Расчет и проектирование многоэтажного здания со связевым каркасом

Расчет и проектирование многоэтажного здания со связевым каркасом

Министерство образования и науки, молодежи и спорта Украины

ГВУЗ «Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры»

Кафедра железобетонных и каменных конструкция

Курсовая работа по теме:

«Расчет и проектирование многоэтажного здания со связевым каркасом»

Выполнил; студент гр. 606

Окулов А.В.

Проверила: доц. Гуслистая А.Э.

Днепропетровск. 2012

1. Расчет и конструирование ригеля

.1 Расчетная схема. Определение нагрузок и расчетных усилий

Конструктивная длина ригеля:

Принимаем  (при )

Высота сечения ригеля

Расчетный пролет ригеля (между центрами площадок опирания)

Сбор нагрузок от перекрытия

Постоянная нагрузка от перекрытия на 1м погонный рогеля с учетом коэф-та надежности по назначению здания γn=0,95

Временная нагрузка от перекрытия на 1м погонный рогеля с учетом коэф-та надежности по назначению здания γn=0,95

Нагрузка от собственного веса 1м погонного ригеля с учетом γfm=1,1 и γn=0,95

где

Полная расчетная нагрузка на ригель

Расчетная схема ригеля

.2 Расчет прочности ригеля по нормальному сечению

Цель расчета: Аs - площадь сечения рабочей продольной арматуры

Дано: расчетное сечение ригеля bxh

Класс бетона В25 ()

Класс арматуры А400С ()

Изгибающий момент М=343,716кН/м

Рабочая высота сечения

ригель колонна трещина перекрытие

Где γb2=0.9 - коэф. Условий работы бетона [1,табл.15]

 - условие выполняется

По сортаменту подбираем 4 стержня d=28мм

Проверка минимального процента армирования

1.3 Расчет прочности ригеля по наклонному сечению

Максимальная величина поперечной силы

Расчет ж/б элементов по наклонному сечению выполняется

согласно [1,пп3,31-3,35] для обеспечения прочности согласно таких трех этапов:

1)  на действие поперечной силы по наклонной полосе между наклонными трещинами (формула 72) [1]

2)  на действие поперечной силы по наклонной трещине (формула 75) [1]

3)  на действие изгибающего момента по наклонной трещине (формула 88)

Второстепенная балка имеет тавровое сечение. Согласно c [1,п.5,25] .

По условию свариваемости с  по дополнению II .

Значит, принимаем ,  класса А400С с .

Согласно конструктивным требованиям [1,п.5,27] на приопорных участках балок длиной 0,25l шаг хомутов

В средней части

Окончательно принимаем шаг хомутов на приопорных участках 20см, в средней 45см.

В ригеле будет установлено 2 каркаса

Тогда

Усилия в поперечных стержнях на единицу длины балки определяется по формуле

Длина проекции опасной наклонной трещины

Кроме того,

Проверяем условие

где, - коэф. учитывающий влияние продольных сил (в данном случае их нет, значит =0)

- коэф. учитывающий влияние сжатых полок в тавровых элементах (=0)

Для тяжелого бетона

условие выполняется

Принимаем

Первый этап - расчет прочности ригеля на действие поперечной силы по наклонной линии между наклонными трещинами выполняется по формуле 72 [1]

Условие выполняется, значит размер поперечного сечения балки является достаточным

Второй этап - расчет на действие поперечной силы, по наклонной трещине выполняется по формуле 75 [1] (в данном случае  поскольку в каркасе нет отгибов)

Поперечная сила, воспринимаемая бетоном

Условие выполняется, т.е. 155,9 > 93,55

Поперечная сила воспринимаемая хомутами

Таким образом, на приопорных участках

 , в средней части  

Третий этап - расчет на действие изгибающего момента по наклонной трещине

(в данном случае не проводится, поскольку выполняются все констр. требования)

2. Расчет и конструирование средней колоны

.1 Расчетная схема. Расчет нагрузок на среднюю колону

Расчет колоны производим как условно центрально-сжатго элемента со случайным эксцентриситетом в соответствии с [2, п.3.84]

Расчетная схема и сечение колоны

0 - расчетная длина колонны

N - схематическая сила, приложенная со случайным эксцентриситетом е.

Нагрузку на колону N можно определить используя ее грузовую площадь

Нагрузка на колону 1-го этажа состоит из нагрузок от покрытия и междуэтажных перекрытий

Снеговая нагрузка [4, р.8]

Предельное расчетное значение снеговой нагрузки (полная снеговая нагрузка)

 - коэф. надежности, который зависит от периода эксплуатации здания

 (Т=60 лет)

 - хар-ное значение снеговой нагрузки (приложение Е)

Принимаем С=1

Сбор нагрузок от покрытия

- утеплитель  

,24

,3

- асфальтовая стяжка  

,36

,3

Квазипостоянное значение снеговой нагрузки

Сбор нагрузок от междуэтажного перекрытия

Нагрузку отвеса ригеля () удобнее привести к 1м2 грузовой площади и включить ее в постоянную нагрузку () покрытия или перекрытия

Используем данные расчета ригеля

Приведенная расчетная нагрузка от веса ригеля на 1м2

Расчетная нагрузка от веса колон (на 1 этаж)

Расчетная нагрузка на колону от покрытия () с учетом

б) кратковременная

Расчетная нагрузка на колону от междуэтажного перекратия

а) длительная

б) кратковременная

Полная расчетная нагрузка на колону 1-го этажа

а) длительная

б) кратковременная

2.2 Расчет прочности колонны

где  - продольная сила от всех нагрузок

 - площадь поперечного сечения колоны

 - общая площадь продольной рабочей арматуры колонны

 - коеф. Учитывающий гибкость колонны

Дано:                      

Принимаем е=11,4мм

Полная расчетная нагрузка на колону

Предварительно принимаем

(при  можно принимать )

уточняем :

Требуемая площадь арматуры

Принимаем по сортаменту 6d40mm

3. Расчет и конструирование фундамента под среднюю колонНу

Дано:

Армирование колоны - А400С 6d40

Бетон класса В25

Район строительства г.Одесса; отметка подошвы фундамента (по заданию) - 1,5м;

Фундамент из бетона В25 (по заданию);

; ; ; арматура фундамента А400С;

; расчетное сопротивление грунта

Верхний обрез фундамента принимаем на отметке -0,150. Назначаем размеры подколонника

Принимаем

Конструктивно , тогда

Для колоны квадратного сечения принимаем подколонник сечением

Требуемая длина анкеровки продольной арматуры колоны в стакане фундамента

Минимальная глубина стакана подколонника

Принимаем при глубине заделки колоны в стакане 1100mm

Определяем площадь подошвы фундамента по формуле

Требуемый размер стороны подошвы фундамента

Принимаем размер подошвы

Давление грунта от расчетной нагрузки

Предварительно принимаем

Расстояние от подошвы до центра тяжести арматуры

 при этом

Вычисляем

Размер стороны нижнего основания пирамиды продавливания

Тогда

Продавливающая сила, действующая по одной грани пирамиды продавливания

Средняя линия боковой грани пирамиды продавливания

Сопротивление продавливанию одной грани пирамиды продавливания

Прочность на продавливание обеспечена

Принимаем фундамент двухступенчатый ;

Размер верхней ступени в плане

Принимаем

Вычисляем

Тогда

Вычисляем

Проверяем условие

 - условие удовлетворяется

Вычисляем изгибающие моменты в сечениях I-I и II-II фундамента

Требуемая площадь арматуры

Арматуру подбираем по площади

При шаге стержней 200мм и привязке крайних стержней сетки 100мм количество стержней в сетке составит

При шаге 150мм и привязке 75мм

Площадь одного стержня при шаге соответственно 200 и 150мм

Принимаем 20d18 А00С

При шаге 150мм перерасход арматуры увеличивается