Проектирование многоэтажного промышленного здания из железобетонных и каменных конструкций
Компоновки сборного перекрытия, сбор нагрузок и назначение плиты. Подбор продольной арматуры и несущей способности ригеля. Расчет по раскрытию трещин, нормальных к продольной оси ригеля. Определение размеров подошвы, проверка прочности нижней ступени.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 21.05.2016 |
| Размер файла | 2,0 M |
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/
УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ
«МОЗЫРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ И.П. ШАМЯКИНА»
Кафедра основ строительства и методики преподавания строительных дисциплин
Курсовой проект
по дисциплине «Железобетонные и каменные конструкции»
Тема: “Проектирование многоэтажного промышленного здания из железобетонных и каменных конструкций”
Выполнил:
студент 4 курса 1 группы
Евсеенко С.В
Проверил: Цалко С. Н.
Мозырь 2016
Оглавление
- Введение
- 1. Компоновки сборного перекрытия
- 2. Подбор плиты перекрытия
- 2.1 Сбор нагрузок
- 2.2 Назначение марки плиты
- 3. Расчет ригеля
- 3.1 Сбор нагрузок и подбор сечения
- 3.2 Статический расчет
- 3.3 Огибающие эпюры М и Q
- 3.4 Конструктивный расчет
- 3.4.1 Подбор продольной арматуры и расчет несущей способности ригеля
- 3.4.2 Подбор поперечной арматуры
- 3.5 Расчет по раскрытию трещин, нормальных к продольной оси ригеля
- 3.6 Определение прогиба ригеля
- 3.7 Расчет стыка ригеля с колонной
- 4. Расчет колонны и ее элементов
- 4.1 Расчетно-конструктивная схема
- 4.2 Расчет колонны
- 4.3 Конструирование колонны
- 4.4 Расчет консоли колонны
- 4.5 Расчет стыка колонн
- 5. Проектирование фундаментов
- 5.1 Определение размеров подошвы
- 5.2 Расчет тела фундамента
- 5.2.1 Определение высоты
- 5.2.2 Расчет на раскалывание
- 5.2.3 Проверка прочности нижней ступени
- 5.2.4 Расчет арматуры
- 5.3 Конструирование фундаментов
- Список используемой литературы
Введение
Железобетонные конструкции, особенно предварительно напряженные, получили массовое использование в строительстве и имеют широкую перспективу для дальнейшего развития.
Рациональное сочетание применения железобетонных, металлических и других конструкций с правильным использованием лучших свойств каждого материала имеет большое народнохозяйственное значение.
В планах развития народного хозяйства предусматривается более эффективное использование капитальных вложений в области строительства, снижение трудоёмкости и стоимости строительства за счёт улучшения планирования и организации строительства. Большое внимание уделяется вопросам повышения производительности труда, а также качеству и надёжности возводимых объектов. ригель перекрытие арматура плита
Главное внимание обращается на повышение эффективности капитальных вложений, совершенствованию их воспроизводственной и технологической структуры. Концентрация материальных, финансовых и трудовых затрат должна быть направлена на техническое перевооружение и реконструкцию действующих предприятий и сооружений, определяющих научно-технический прогресс.
Особенно важно продолжать индустриализацию строительного производства, содействовать превращению его в единый промышленно строительный процесс возведения объектов из элементов заводского изготовления. Значимым шагом будет переход на комплексную поставку стройкам инженерного и технического оборудования. Скорость создания и внедрения прогрессивных технологий, систем машин и механизмов, обеспечивающих комплексную механизацию строительно-монтажных работ, особенно в условиях реконструкций действующих предприятий позволит заменить на отдельных работах традиционные трудоёмкие процессы современными индустриальными методами.
Основная цель нашего курсового проекта - спроектировать многоэтажное промышленное здание из железобетонных конструкций.
Исходя из поставленной цели, нами были выдвинуты следующие задачи курсового проекта: запроектировать и рассчитать железобетонный ригель; запроектировать и рассчитать центрально-сжатую колонну; запроектировать и рассчитать центрально-нагруженный фундамент.
1. Компоновка сборного перекрытия
Компоновка перекрытия заключается в выборе типа, направления и пролетов ригеля, назначения шага колонн, типа и ширины плит, выборе типа стыков.
Для проектирования многоэтажного производственного здания принимаем унифицированную сетку колонн 6 х 6 м и высоту этажа 3,6 м. Сечение ригеля (балок, расположенных в поперечном направлении, опирающихся на колонны и стены и работающих совместно с панелями перекрытий) принимаем прямоугольными. Горизонтальная жесткость перекрытий обеспечивается прикреплением каждой плиты к ригелю не менее, чем в трех углах с помощью сварки закладных деталей.
Тип плиты назначается в зависимости от полезной нагрузки и вида потолка. При временных нагрузках до 10 кПа и необходимости устройства гладкого потолка применяются плоские плиты высотой 220 мм с круглыми или овальными пустотами, а также ребристые с ребрами вверх. Номинальная ширина таких плит принимается от 800 до 2400 мм через 200 мм. При временных нагрузках 11 кПа и выше рекомендуются ребристые плиты вниз шириной 750-1500 мм.
Проектируемое нами здание - промышленное и так как полная временная нагрузка равна 12 кН/м2, то плиту выбираем ребристую с ребрами вниз. Ширина принимаемых плит равна 1300 и 1400 мм. Зазоры между плитами и колоннами замоноличиваются. Узлы соединения ригелей между собой и с колоннами должны обеспечивать восприятие опорных моментов и поперечных сил ригелей. Это достигается устройством в колоннах опорных консолей (рисунок 1).
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рисунок 1- Опорная консоль колонны
Компоновка перекрытия при реальном проектировании зависит от архитектурно-конструктивных соображений, технологических процессов, эксплуатационных и эстетических требований, а также технико-экономических показателей сравниваемых вариантов. В курсовом проекте руководствуемся в основном требованиями обеспечения прочности и жесткости с приближенной оценкой технико-экономических показателей выбранных конструкций.
2. Подбор плиты перекрытия
Плиты перекрытий подбираются по каталогам или типовым сериям в зависимости от действующей на перекрытие полной нагрузки.
2.1 Сбор нагрузок
Нагрузки складываются из постоянных и переменных. Переменные нагрузки могут быть кратковременно и длительно действующими. В таблице 2.1 приведен порядок сбора нагрузки.
Таблица 2.1. - Нагрузки, действующие на плиту перекрытия, кН/м2
|
Вид нагрузки |
Величина нагрузки |
|||
|
нормативная |
коэффициент надежности по нагрузке гf |
Расчетная |
||
|
Постоянные 1.Паркетный пол 2.Мастика 3.Цементно-песчаная стяжка 4.Пароизоляционная армированная полиэтиленовая пленка 5.Ж/Б плита перекрытия |
0,075 0,0525 0,3 0,075 3 |
1,35 1,35 1,35 1,35 1,35 |
0,1 0,07 0,4 0,1 |
|
|
Итого |
3,5 |
4,72 |
||
|
Временные 1.Длительные 2Кратковременные |
3 3 |
1,5 1,5 |
4,5 4,5 |
|
|
Итого |
6 |
9 |
||
|
3. Полная нагрузка 4.Постоянная нагрузка |
9,5 6,5 |
13,72 9,22 |
2.2 Назначение марки плиты
Марку плиты перекрытия по каталогу или серии назначаем, учитывая полную расчетную нагрузку, конструктивную длину и ширину плиты. В приложении А приведены плиты с круглыми пустотами (таблица А.1) и ребристые с ребрами вниз (таблица А.2). Несущая способность подобранной плиты перекрытия должна быть больше полной расчетной нагрузки. Если в каталоге или серии дана допускаемая расчетная нагрузка на плиту без учета ее собственного веса, то от полной расчетной нагрузки необходимо вычесть собственный вес плиты перекрытия (п. 2 таблицы 2.1) и при подборе учитывать полученную разность.
3. Расчет ригеля
3.1 Сбор нагрузок и подбор сечения
При расчете ригеля необходимо нагрузку, распределенную по площади перекрытия, собрать в распределенную по длине ригеля. Для этого ее умножают на грузовую ширину ригеля, которая равна шагу ригелей.
Кроме этого, необходимо учесть нагрузку от собственного веса ригеля.
Примерные размеры сечения ригеля в метрах можно определить по формулам:
-рабочая высота =0,2
-ширина
где - расчетный изгибающий момент для свободно опертой балки наибольшего из пролетов (l) без учета нагрузки от ее собственного веса, кН·м·10-3;
Расчетная нагрузка q, кН/м определяется из произведения полной расчетной нагрузки (из таблицы 2.1) на шаг ригелей;
fcd - расчетная прочность бетона, МПа;
d - рабочая высота сечения. Для получения высоты сечения к рабочей высоте добавляют 30-50 мм: h = d + (0,03…0,05)=0,2+0,05=0,25м
При назначении размеров сечения ширина принимается b = 10, 12, 15 см и далее кратно 5 см, высота - кратно 5 см при h = 60 см и кратно 10 см при большей высоте
Нагрузка от собственного веса ригеля g = 25bh=25*0,1*0,25=0,25 (в кН/м), где 25 кН/м3 - объемный вес железобетона, b и h - принятые ширина и высота сечения ригеля, м.
Нагрузки, действующие на ригель, сводятся в таблицу 3.1
Таблица 3.1. - Нагрузки, действующие на ригель, кН/м.
|
Вид нагрузки |
Величина нагрузки |
|||
|
нормативная |
коэффициент надежности по нагрузке гf |
Расчетная |
||
|
Постоянные 1.Пол 2.Плита 3.Ригель |
3 18 0,62 |
1,35 1,35 1,35 |
4,05 24,3 0,83 |
|
|
Итого |
21,62 |
29,1 |
||
|
Переменные 1.Станционное оборудование 2.Вес людей и материалов |
18 18 |
1,5 1,5 |
27 27 |
|
|
Итого |
36 |
54 |
||
|
Суммарные 3.Полные 4.Длительно действующие |
57,6 39,6 |
83,1 48,1 |
3.2 Статический расчет
Поскольку в одном пролете ригеля укладывается четыре плиты, все расчеты будем вести как для равномерно распределенной нагрузки.
Изгибающие моменты в пролетном и опорном сечениях определяют по формулам:
где - табличные коэффициенты, зависящие от характера загружения неразрезной балки;
- соответственно величины постоянных и временных распределенных или сосредоточенных нагрузок;
l - пролёт ригеля.
В таблице 1 приведены значения максимальных моментов для двухпролётного ригеля при
Расчёт опорных моментов и поперечных сил необходим для построения эпюр изгибающих моментов и по перечных сил, которые дают полное представление о работе ригеля и позволяют решать задачи о поперечном армировании и обрыве стержней. Вычисления ведем по алгоритмам приведенным в таблице.
Таблица 3.2 - Максимальные изгибающие моменты в ригеле
|
№ п/п |
Ин-декс |
Характер загружения |
Пролетные моменты, кНм |
Опорные моменты Кн*м |
|||||
|
М1 |
М2 |
М3 |
-МВ |
-МC |
-МD |
||||
|
1 |
510 |
275 |
-49.7- |
195 |
36,1 |
24 |
36,1 |
||
|
2 |
520 |
Ї |
Ї |
Ї |
57,6 40,4 |
18,2 23 |
37,2 35,9 |
||
|
3 |
530 |
Ї |
Ї |
Ї |
30,3 33,7 |
46,5 32,5 |
30,3 33,7 |
||
|
4 |
540 |
37,4 |
195 |
-49,7 |
36 |
24 |
36 |
||
|
5 |
550 |
Ї |
Ї |
Ї |
37,2 |
18,2 |
57,6 |
Таблица 3.3 - Расчет опорных моментов и поперечных сил
|
Формулы или обозначение |
Наименование, единицы измерения |
1 пролёт |
2 пролёт |
3 пролёт |
4 пролёт |
|
|
l |
пролет, м |
6 |
6 |
6 |
6 |
|
|
g |
полная постоянная нагрузка, кН/м |
29,1 |
29,1 |
29,1 |
29,1 |
|
|
p |
полная временная нагрузка, кН/м |
54 |
54 |
54 |
54 |
|
|
1 - ое загружение q = g + p |
полная нагрузка, кН/м |
83,1 |
- |
83,1 |
- |
|
|
q = g |
равномерно-распределенная нагрузка, кН/м |
- |
29,1 |
- |
29,1 |
|
|
Msup,l |
момент опорный левый, кН/м |
- |
36,1 |
24 |
36,1 |
|
|
Msup,r |
момент опорный правый, кН/м |
36,1 |
24 |
36,1 |
- |
|
|
Qm = (Msup,r - Msup,l)/l |
поперечная сила, кН |
6,01 |
-2,01 |
2,01 |
-6,01 |
|
|
2 - ое загружение q = g + p |
полная нагрузка, кН/м |
83,1 |
83,1 |
- |
83,1 |
|
|
q = g |
равномерно-распределенная нагрузка, кН/м |
- |
- |
29,1 |
- |
|
|
Msup,l |
момент опорный левый, кН•м |
- |
40,4 |
23 |
35,9 |
|
|
Msup,r |
момент опорный правый, кН•м |
40,4 |
23 |
35,9 |
- |
|
|
Qm = (Msup,r - Msup,l)/l |
поперечная сила, кН |
6,7 |
-2,9 |
2,1 |
-5,9 |
|
|
3 - ое загружение q = g + p |
полная нагрузка, кН/м |
- |
83,1 |
83,1 |
- |
|
|
q = g |
равномерно-распределенная нагрузка, кН/м |
29,1 |
- |
- |
29,1 |
|
|
Msup,l |
момент опорный левый, кН•м |
- |
33,7 |
32,5 |
33,7 |
|
|
Msup,r |
момент опорный правый, кН•м |
33,7 |
32,5 |
33,7 |
- |
|
|
Qm = (Msup,r - Msup,l)/l |
поперечная сила, кН |
5,6 |
-0,2 |
0,2 |
-5,6 |
|
|
4 - ое загружение q = g + p |
полная нагрузка, кН/м |
- |
83,1 |
- |
83,1 |
|
|
q = g |
равномерно-распределенная нагрузка, кН/м |
29,1 |
- |
29,1 |
- |
|
|
Msup,l |
момент опорный левый, кН•м |
- |
36 |
24 |
36 |
|
|
Msup,r |
момент опорный правый, кН•м |
36 |
24 |
36 |
- |
|
|
Qm = (Msup,r - Msup,l)/l |
поперечная сила, кН |
6 |
-2 |
2 |
-6 |
|
|
5 - ое загружение q = g + p |
полная нагрузка, кН/м |
- |
83,1 |
83,1 |
83,1 |
|
|
q = g |
равномерно-распределенная нагрузка, кН/м |
- |
29,1 |
- |
- |
|
|
Msup,l |
момент опорный левый, кН•м |
- |
37,2 |
18,2 |
57,6 |
|
|
Msup,r |
момент опорный правый, кН•м |
37,2 |
18,2 |
57,6 |
- |
|
|
Qm = (Msup,r - Msup,l)/l |
поперечная сила, кН |
6,2 |
-3,1 |
3,1 |
-9,6 |
Таблица 3.3 - Вычисление M и V(см.Приложение 1)
|
Формулы или обозначения |
1 пролёт |
||||||
|
0 |
0,25 |
0,5 |
0,75 |
1 |
|||
|
1 |
0,75 |
0,5 |
0,25 |
0 |
|||
|
0 |
0,19 |
0,25 |
0,19 |
0 |
|||
|
1 |
0,5 |
0 |
-0,5 |
-1 |
|||
|
1 загру-жение |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
||
|
0 |
9 |
18 |
27 |
36,1 |
|||
|
0 |
275,2 |
355,9 |
257,2 |
-36,1 |
|||
|
245,13 |
118,6 |
-6 |
-130,6 |
-255,3 |
|||
|
2 загру-жение |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
||
|
0 |
10,1 |
20,2 |
30,3 |
40,4 |
|||
|
0 |
274,1 |
353,7 |
253,9 |
-40,4 |
|||
|
242,6 |
117,9 |
-6,7 |
-131,3 |
-256,3 |
|||
|
3 загру-жение |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
||
|
0 |
8,4 |
16,8 |
25,2 |
33,7 |
|||
|
0 |
91,1 |
114,1 |
74,3 |
-33,7 |
|||
|
81,7 |
38 |
-5,6 |
-49,2 |
-92,9 |
|||
|
4 загру-жение |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
||
|
0 |
9 |
18 |
27 |
36 |
|||
|
0 |
90,5 |
112,9 |
72,5 |
-36 |
|||
|
85,3 |
45,6 |
2 |
-35,6 |
-89,3 |
|||
|
5 загру-жение |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
||
|
0 |
9,3 |
18,6 |
27,9 |
37,2 |
|||
|
0 |
274,9 |
355,3 |
256,3 |
-37,2 |
|||
|
243,1 |
118,4 |
-6,2 |
-130,8 |
-255,5 |
|||
|
Формулы или обозначения |
2 пролёт |
||||||
|
0 |
0,25 |
0,5 |
0,75 |
1 |
|||
|
1 |
0,75 |
0,5 |
0,25 |
0 |
|||
|
0 |
0,19 |
0,25 |
0,19 |
0 |
|||
|
1 |
0,5 |
0 |
-0,5 |
-1 |
|||
|
1 загру-жение |
36,1 |
27 |
18 |
9 |
0 |
||
|
0 |
6 |
12 |
18 |
24 |
|||
|
-36,1 |
166,5 |
100,9 |
72,5 |
-24 |
|||
|
89,3 |
35,6 |
2,01 |
-41,6 |
-85,3 |
|||
|
2 загру-жение |
40,4 |
30,3 |
20,2 |
10,1 |
0 |
||
|
0 |
5,7 |
11,5 |
17,2 |
23 |
|||
|
-40,4 |
248,2 |
312,2 |
256,9 |
-23 |
|||
|
252,2 |
127,5 |
-2,9 |
-121,7 |
-246,4 |
|||
|
3 загру-жение |
33,7 |
25,2 |
16,8 |
8,4 |
0 |
||
|
0 |
8,1 |
16,2 |
24,3 |
32,5 |
|||
|
-33,7 |
250,9 |
340,9 |
251,5 |
--32,5 |
|||
|
249,5 |
124,8 |
0,2 |
-124,2 |
-249,1 |
|||
|
4 загру-жение |
36 |
27 |
18 |
9 |
0 |
||
|
0 |
6 |
12 |
18 |
24 |
|||
|
-36 |
251,2 |
343,9 |
257,2 |
-24 |
|||
|
251,3 |
126,6 |
2 |
-122,6 |
-247,3 |
|||
|
5 загру-жение |
37,2 |
27,9 |
18,6 |
9,3 |
0 |
||
|
0 |
3,5 |
9,1 |
13,6 |
18,2 |
|||
|
-37,2 |
67,1 |
103,2 |
76,6 |
-18,2 |
|||
|
90,4 |
46,7 |
3,1 |
-40,5 |
-84,2 |
|||
|
Формулы или обозначения |
3 пролёт |
||||||
|
0 |
0,25 |
0,5 |
0,75 |
1 |
|||
|
1 |
0,75 |
0,5 |
0,25 |
0 |
|||
|
0 |
0,19 |
0,25 |
0,19 |
0 |
|||
|
1 |
0,5 |
0 |
-0,5 |
-1 |
|||
|
1 загру-жение |
24 |
18 |
12 |
6 |
0 |
||
|
0 |
9 |
18 |
27 |
36,1 |
|||
|
-24 |
257,2 |
343,9 |
251,2 |
-36,1 |
|||
|
247,3 |
122,6 |
-2,01 |
-126,6 |
-251,3 |
|||
|
2 загру-жение |
23 |
17,2 |
11,5 |
5,7 |
0 |
||
|
0 |
8,9 |
17,9 |
26,9 |
35,9 |
|||
|
-23 |
73,4 |
101,5 |
66,9 |
-35,9 |
|||
|
85,2 |
41,5 |
-2,1 |
-45,7 |
-89,4 |
|||
|
3 загру-жение |
32,5 |
24,3 |
16,2 |
8,1 |
0 |
||
|
0 |
8,4 |
16,8 |
25,2 |
33,7 |
|||
|
-32,5 |
251,5 |
340,9 |
250,9 |
-33,7 |
|||
|
249,1 |
124,2 |
-0,2 |
-124,8 |
-249,5 |
|||
|
4 загру-жение |
24 |
18 |
12 |
6 |
0 |
||
|
0 |
9 |
18 |
27 |
36 |
|||
|
-24 |
72,6 |
100,9 |
72,5 |
-36 |
|||
|
85,3 |
41,6 |
-2 |
-45,6 |
-89,3 |
|||
|
5 загру-жение |
18,2 |
13,6 |
9,1 |
4,5 |
0 |
||
|
0 |
14,4 |
28,8 |
43,2 |
57,: |
|||
|
-18,2 |
256,2 |
336 |
236,5 |
-57,: |
|||
|
246,2 |
121,5 |
-3,1 |
-127,7 |
-52,4 |
|||
|
Формулы или обозначения |
4 пролёт |
||||||
|
0 |
0,25 |
0,5 |
0,75 |
1 |
|||
|
1 |
0,75 |
0,5 |
0,25 |
0 |
|||
|
0 |
0,19 |
0,25 |
0,19 |
0 |
|||
|
1 |
0,5 |
0 |
-0,5 |
-1 |
|||
|
1 загру-жение |
36,1 |
27 |
18 |
9 |
0 |
||
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|||
|
-36,1 |
72,5 |
112,9 |
90,5 |
0 |
|||
|
93,3 |
49,6 |
6,01 |
-37,6 |
-81,3 |
|||
|
2 загру-жение |
35,9 |
26,9 |
17,9 |
8,9 |
0 |
||
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|||
|
-35,9 |
257,3 |
356 |
275,3 |
0 |
|||
|
255,2 |
130,5 |
5,9 |
-118,7 |
-243,4 |
|||
|
3 загру-жение |
33,7 |
25,2 |
16,8 |
8,4 |
0 |
||
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|||
|
-33,7 |
74,3 |
114,1 |
91,1 |
-0 |
|||
|
92,9 |
49,5 |
5,6 |
-388 |
-81,7 |
|||
|
4 загру-жение |
36 |
27 |
18 |
9 |
0 |
||
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|||
|
-36 |
257,2 |
355,9 |
275,9 |
0 |
|||
|
255,3 |
130,6 |
6 |
-118,6 |
-243,3 |
|||
|
5 загру-жение |
57,6 |
43,2 |
28,8 |
14,4 |
0 |
||
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|||
|
-57,6 |
241 |
345 |
269,8 |
0 |
|||
|
258,9 |
134,2 |
9,6 |
-115 |
-274,6 |
3.4 Конструктивный расчет
3.4.1 Подбор продольной арматуры и расчет несущей способности ригеля
Учитывая симметрию конструкции и перераспределение (выравнивание) опорных моментов, арматуру подбирают для первого и второго пролетов и первой промежуточной опоры по максимальным изгибающим моментам, растягивающим верхние и нижние волокна бетонного сечения.
Расчет производим по алгоритму, приведенному в таблице 3.4 при расчете по деформационной модели или в таблице 3.8 при расчете по альтернативной модели. Предварительно назначаем величину с = 40…60 мм и определяем рабочую высоту сечения d. В приведенных расчетах ригеля: класс бетона С25/30, fcd = 16,6 МПа, класс арматуры S500, fуd = 450 МПа, класс по условиям эксплуатации ХС1; b = 100 мм, с = 50 мм, h = 250 мм, d = h - с = 0,25 -0,05= 0,2 м.
Таблица 3.4- Определение сечения арматуры в изгибаемых элементах прямоугольного сечения (по методу предельных усилий - альтернативная модель)
|
№ п/п |
Алгоритм |
Пояснения |
|
|
1 |
Коэффициент = 1 для бетона класса С50/60 и меньше |
||
|
2 |
Если > lim увеличивают размеры сечения, повышают класс бетона или усиливают сжатую зону сечения арматурой |
||
|
3 |
Предельное значение относительной высоты сжатой зоны бетона; sc, u = 500 МПа; kс = 0,85 - для тяжелого бетона; kс = 0,8 - для мелкозернистого бетона; подставляется в МПа |
||
|
4 |
Определение требуемого сечения растянутой арматуры |
||
|
5 |
Определяем Аs, с и d |
По сортаменту (см. приложение Д [7]) назначаем диаметр и количество стержней. В зависимости от защитного слоя бетона и расположения стержней в сечении определяем с и d |
Таблица 3.5. - Определение сечения арматуры в изгибаемых элементах прямоугольного сечения (деформационная модель)
|
№ п/п |
Алгоритм |
Пояснения |
|
|
1 |
Если бm > бm, lim увеличивают размеры сечения, повышают класс бетона или усиливают сжатую зону сечения арматурой Asc |
||
|
2 |
Для бетона класса С50/60 и меньше: щс = 0,81; k2 = 0,416; щcu = 3,5% бm, lim - предельная относительная величина деформации бетона; коэффициент б = 1 |
||
|
3 |
Определение требуемого сечения растянутой арматуры |
||
|
4 |
Определяем Аs, с и d |
По сортаменту (приложение Д) назначаем диаметр и количество стержней. В зависимости от защитного слоя бетона и расположения стержней в сечении определяем с и d |
Первый пролет. Нижняя арматура, МSd = 275 кНм.
.
Условие не совпадает, меняем класс бетона С45/55, fcd = 30 МПа b = 250 мм, с = 50 мм, h = 450 мм, d = h - с = 0,45 -0,05= 0,4 м.
растянутая арматура достигает предельных значений:
=0,5
По конструктивным требованиям минимальный процент армирования для растянутой арматуры изгибаемых элементов сmin = 0,15%, тогда Аs, min = сminbd = 0,15·0,25·0,4/100 = 1,5.
По сортаменту (см. приложение Д) назначаем 7Ш16мм, Аs1 = 14,07 и 7Ш14 мм, Аs2 = 10,77 с расположением арматуры в два ряда (рисунок 3.3 а). Общая площадь арматуры Аs = Аs1 + Аs2 = 10,77+14,07=24,84 .
Расстояние от растянутых волокон до центра тяжести арматуры
=
Рабочая высота сечения d = 450 -85 = 364мм = 0,364м.
Опора В. Верхняя арматура, МSd = 40,4·м. Расчет выполняем по деформационной модели
Условие не совпадает, меняем класс бетона С30/37, fcd = 20 МПа b = 120 мм, с = 50 мм, h = 300 мм, d = h - с = 0,2 -0,05= 0,25 м.
растянутая арматура достигает предельных значений:
=0,5
По сортаменту (см. приложение Д) назначаем 7Ш9мм, Аs1 = 4,45
с = сcov + Ш + 30/2 = 50 + 9+ 50+50/2=134 мм; d = 300 - 134=166 мм = 0,166 м.
Второй пролет. Нижняя арматура, МSd = 195кНм. Расчет выполняем по альтернативной модели:
Условие не совпадает, меняем класс бетона С40/50, fcd = 26,6 МПа b = 200 мм, с = 50 мм, h = 400 мм, d = h - с = 0,4 -0,05= 035 м.
Относительная высота сжатой зоны бетона:
=1-=0,37
Предельное значение относительной высоты сжатой зоны бетона:
Требуемая площадь арматуры:
о = 0,37 ? оlim = 0,47.
Принимаем 6Ш18 мм, Аs = 15,26 сс расположением арматуры в два ряда
с = сcov + Ш + 25/2 = 50 + 18 + 50+18/2 = 143 мм.
d = 400 - 143 = 257 мм = 0,257м.
Верхняя арматура Принимаем однорядное расположение арматуры в верхней зоне: с = 30 мм, d = 250 мм.
Условие не совпадает, меняем класс бетона С35/45, fcd = 23,3 МПа b = 150 мм, с = 50 мм, h = 350 мм, d = h - с = 0,35 -0,05= 03 м.
=1-=0,18<
Назначаем два стержня, идущих от опоры В, 3Ш18 мм:
Аs = 7,63 с > Asтр = 4,19 см2.
После назначения сечения арматуры выполняем проверку расчета, т.е. определяем несущую способность сечения МRd и сравниваем ее с действующим изгибающим моментом МSd.
Таблица 3.6 - Определение несущей способности сечения изгибаемого элемента с одиночной арматурой (деформационная модель)
|
№ п/п |
Алгоритм |
Пояснения |
|
|
1 |
Определение относительной высоты сжатой зоны x бетона |
||
|
2 |
Предельное значение относительной высоты сжатой зоны бетона, где уsc, u = 500 Мпа, kс = 0,85 - для тяжелого бетона, kс = 0,8 - для мелкозернистого бетона, fcd подставляется в Мпа |
||
|
3 |
з = |
з=z/d - относительная величина плеча внутренней пары сил, k2 = 0,416 |
|
|
4 |
з*d |
Несущая способность сечения по растянутой арматуре |
|
|
5 |
конец |
Сечение арматуры подобрано верно |
|
|
6 |
Другой вариант определения несущей способности |
||
|
7 |
Несущая способность сечения по сжатому бетону |
||
|
8 |
конец |
Сечение арматуры подобрано верно |
Таблица 3.7. - Определение несущей способности сечения изгибаемого элемента с одиночной арматурой
|
№ п/п |
Алгоритм |
Пояснения |
|
|
1 |
Определение относительной высоты сжатой зоны x бетона |
||
|
2 |
Предельное значение относительной высоты сжатой зоны бетона, где уsc, u = 500 Мпа, kс = 0,85 - для тяжелого бетона, kс = 0,8 - для мелкозернистого бетона, fcd подставляется в МПа |
||
|
3 |
Один вариант определения несущей способности |
||
|
4 |
Несущая способность сечения по сжатому бетону |
||
|
5 |
конец |
Сечение арматуры подобрано верно |
|
|
6 |
о = 1-о/2 |
Другой вариант определения несущей способности |
|
|
7 |
As f yd о d |
Несущая способность сечения по растянутой арматуре |
|
|
8 |
конец |
Сечение арматуры подобрано верно |
ервый пролет. Продолжаем расчет по деформационной модели:
=>
Условие не совпадает, следовательно применяем двойное армирование
=1,74
Назначаем стержень 6Ш6 мм Аs =1,74с
з =
з*d=26,58**450**0,79*0,364=343,9Кн*м
9Кн*м > Кн*м
Несущая способность сечения при двух оборванных стержнях Ш18 мм составит (с = 58; d = 450 - 58 = 562,5 ? 392 мм):
=>
з =
з*d=14,07**450**0,88*0,392=218,4Кн*м
Опора В.
=>
з =
з*d=4,45**450**0,92*0,257=47,4Кн*м
Кн*м > Кн*м
Несущая способность сечения при двух оборванных стержнях 2Ш20 мм составит
(с = 50; d = 400 -50 = 350 мм):
=>
з =
з*d=7,63**450**0,9*0,350=112,1Кн*м
Второй пролет. Продолжаем расчет по альтернативной модели. Расчет выполняем с учетом сжатой арматуры из 3Ш10 мм ( A?s= 7,63 см2), идущих от опоры В:
=
Следовательно применяем двойное армирование
=2.55
*0,2*0,25>
Несущая способность при двух оборванных стержнях 2Ш20 мм составит (с = 29;
d = 400 - 29 = 371 мм):
=>
3.4.2 Подбор поперечной арматуры
Поперечные стержни (хомуты) устанавливаются для обеспечения прочности наклонных сечений балки на действие поперечной силы. Для наклонных сечений приопорных участков расчет ведется на максимальное значение поперечных сил в опорных сечениях Vl и Vr, определяемых по формуле (3.6). Для наклонных сечений пролетных участков расчет ведется на максимальное значение поперечной силы в средних четвертях пролета
Таблица 3.11. - Определение сечения и шага поперечной арматуры
|
№ п/п |
Алгоритм |
Пояснения |
|
|
1 |
Величина распределенной поперечной силы, приходящейся на один хомут. Для прямоугольного сечения зf = 0; при отсутствии продольной силы зN = 0 |
||
|
2 |
Длина проекции опасной наклонной трещины на продольную ось элемента |
||
|
3 |
d ? linc cr? 2d |
||
|
4 |
Требования, вытекающие из предыдущего условия. n - количество ветвей (плоских каркасов в поперечном сечении) |
||
|
5 |
Требования СНБ 5.03.01-02, п. 7.2.2.10 для хомутов, установленных по расчету |
||
|
6 |
Шsw?Шs/4 или Шsw?Шs/2 |
Из технологических требований сварки, при крестовом соединении двух и трех стержней соответственно, назначаем Шsw |
|
|
7 |
Asw=n·рШ2sw/4 |
Суммарная площадь поперечного сечения стержней в ветвях |
|
|
8 |
Расчетный шаг поперечных стержней (хомутов). vsw,max - наибольшая величина из п. 1, 4 и 5 |
||
|
9 |
Максимально допустимый шаг хомутов |
||
|
10 |
При h>450 мм: s? h/3; s? 300 мм h ? 450 мм: s ?h/2; s ? 150 мм h > 300 мм: s? 3h/4; s ? 500 мм |
Конструктивные требования шага хомутов: - для приопорных участков; - для пролетных участков |
|
|
11 |
Принято s, мм |
Наименьшая величина из п. 8, 9 и 10 |
|
|
Проверка прочности |
|||
|
12 |
Распределенная поперечная сила, воспринимаемая одним хомутом |
||
|
13 |
Длина проекции опасной наклонной трещины на продольную ось элемента |
||
|
14 |
linc cr?2d |
Идти к п. 16 |
|
|
15 |
linc cr?2d |
Идти к п. 17 |
|
|
16 |
Поперечное усилие, воспринимаемое наклонным сечением |
||
|
17 |
Поперечное усилие, воспринимаемое наклонным сечением |
||
|
18 |
VRd ?VSd |
Сечение и шаг поперечных стержней подобраны верно |
Максимальная поперечная сила для левого приопорного участка Необходимые расчетные велечины d=0,364м; 2d=0,728м; As= 24,84с(7Ш16 мм +7Ш14мм), b=0,25м, бетон класса С45/55, арматура S240 МПа, число ветвей n=2,
1.Проверяем необходимость расчета
*b*d=*0,25*0,364=90Кн<292.0Кн
Поскольку , то необходимо постановка поперечной арматуры по расчету
=
=75кН/м
Конструктивные требования шага хомутов для приопорных участков балки с высотой h>450мм
Принимаем наименьшее значание s=0,563м
3. Проверка прочности
=0,728*234,6+=296,9Кн
296,9Кн> следовательно прочность обеспечена.
4. Проверка прочности по наклонной полосе между наклонными трещинами:
Максимальная поперечная сила для правого приопорного участка
Необходимые расчетные велечины d=0,166м; 2d=0,332м; Ast= 4,45(7Ш9мм)
1.Проверяем необходимость расчета
*b*d=*0,25*0,364=90Кн<292.0Кн
2.Требуется расчет поперечной арматуры
=
принимаем , для двух ветвей
=67мм
По конструктивные требования s
Принимаем s=67мм
3. Проверка прочности
=292,6
Следовательно прочность обеспечена.
4. Проверка прочности по наклонной полосе между наклонными трещинами:
Пролетный участок ригеля. Максимальная поперечная сила.
Необходимые расчетные велечины анологичны велечинам для левого приопорного участка:
1.Необходимость расчета , требуется расчет поперечной арматуры.
=1.09м>2d=0,778м
;
3.5 Расчет по раскрытию трещин, нормальных к продольной оси ригеля
Значение предельно допустимой ширины раскрытия трещин при практически постоянном сочетании нагрузок (при постоянной и длительной нагрузках) = 0,4 мм .
Расчет по раскрытию трещин сводится к проверке условия
,
где -расчетная ширина раскрытия трещин от практически постоянного сочетания нагрузок.
Расчетная ширина раскрытия трещин определяется по формуле
,
Где -среднее расстояние между трещинами;
-средние относительные деформации арматуры, определяемые при соответствующем сочетании нагрузок;
- коэффициент, учитывающий отношение расчетной ширины раскрытия трещин к средней. При расчете ширины раскрытия трещин, образующихся от усилий, вызванных соответствующим сочетанием нагрузок, =1,7.
Среднее расстояние между трещинами, мм:
50+0,25,
где - коэффициент, учитывающий условия сцепления арматуры с бетоном: для стержней периодического профиля = 0,8, для гладких стержней = 1,6;
- коэффициент, учитывающий вид напряженно-деформированного состояния элемента, для изгиба = 0,5; Ш - диаметр рабочих стержней, мм;
- эффективный коэффициент армирования;
Здесь - площадь сечения арматуры;
- эффективная площадь растянутой зоны сечения, определяемая как площадь бетона, окружающего растянутую арматуру: = b = 2(h - d)b, где - эффективная высота растянутой зоны сечения.
Значение средней относительной деформации арматуры определяется по формуле:
.
Здесь - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения относительных деформаций растянутой арматуры на участках между трещинами:
.
где - коэффициент, принимаемый для стержневой арматуры периодического профиля = 1,0, для гладкой стержневой арматуры = 0,5; - коэффициент, учитывающий длительность действия нагрузки. При длительно действующих нагрузках = 0,5; - расчетный изгибающий момент при = 1 (от действия нормативных нагрузок); - момент трещинообразования; допускается определять как для бетонного сечения:
,
где - средняя прочность бетона при растяжении; - момент сопротивления бетонного сечения в уровне центра тяжести растянутой арматуры. Для его вычисления необходимо:
- определить положение центра тяжести бетонного прямоугольного сечения:
.
- разделить момент инерции сечения на расстояние от центра тяжести сечения до центра тяжести растянутой арматуры:
Относительная деформация растянутой арматуры в сечении с трещиной определяется по формуле:
Напряжения определяем по упрощенной формуле:
= 0,9- при с? 0,5 %;
= 0,85 - при 0,5 % ?с? 1,0 %;
= 0,8 - при с? > 1,0 %.
Определим ширину раскрытия трещин ригеля первого пролета при загружении № 2, которое вызывает наибольший изгибающий момент. Момент от нормативных длительных действующих нагрузок:
= 8,98*
Подобные документы
Выбор материалов, сбор нагрузок, статический расчет. Расчет прочности по I группе предельных состояний. Расчет прочности панели по сечению, нормальному к продольной оси. Расчет полки панели на местный изгиб. Расчет прочности панели по наклонному сечению.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 06.08.2013Компоновка конструктивной схемы сборного покрытия. Расчет пустотной панели с напрягаемой арматурой по предельным состояниям первой группы. Определение усилий от расчетных и нормативных нагрузок и прочности плиты по сечению, нормальному к продольной оси.
курсовая работа [39,4 K], добавлен 22.11.2010Определение геометрических характеристик, проверка прочности и жесткости плиты покрытия и ее элементов. Конструкция балки, проверка принятого сечения и расчет опорного узла. Определение технико-экономических показателей и долговечности конструкций.
курсовая работа [527,4 K], добавлен 16.05.2012Шлифование с продольной подачей на внутришлифовальном станке, его полный цикл. Геометрия шлифовального круга, определение ее окружной скорости и продольной подачи. Основное время, эффективная мощность. Проектирование основных операций по шлифованию.
контрольная работа [346,9 K], добавлен 14.06.2012Расчет конической зубчатой передачи тихоходной ступени. Определение геометрических размеров зубчатых колес. Выбор материалов и допускаемые напряжения. Проверочный расчет цилиндрической передачи. Предварительный расчет валов. Подбор и проверка шпонок.
курсовая работа [601,8 K], добавлен 21.01.2011Расчеты значения продольной силы и нормального напряжения для ступенчатого стального бруса. Центральные моменты инерции сечения. Построение эпюры поперечных сил и изгибающих моментов от расчетной нагрузки. Определение несущей способности деревянной балки.
контрольная работа [1,8 M], добавлен 01.02.2011Определение напряженно-деформированного состояния цилиндрической двустенной оболочки камеры сгорания под действием внутреннего давления и нагрева. Расчет и определение несущей способности камеры сгорания ЖРД под действием нагрузок рабочего режима.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 22.10.2011Установление расчетного напора, выбор и определение габаритных размеров камеры. Расположение шлюза в гидроузле, схемы верхового и низового подходов к шлюзу. Статические расчеты отдельных элементов шлюза. Расчет прочности сечения днища, подбор арматуры.
курсовая работа [450,3 K], добавлен 29.07.2012Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода, быстроходной и тихоходной ступени. Ориентировочный расчет валов редуктора, подбор подшипников. Эскизная компоновка редуктора. Расчет клиноременной передачи. Проверка прочности шпоночных соединений.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 05.10.2014Анализ работы самоходной тележки для подачи рулонов на агрегат продольной резки. Кинематическая схема привода. Расчет вала приводного ската. Разработка узлов агрегата продольной резки. Технологический процесс изготовления детали "Звездочка-ведущая".
дипломная работа [904,8 K], добавлен 20.03.2017Сбор нагрузок и статический расчет. Расчет на прочность разрезных балок сплошного сечения из стали. Проверка сечения по касательным напряжениям. Проверка прогиба. Конструирование главной балки. Компоновка составного сечения. Определение размеров стенки.
курсовая работа [122,2 K], добавлен 24.10.2013Разновидности выполняемых работ по изготовлению мостовых железобетонных конструкций на МЖБК Подпорожского завода. Армирование железобетонных изделий, основы их классификации. Особенности осуществления арматурных работ. Принципы стыковки арматуры.
отчет по практике [560,2 K], добавлен 30.08.2015Обеспечение прочности и устойчивости корпусных конструкций глубоководного аппарата под действием внешних гидростатических нагрузок на заданной глубине погружения. Проект корпуса подводной лодки, определение нагрузок и основных конструктивных элементов.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 06.01.2012Конструкция ригеля сварного, применяемого при строительстве зданий и сооружений как связь между фермами; технологический процесс его сборки. Расчет параметров режимов сварки, выбор материалов и оборудования. Металловедческий анализ качества соединений.
курсовая работа [284,0 K], добавлен 24.09.2012Кинематический расчет привода. Определение размеров конструктивных элементов корпуса редуктора. Расчет цилиндрических колес с прямыми зубьями. Проверка прочности шпоночных соединений. Уточненный расчет валов. Выбор типа смазки и определение ее объема.
курсовая работа [872,9 K], добавлен 03.12.2013Кинематический расчет привода. Выбор материалов шестерен и колес и определение допускаемых напряжений. Расчет первой и второй ступени редуктора. Подбор и расчет валов и подшипников. Проверка прочности шпоночных соединений. Выбор муфты и сборка редуктора.
курсовая работа [711,5 K], добавлен 29.07.2010Проектирование привода лебедки. Выбор оптимального варианта компоновки редуктора. Расчет быстроходной и тихоходной ступени передачи. Подбор подшипников качения и шпоночных соединений. Уточненные расчеты валов на прочность. Подбор системы смазки.
курсовая работа [338,0 K], добавлен 23.10.2011Расчетное давление внутри корпуса аппарата. Пробное давление при гидроиспытании. Расчетное значение модуля продольной упругости. Определение основных параметров и размеров реактора. Укрепление отверстий, проверочный расчет фланцевого соединения.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 10.05.2012Проектирование привода механизма натяжения стальной полосы агрегата продольной резки. Разработка и описание кинематической схемы привода. Выбор насосной установки гидропривода, определение потерь давления в трубопроводах исполнительного гидродвигателя.
дипломная работа [3,4 M], добавлен 09.11.2016Сбор нагрузок на элементы рабочей площадки. Подбор и проверка сечения балки настила, главной балки. Конструирование узлов соединения элементов главной балки. Определение сечения колонны, требуемой площади опорной плиты. Расчёт сварных швов крепления.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 17.11.2010
