.8 -178.3 -278.3 -130.8	92.8 246.7 246.7 92.8 237.2	-43.1 -197 -197 -43.1 -206.5

Примечание. Значения изгибающих моментов М₁ определены для сечений ригеля на расстоянии 2.5 м от опоры А, моментов М₂ - в середине пролета ВС.

При расчете плиты по предельным состояниям второй группы (т. е. При _f = 1) усилия вычисляем по формулам (6.121) и (6.122) [16] при ₅ = ₅ = 0.0441 [16, табл. 6.25]:

М_х = М_y = 0.0441 20.9 З2 = 8.3 кН м/м.

Опорные моменты в пролетной плите отсутствуют.



2.1.3 Расчет капители по прочности

Для определения несущей способности сечения элемента переменной ширины или для подбора арматуры растянутой зоны используют следующий прием. Действительное сечение элемента (см. рис. 2.15, а) условно расчленяют на два: с прямоугольной сжатой зоной и с треугольной (рис. 2.15, б, в). Соответственно этим сечениям распределяют внешний изгибающий момент М = m1 + M.2 и площадь арматуры растянутой зоны

A_s = A_sl + A_s2. Учитывая, что

b_x = (b_b-b_t)x/h_t+b_t,

получаем:

M = _mR_bb_th_o²;

Порядок расчета при подборе арматуры следующий: вычисляем величину ₀, затем определяем относительную высоту сжатой зоны, потом - требуемую площадь сечения арматуры. Для определения несущей способности сечения находим относительную высоту сжатой зоны , и несущую способность элемента.

Таблица 2.3

Изгибающие моменты в сечениях ригеля от расчетных нагрузок при_f = 1(g = 39.9 кН/м; p = 85.5 кН/м.)

Сочетание нагрузок	Значение моментов, кН м, в сечениях
	А	1	В	2	С
П+В1 П+В2 П+В3 П+В4 П+В5	-47.1 -15.0 -47.1 -47.1 -15.0	214.5 -18.2 124.1 200.7 20.4	-286.7 -286.7 -503.6 -319.8 -206.1	-92.3 158.2 100.2 -64.5 80.4	-137.2 -137.2 -48.5 -48.5 -385.5

В капителях действуют в основном отрицательные изгибающие моменты (см. рис. 2.3), поэтому прочность нормальных сечений рассчитываем, как для элементов с одиночной арматурой.

Поскольку в сжатой зоне капители ширина сечения переменна, для определения площади сечения арматуры используем формулы предыдущего расчета.

Для сечения I--I: h = 0.3 м; h₀ = 0.25 м; b_t = 1.23 м; b_ь = 2.98 м; h_f = 0.12 м;

М = 0.3375 МН м (рис. 2.14 и 2.16, а).

К расчету прочности элементов трапецеидального сечения:

а - расчетное сечение; б - прямоугольная часть сечения; в - треугольная часть.

Положение нулевой линии:

Рис. 2.3

Рис. 2.4 Расчетные сечения капители при расчете ее на прочность: А-сечение I-I; б-сечение II-II; в-сечение III-III (сжатые зоны заштрихованы)

Рис. 2.5 Схема образования пирамиды продавливания в капители

Площадь сечения арматуры растянутой зоны:

Для сечения II--II (см. рис. 2.14 и 2.16, б):

h = 0.24 м; h₀ = 0.19 м; b_t = 2.11 м; Ь_b = 2.98 м; h_f = 0.06 м;

М = 0.2991 МН м; B₀ = 0.257; = 0,653; = 0.254; A_s = 49.76 см².

Для сечения III--III (см. рис. 2 и 4, в):

h = 0.18 м; h₀ = 0.13 м; b_t = b_b = b = 2.98 м; М = 0.2634 МН м;

В₀ = 0.342; = 0; = 0.438; A_s = 71.13 см².

Принимаем 2420 А-Ш, A_s = 75,4 см²,

Прочность капители на продавливание проверяем в сечении, где очертания капители образуют входящие углы (рис. 2.5).

При коэффициенте надежности по нагрузке _f> 1 полная расчетная нагрузка на перекрытие q = 24.65 кПа. Поперечная арматура в капители отсутствует. Высота сечения h = 0.3 м; h_0x = 0.25 м; h_0y = 0.27 м; средняя рабочая высота сечения h₀ = 0.26 м. Площадь перекрытия, с которой нагрузка передается на колонну, A = 6х6 = 36 м; площадь большего основания пирамиды продавливания (рис. 2.5.):

А₁ = 1.75 X 1.75 = 3.06 м²

Расчетная продавливающая сила:

F = q (А -- А₁) = 24.65 (36 -- 3.06) = 812 кН.

Среднее арифметическое величин периметров верхнего и нижнего основания пирамиды, образующейся при продавливании в пределах рабочей высоты сечения:

и_m = 0.5 (1.23 + 1.75) 4 = 5.96 м.

Проверка условия (3.391) [16]:

F = 0.812 МН < 1 X 1.08 X 5.96 X 0.26 = 1.67 МН.

Так как это условие выполняется, прочность капители на продавливание в рассматриваемом сечении обеспечена. Другие сечения капители также обладают достаточной прочностью на продавливание.

Прочность капители на действие поперечной силы проверяют по наклонному сечению в месте, где очертание капители образует входящий угол (рис. 2.5).

Расчетная поперечная сила Q = 278.3 кН (см. табл. 2.4.). Размеры сечения:

h₁ = 0.3 м; h₀₁ = 0.25 м; h₂ = 0.24 м; h₀₂ = 0.19 м;

h₀ = 0.5 (0.25 + 0.19) = 0.22 м;

b = 0.5 (2.98 + 1.23) = 2.11 м.

Проверка условия (3.259). При отсутствии поперечной арматуры (_w1 = 1) и при

_b1 = 1 - 0.01 X 15.3 = 0.847

из условия (3.259) [16] следует, что:

Q = 0.2783 МН < 0.3 X 1 X 0.847 X 15.3 X 2.11 X 0.22 = 1.805 МН,

т.е. прочность бетона по сжатой полосе между наклонными трещинами обеспечена.

Проверка условия (3.276) при минимальном значении в нем правой части:

Q = 0.2783 МН < 0.6 (1 + 0.0) 1.08 X 2.11 X 0.22 = = 0.3008 МН.

Поскольку и это условие выполняется, прочность элемента обеспечена, и поперечная арматура не требуется. Проверка прочности капители по наклонным сечениям в других местах дает аналогичные результаты.

2.1.4 Расчет межколонной плиты по прочности

Сначала определяют сечение продольной арматуры, расположенной параллельно оси рамы. Как показано на рис. 2.14, а, в межколонной плите, являющейся элементом ригеля рамы, могут действовать как положительные, так и отрицательные изгибающие моменты. Следовательно, для их восприятия в межколонной плите необходимо предусмотреть как верхнюю, так и нижнюю продольную арматуру. Поскольку, в соответствии с величинами изгибающих моментов, количество верхней арматуры больше, чем нижней, сначала подбирают нижнюю арматуру, а затем - верхнюю.

Продольную арматуру межколонной плиты средних пролетов для восприятия положительных изгибающих моментов определяют с учетом наличия верхней арматуры.

Так как b = 2.98 м; h = 0.16 м; а = а' = 0.03 м; h₀ = 0.13 м; М = 0.1241 МН м, то

Принимаем 31 12А-III, A_s = 35.06 см².

В опорном сечении М = - 0.2634 МН м.

При учете нижней арматуры:

По табл. 3.5 = 0.195. По формуле (3.46) [16]:

А_s = 0.195 2.98 0.13 15.3 / 365 + 0.003506 = 0.006673 м² = 66.73 см².

Принимаем 22 20А-III, A_s = 69.12 см².

Для межколонной плиты крайнего пролета М = 0.2297 МН м (см. рис. 2.14, а). Поэтому



Принимаем 22 20А-III, A_s = 69.12 см². Для восприятия отрицательного момента М = - 0.2063 МН м

Назначаем 22 18A-III, A_s = 56 см².

Поскольку опорный контур для пролетной плиты -- межколонные плиты, в последних возникают изгибающие моменты в направлении, перпендикулярном оси ригеля рамы. Для их определения принимаем расчетную схему межколонной плиты в виде прямоугольной пластины, защемленной по двум противоположным сторонам (у капителей) и с двумя свободными сторонами. Нагрузка с пролетной плиты передается на свободный край межколонной плиты как полосовая распределенная по треугольнику. Максимальная ордината полосовой нагрузки на один край q = 24.65 3 = 74 кН/м.

Распределенную по треугольнику нагрузку приводим к эквивалентной равномерно распределенной нагрузке из условия равенства прогибов свободно опертой балки пролетом l_Х:

откуда F = 0.64 q = 0.64 74 = 47.36 кН/м.

Используя таблицы [16] определяем изгибающие моменты в межколонной плите, действующие перпендикулярно оси рамы. В соответствии с [16, табл. 42] при l_У/l_Х = 1 в центре надколенной плиты изгибающий момент

М = - _0.01 3.47 47.36 2 = --2.84 кН м.

Определяем площадь сечения верхней арматуры, расположенной перпендикулярно оси рамы. Расчетный изгибающий момент на 1 м длины межколонной плиты

М = - 2.84 1 = - 2.84 кН м.

При b = 1 м; h = 0.16 м; а = 0.045 м; h₀ = 0.115 м:

Так как требуемая площадь сечения арматуры мала, предусматриваем ее из холоднотянутой проволоки класса Вр-I диаметром 5 мм (R_s = 360 МПа). Тогда:

Коэффициент армирования сечения:

Находим момент образования трещин, увеличив R_{bt ser} на 20%, а параметр W_pl определяя как для бетонного сечения. Тогда по формуле (4.19) [16]:

при N_sh = 0, М_crc = 1.2 1.80 1 0.16² / 3.5 = 0.0158 МН м > М = 0.00284 МН м.

Поскольку в данном случае несущая способность плиты исчерпывается одновременно с образованием трещин в бетоне растянутой зоны, след...