Определение нагрузок и статический расчёт элементов каркаса

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ (МИИТ)

Кафедра «Строительные конструкции»

                                       КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине

 «Строительные конструкции»

ПРОЕКТИРОВАНИЕ НЕСУЩИХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ МНОГОЭТАЖНОГО ПРОМЫШЛЕННОГО ЗДАНИЯ

                             

Разработал: ст.гр. СЖД-311

                                                Валера И.С.

Руководитель проекта: Меднов А.Е.

МОСКВА – 2010

Содержание

 

1. Компоновка конструктивной схемы каркаса здания. 3

1.1.Объёмно-планировочные параметры здания. 3

1.2.Состав и работа каркаса здания. 3

1.3.Колонны и наружные стены .. 3

1.4.Ригели. 3

1.5.Панели перекрытия. 4

1.6.План и поперечный разрез здания. 4

2. Определение нагрузок и статический расчёт элементов каркаса. 5

2.1.Статический расчёт панели перекрытия. 5

3. Расчёт и конструирование предварительно напряженной панели перекрытия. 7

3.1.Характеристики прочности бетона и арматуры .. 7

3.2.Эквивалентное поперечное сечение панели. 8

3.3.Подбор продольной рабочей арматуры панели. 4

3.4.Конструирование поперечной рабочей арматуры панели. 10

4. Расчет и конструирование ригеля перекрытия. 11

4.1.Прочностные и деформативные характеристики бетона и арматуры .. 11

4.2.Обрыв продольной арматуры в пролёте. 13

4.3.Конструктивное армирование ригеля, опорный узел. 13

5. Расчёт и конструирование колонны.. 13

5.1.Подбор продольной арматуры .. 13

6. Расчёт и конструирование фундамента. 14

6.1.Общие соображения. 14

6.2.Определение площади подошвы фундамента. 15

6.3.Определение основных размеров фундамента. 15

6.4.Подбор арматуры подошвы фундамента. 16

Список литературы.. 17

Приложение:

Графическая часть

 

Компоновка конструктивной схемы каркаса здания

Объёмно-планировочные параметры здания

Таблица 1.1

Расстояние между продольными разбивочными осями	L	по заданию	6,6 м
Количество пролётов поперек здания	n	по заданию	3
Ширина здания (в осях)	L 0	L·n	23,4 м
Расстояние между поперечными разбивочными осями	l	по заданию	6,6 м
Количество пролетов вдоль здания	m	по заданию	10
Длина здания (в осях)	l 0	l·m	3,6 м
Высота этажа	H	по заданию	4,2 м
Количество этажей		по заданию	5

 

Состав и работа каркаса здания

Продольные и поперечные разбивочные оси образуют сетку, в узлах которой устанавливаются колонны. Расстояние между продольными разбивочными осями принято называть пролётом здания, между поперечными – шагом колонн.

Колонны по высоте имеют выступающие части – консоли, на которые устанавливаются балки – ригели. Сверху на ригели укладываются панели перекрытия.

На панели действуют вертикальныенагрузки (эксплуатационные), которые передаются затем через ригели на колонны, а с них через фундаменты на грунт основания. Горизонтальные нагрузки (ветровые) воспринимаются наружными стенами здания, которые выполняются из кирпича. На них передается также и часть вертикальных нагрузок.

Конструктивная система здания с использованием колонн и несущих стен носит название неполного каркаса.

Колонны и наружные стены

Сечение колонн обычно принимают квадратным со стороной 300, 350, 400, 450 мм (в соответствии с требованиями унификации). С увеличением нагрузки увеличивается и сечение колонн.

Толщина наружной стены принимается кратной размерам кирпича (250´120 мм, высота 65 мм), с учётом 10 мм на вертикальный шов:

380 мм = 120+10+250 мм	(1,5 кирпича)
510 мм = 250+10+250 мм	(2 кирпича)
640 мм = 250+10+120+10+250 мм	(2,5 кирпича)

 

· Принимаем сечение колонн 450´450 мм, толщину кладки наружных стен 510 мм (постоянной на всех этажах).

Ригели

Принимаем поперечное направление ригелей, т.е. располагаем ригели поперёк здания.

Сечение ригеля принимаем прямоугольным (оно простое в расчёте, но это плохо отражается на эстетических качествах помещений). Назначаем размеры сечения ригеля

· высота h_r = (1/10)× L = 6600/10= 660 мм;

принимаем h_r = 650 мм (кратно 50 мм);.

· ширина       b_r = (0,3)× h_r = 0,3×660 = 198 мм;

принимаем b_r = 200 мм (кратно 50 мм);

4 Чем больше высота сечения ригеля, тем лучше он работает на восприятие нагрузки, но строительная высота перекрытия при этом увеличивается.

Ригели, находящиеся у продольной наружной стены, опираются одним концом на эту стену, а другим – на консоль колонны. Глубину заделки ригеля в стену примем равной длине кирпича (250 мм).

Панели перекрытия

Схема раскладки панелей. Принимаем наиболее распространённый вариант раскладки (подходит для любого типа панелей): между колоннами укладываются связевые панели, которые служат распорками, передающими горизонтальные нагрузки. Рядовые и связевые панели имеют одинаковую ширину; укладываемые у продольных стен доборные панели в два раза уже рядовых

Заделка панелей в стены:

4 в продольные стены панели не заделываются;

4 в поперечные стены заделка составляет 130 мм

(половина кирпича с учётом толщины раствора шва: 120 + 10 мм).

Привязка наружных стен к разбивочным осям:

4 к продольной оси: нулевая привязка

(внутренняя грань стены совмещена с разбивочной осью);

4 к поперечной оси: привязка 130 мм

(внутренняя грань стены смещена с разбивочной оси внутрь здания на величину заделки панели в стену).

Размеры сечения панели перекрытия:

4 высота h_п = (1/20) l = 6600/20= 330 мм, 

принимаем h_п = 350 мм (кратно 50 мм);

4 ширина панели b_n назначается такой, чтобы ширина панели находилась в пределах 1100…1500 мм (кратно 100 мм) и на длине пролёта можно было разместить целое число панелей.При l = 6,6 м ширина панели составляет b_n = 1100 мм;

План и поперечный разрез здания

Компоновка конструктивной схемы каркаса заканчивается изображением плана и поперечного разреза здания (масштаб М 1:200).

Колонны здания для удобства изготовления, транспортировки и монтажа разделяются по высоте на отдельные монтажные элементы. Длина монтажного элемента может составлять 1; 2 и 3 этажа (но не более 18 м для возможности перевозки).

Для удобства выполнения работ по замоноличиванию стыков и сварки выпусков арматуры стык колонн располагается выше пола перекрытия на 800 мм.

Для изображения на поперечном разрезе задают ориентировочные (предварительные) размеры консольного выступа колонн (напр. 250´250 мм, скос под углом 45º) и фундамента (трёхступенчатый, высота ступени 350 мм). Глубина заложения подошвы фундамента d_f =1,7.

       Определение нагрузок и статический расчёт элементов каркаса

Вид нагрузки		Толщина слоя, м	Объёмный вес, кН/м 3		Нагрузка, кН/м 2
					нормативная	γ f	расчётная
Нагрузка на перекрытие:
Постоянная (собственный вес конструкций):	Рёбристая панель перекрытия				2,6	1,1	2,86
	Стяжка из цем. раствора	0,05	18		0,9	1,3	1,17
	Плиточный пол	0,4	20		0,8	1,3	1,04
Временная (по заданию!)					3,3	1,2	3,3×1,2 = 3,96
Полная (постоянная + временная) Р 0				S	7,6		9,03

Определение нагрузок и статический расчёт элементов каркаса