Проектирование многоэтажного здания

БОЛЬШАЯ ЛЕНИНГРАДСКАЯ БИБЛИОТЕКА - РЕФЕРАТЫ - Проектирование многоэтажного здания

Проектирование многоэтажного здания

1. Расчет многопустотной плиты перекрытия.

Составим расчетную схему плиты перекрытия:

?= 4000мм ? - расстояние между осями колонн

?к = 4000-2Ч15=3970мм ?К- конструктивная длина элемента

?р = 3970-120=3850мм ?р- расчетная размер элемента

1.1 Сбор нагрузок на панель перекрытия.

1.2 Определение нагрузок и усилий.

1.2.1 Определение нагрузок, действующих на 1 погонный метр.

Полная нормативная нагрузка:

qн=17.25 1.6=27.6 кН/м2

Расчетная нагрузка:

Q=21.7091.6=34.734 кН/м2

1.2.2. Определение усилий.

М=q?2Pгn 34.734Ч3.852Ч0.95

8 = 8 = 61137 Н/м

коэффициент запаса прочности гn=0.95

Мн= qЧl2PЧгn 27.6Ч3.852Ч0.95

8 = 8 = 48580 Н/м

Qн= qЧlPЧгn = 27.6Ч3.85Ч0.95

2 2 = 50473 Н/м

Q= qЧlPЧгn = 34.734Ч3.85Ч0.95 = 63519 Н/м

2 2

1.3 Определим размеры поперечного сечения панелей перекрытий:

панели рассчитываем как балку прямоугольного сечения с заданными размерами bh=1600220, проектируем панель восьми пустотную при расчете поперечного сечения пустотной плиты приводим к эквивалентному двутавру, для этого заменяем площадь круглых пустот прямоугольниками той же площади и моментом инерции точек

h1=0.9d =14.3мм

hn = hn'=hh1/2=22-14.3/2=3.85мм(высота полки)

bn=1600215=1570

b = bn nh1= 1570714.3=149.6мм

h0 = h - а = 22 3 = 19см

Бетон В30: коэффициент по классу бетона Rв=17.0мПа (значение взято из

СНиПа);

МRвnВnhn(h00.5hn)=17.00.951573.85 (190.53.8) = 16692

М = 61137

61137 166927

1 .4 Расчет плиты по нормальному сечению к продольной оси элемента:

Для определения нижней границы сжимаемой толщи бетона. Находим

коэффициент:

м = м = 61137 = 0.11

Rввnh02В 17.01571920.9

Х - высота сжатой зоны бетона

Х = о Ч h0

о- коэффициент берется по таблице

оS = 0.945

о = 0.104

Х = 0.104Ч 19 = 2.66

Х = 2.66 < 3.85

Так как нижняя граница в сжимаемой толще бетона проходит в полке, то двутавр рассматриваем как прямоугольную.

Определяем площадь рабочей продольной арматуры по формуле

RS = 360 мПа (значение коэффициента взято из СНиПа для стали класса А-III )

АS = М = 61137 = 9.45 см2

RS оS Ч h0 360 Ч 0.945 Ч 19

Возьмем 4 стержня арматуры диаметром 18мм, класса А-III

1.5 Расчет плиты по наклонному сечению продольной оси элемента

Проверяем прочность по наклонной сжатой зоны бетона, по условию :

Q 0.3 e be b b h0, где

e=1 для тяжелого бетона;

=0.01 для тяжелых бетонов.

be1 b Rb = 1- 0.01Ч 0.9 Ч 17.0 = 1.51

45849 = 0.3Ч1Ч 1.51Ч0.9Ч21.2Ч1900Ч17.0 = 118518

50473 ? 118518-- условие прочности выполняется, прочность бетона обеспечена.

По она по расчету не требуется.

?1=h/2 шаг поперечной арматуры

?1= 220/2 = 110 мм

принимаем ?1=100мм

?2=1/4? , в остальных принимаем шаг 500мм.

Этот шаг устанавливается на механизм поперечной действующей силы на опорах.

перечную арматуру усматриваем из конструктивных соображений, так как

=1/4 эту арматуру принимаем класса АI (гладкую) с диаметром d=6мм.

Прочность элемента по наклонному сечению на действие поперечной силы обеспечиваем условием:

Q QВQSW

Q поперечная сила воспринимаемая бетоном сжатой силой;

QSW сумма осевых усилий в поперечных стержнях, пересекаемых наклонным сечением;

Q поперечная сила в вершине наклонного сечения от действия опорной реакции и нагрузки;

QB=МB/с

b2=2; 1=0.4

Rbt расчет напряжения на растяжение

Rbt=1.2 мПа для бетона класса В30:

МB=b2f ) Rbt b h20= 2 Ч (1+0.4)Ч1.2Ч21.2Ч192 =25714

С=vМВ = v 25714 = 2.7

q 34.73

QB = 25714/2.7 = 95237

RSW = 360 мПа (по СНиПу) расчетное сопротивление на растяжение

QSW= qSW Ч C0

qSW= RSWЧASW

S

RSW -- расчетное сопротивление стали на растяжение

АSW -- площадь хомутов в одной плоскости

S -- шаг поперечных стержней

qSW = 360 Ч 0.85 Ч(100) = 30600 Н/м

0.1

С0=v MB = v 61137 = 1.41 м

qSW 30600

QSW = qSWЧC0 = 30600 Ч 1.41 = 43146 кН -- условие прочности элемента по наклонному сечению выполняется.

Q ? QB+QSW

63519 ? 95237 + 43146

63519 ? 138383 -- условие прочности выполняется, сечение подобрано правильно

1.6 Расчет панели перекрытия по прогибам

Прогиб в элементе должен удовлетворять условию:

ѓmax=[ѓ]

ѓ - предельно допустимый прогиб

ѓ = 2 (для 4 метров )

1 кривизна панели в середине пролета

гС

1 = 1 МДЛ - R2ДЛ Ч h2 Ч b Ч1.8

гС Еа Ч АС Ч h20 Ч R1ДЛ

Еа -- модуль упругости стали (Еа=2.1Ч105мПа)

АS=9.45см2

МДЛ = q Ч l2 Ч гn = 6.11 Ч 3.852Ч0.95 = 10754Нм

8 8

Коэффициент по СНиПу = 1.7 по сетке 150Ч150

Для определения RДЛ найдем коэффициент армирования:

г = (bґn-b)hn = ( 157-14.69)Ч 3.8 = 1.96

bЧh0 14.69 Ч 19

Еb-- модуль тяжести бетона, равный 30000

мЧб = ASЧEа = 9.45Ч 2.1 Ч 105 = 2.37

bЧh0ЧEb 14.69Ч19Ч30000

R1ДЛ=0.34; R2ДЛ=0.28

1 1 10754-0.28Ч222Ч14.69Ч1.8 = 2.9 Ч 10-5 см-1

гС = 2.1Ч105Ч9.45Ч192 Ч 0.34

ѓmax= 5 Ч l2P = 5 Ч 3.85 Ч 2.9 Ч 10-5= 1.16см

48 гC 48

ѓmax ? 3 - условие прочности выполняется

2.Расчет монолитной центрально нагруженной.

2.1.Сбор нагрузок на колонны.

Колонны предназначены для поддержания железобетонного перекрытия. Будучи жестко связанными с главными балками, они фактически представляют собой стойки рамной конструкции. Поэтому в них в общем случае возникают сжимающие усилия, изгибающие моменты и поперечные силы.

Грузовая площадь

?01= 0.7 Ч H=0.7Ч (3.5+0.6)=2.87 м, расчетная длина первого этажа

где Н- высота этажа; 0.7 - понижающий коэффициент;

Задаем сечение (колонну) равную

h Ч b=35 Ч 35

hK Ч bK=35 Ч 35см=0.35 Ч 0.35м

? = 4м; b = 6м; АГР = 4Ч6 =24м2

hР = b Ч 0.1 = 4Ч0.1=0.4м -- высота ригеля;

bР = 0.4Ч hР=0.4Ч0.4 = 0.16м -- ширина ригеля;

mP= hP Ч bРЧр = 0.4Ч0.16Ч2500= 160 кг -- масса на один погонный метр;

М = 160/6= 60кг -- на один квадратный метр;

Подсчет расчетной нагрузки на колонну.

2.2 Расчет колонны первого этажа

N=3504кН; ? 01=2.87

Определим гибкость колонны.

л= ?0 = 2.87 =8.2см

hK 35

8.2>4 значит, при расчете необходимо учитывать случайный эксцентриситет

?СЛ = hК = 35 =1.16см

30 30

?/600 = 287/600 = 0.48

?СЛ??/600
1.16 ? 0.48

Принимаем наибольшее, если=1.16см.

Рассчитанная длинна колонны ?0=3.22см, это меньше чем 20ЧhK,

следовательно, расчет продольной арматуры в колонне вычисляем по формуле:

АS = N - AB Ч RbЧгb

ц Ч RS RS

ц=цB+2Ч(цE +цB)Чб

цE и цВ - берем из таблицы

ц?=0.91

цB=0.915

б= мЧ RS = 0.01Ч 360 = 0.24

RBЧгB 17.0Ч0.9

NДЛ/N=2743/3504=0.78

?0/h=2.87/35=8.2

ц= 0.915 + (0.91- 0.915) Ч 0.24 = 0.22

Проверяем коэффициент способности

NСЕЧ = ц(RbABЧгB+ASRS)= 0.22(17.0Ч0.01Ч0.9+41.24Ч360)= 4997

Усилие в стыке передается через сварные швы по периметру торцевых листов и центрирующую прокладку. Толщина опорной пластины д=14мм.

NCТ = NШ + Nп

Принимаем толщину сварного шва 7мм.. Определим шаг и сечение сварных сеток в торце колонны под центральной прокладкой. По конструктивным соображениям у торцов колонны устраивают не менее 4-х сеток по длине не менее 10d (d Ї диаметр рабочих продольных стрежней), при этом шаг сеток должен быть не менее 60мм и не более 1/3 размера меньшей стороны сечения и не более 150см.

Размер ячейки сетки рекомендуется принимать в пределах от 45-150 и не болей 1/4 меньшей стороны сечения элемента.

Из стержней Ш 6мм, класс А-III, ячейки сетки 50Ч50, шаг сетки 60мм. Тогда для квадратной сетки будут формулы:

1) Коэффициент насыщения сетками:

MCK = 2Чfa = 2Ч0.283 = 0.023

аЧS 4Ч6

fa -- площадь 1-ого арматурного стержня

а -- количество сеток

2) Коэффициент

бC= MCKЧ Ra = 0.23Ч360 = 5.7

RbЧ m b 17.0Ч0.85

Коэффициент эффективности армирования

К = 5 + бС = 5 + 5.7 = 1.12

1 + 1.5бС 1 + 8.55

NСТ ? RПРЧFCМ

RПР=RbЧmbЧгb+kЧMCKЧRaЧгK

гb= 3v FК = 3v 1225 = 1.26

FСМ 756.81

гК= 4.5 - 3.5 Ч FCM = 4.5 - 3.5 Ч 756.81 = 1.55

FЯ 900

RПР=17.0Ч 0.85 Ч1.26 + 1.12 Ч 0.023 Ч 360 Ч1.55 = 2617 мПа

2850 = 2617Ч 756.81 кН

2850 кН ? 1980571 кН

2.5Расчет консоли колонны.

Опирание ригеля происходит на железобетонную колонну, она считается короткой если ее вылет равен не более 0.9 рабочий высоты сечения консоли на грани с колонной. Действующая на консоль опорная реакция ригеля воспринимается бетонным сечением консоли и определяется по расчету.

Q= qЧl = 22.396 Ч4 Ч 6 = 268.75 кH

2 2

Принимаем высоту h = 25см Ї высота консоли. Определяем высоту уступа свободного конца консоли, если нижняя грань наклонена под углом 45°

h1=h-?КЧtgб = 25- 15Ч 1=10см

h1 > ? h

10 > 8.3 условие выполняется

2.6 Расчет армирования консоли.

Определяем расчетный изгибающий момент:

М=1.25 Ч Q Ч (bK- Q )= 1.25ЧQЧ a= 1.25 Ч 223960 Ч 22.14 = 61.98 к

2 Ч b Ч Rb Ч m b

Определим коэффициент AO :

А0 = М = 6198093 = 0.12

Rb Ч mb Ч bK Ч h20 17.0 Ч 0.85 Ч 35 Ч322 Ч100

h0 = h - 3 = 35 - 3 = 32 см

о = 0.94

з = 0.113

Определяем сечение необходимой продольной арматуры :

F = M = 6198093 = 2.55 см2

з Ч h0 Ч RS 0.113Ч32 Ч 360 Ч 100

Принимаем 4 стержня арматуры диаметром 9 мм. Назначаем отогнутую арматуру :

Fa = 0.002 Ч bK Ч h0 = 0.002 Ч 35 Ч 32 = 2.24 см2

Определяем арматуру Fa = 2.24 см2 -- 8стержня диаметром 6 мм

Принимаем хомуты из стали A-III, диаметром 6 мм, шаг хомутов назначаем 5 см.

3. Расчет монолитного центрально нагруженного фундамента

Расчетная нагрузка на фундамент первого этажа :

? N1ЭТАЖА =3504 кН

bЧh = 35Ч35

Определим нормативную нагрузку на фундамент по формуле :

NH = N1 = 3504/1.2 = 2950 кН

hСР

где hСР -- средний коэффициент нагрузки

Определяем требуемую площадь фундамента

FTPФ = NH = 2950000 = 7.28 м2

R0 - гСР Ч hѓ 0.5 Ч106 - 20 Ч 103Ч 2

гСР -- средний удельный вес материала фундамента и грунта на его уступах равен: 20кН/м3

аСТОРОНА ФУНДАМЕНТА =vFСРФ = v 7.28 = 2.453 м = (2.5 м ) так как фундамент центрально нагруженный, принимаем его в квадратном плане, округляем до 2.5 м

Вычисляем наименьшую высоту фундамента из условий продавливания его колонной по поверхности пирамиды продавливания, при действии расчетной нагрузки :

Наименьшая высота фундамента:

уГР = N1 = 3504 481.3 кН/м2

FФ 7.28

у -- напряжение в основании фундамента от расчетной нагрузки

h0 MIN = Ѕ Ч v N1 hK + bK

0.75 Ч Rbt Ч уTP 4

h0 MIN = Ѕ Ч v 2916 0.35 +0.35 = 2.25 см

0.75 Ч 1.3 Ч 1000 Ч 506.3 4

М0 MIN = h0 MIN + a3 = 2.25 + 0.04 = 2.29 м

Высота фундамента из условий заделки колонны :

h0 MIN = Ѕ Ч v N1 hK + bK

0.75 Ч Rbt Ч уTP 4

h0 MIN = Ѕ Ч v 2916 0.35 +0.35 = 2.25 см

0.75 Ч 1.3 Ч 1000 Ч 506.3 4

М0 MIN = h0 MIN + a3 = 2.25 + 0.04 = 2.29 м

Высота фундамента из условий заделки колонны :

Проверяем прочность фундамента на продавливание на поверхности пирамиды.

Р = 0.75 Ч Rbt Ч h0 Ч bCP

bCP -- среднее арифметическое между периметром верхнего и нижнего основания пирамиды продавливания в пределах h0

bСР = 4Ч (hК +h0) = 4 Ч (35 +94)= 516 cм

P = N1 - FОСН Ч уГР = 3504 Ч 103 - 49.7 Ч 103 Ч 48.13 = 111.2 кН

0.75 Ч 1.2 Ч (100) Ч 94 Ч 516 = 4365.1 кН.

Расчет арматуры фундамента. При расчете арматуры в фундаменте за расчетный момент принимаем изгибающий момент по сечением соответствующим уступам фундамента.

MI = 0.125 Ч Р Ч (а-а1)2 Ч b = 0.125Ч111.2Ч(2.5- 1.7)2 Ч 2.4 = 5337 кН

MII = 0.125 Ч Р Ч (а-а2)2 Ч b = 3755 кН

МIII =0.125 Ч Р Ч (а-а3)2 Ч b = 1425 кН

Определим необходимое количество арматуры в сечении фундамента :

Fa? = МI = 5337 = 17.52 см2

0.9 Ч h ЧRS 0.9 Ч 0.94 Ч 360

Fa? = МII = 3755 = 12.32 см2

0.9 Ч h Ч RS 0.9 Ч0.94 Ч 360

Fa? = МIII = 1425 = 4.72 см2

0.9Чh0ЧRS 0.9 Ч 0.94 Ч 360

Проверяем коэффициент армирования (не менее 0.1%)

M1 = 17.52 Ч 100 % = 0.53%

35 Ч 94

M1 = 12.32 Ч 100 % = 0.37%

35 Ч 94

M1 = 4.72 Ч 100 % = 0.14%

35 Ч 94

Верхнею ступень армируем конструктивно-горизонтальной сеткой из арматуры диаметром 8мм, класса А-I, устанавливаем через каждые 150 мм по высоте. Нижнею ступень армируем по стандартным нормам