Проектирование железо бетонных конструкций

Содержание 

• Введение

 

• Общие данные для проектирования

 

• Расчет и  конструирование ребристой предварительно напряженной панели перекрытия.

 

• Расчет  и конструирование ригеля поперечной  рамы

 

• Расчет  сборной железобетонной колонны

 

• Расчет  центрально нагруженного фундамента под  сборную колонну

 

• Список  используемой литературы

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

     Данный  курсовой проект содержит основные положения  по проектированию железобетонных конструкций промышленного здания. Цель работы состоит в выработке практических навыков проектирования простейших конструктивных элементов путем реализации следующей системной последовательности:

-  назначение (принятие) общего компоновочного  решения перекрытия;

-  выбор  расчетной схемы элемента;

-  сбор  нагрузок и определение расчетных  усилий;

      - подбор сечения по условиям  обеспечения прочности элемента  на всех расчетных стадиях (изготовления, транспортирования и монтажа и эксплуатации);

-   конструирование  элемента с учетом требований  норм проектирования;

      - проверка достаточности принятых  решений на соответствие требованиям второй группы предельных состояний;

-   графическое  оформление результатов проектирования.

     Работа  выполняется на основании исходных данных и включает в себя:

      - пояснительную записку объемом  25 - 30 стр. с кратким изложением  всех расчетов и принятых решений, используемых схем, сечений и сопряжений;

      - чертежи на листах любого стандартного  формата, выполненные вручную или на компьютере и содержащие: план и разрезы перекрытий в монолитном и сборном вариантах, чертежи плит перекрытий,  сборного ригеля, колонн и фундаментов.

     На  всех рабочих чертежах, выполняемых  в произвольном стандартном масштабе, указывается в примечаниях: классы использованных арматуры и бетона, технологические особенности изготовления и эксплуатации, учитываемые в расчетах введением соответствующих коэффициентов условий работы, уровень предварительного натяжения (для напрягаемых элементов), расчетные схемы транспортирования, монтажа и т.п. Для ригеля сборного перекрытия или второстепенной балки приводятся полная выборка необходимой арматуры.

      Курсовая  работа выполняется в соответствии с нормативными требованиями и методическими  указаниями. 
 
 
 
 
 
 
 

Общие данные для проектирования

Девятиэтажное административное здание с полным каркасом, без подвального  этажа имеет размеры в плане 22×64,4 м и сетку колонн 5,4×6,4 м. Высота этажа 3,6 м. Нормативное значение временной  нагрузки 6200 Н/м². Коэффициент надежности по нагрузке =1,2,коэффициент надежности по назначению здания  =0,95.

Расчет  и конструирование  ребристой предварительно напряженной панели перекрытия.

Материалы для панели

Арматура:

-напрягаемая в  продольных ребрах, класса А-IV  == 590 МПа,  = 510 МПа,  =19·10⁴ МПа;

-Ненапрягаемая в  полке панели – сварные сетки  из проволоки  

Бетон - тяжелый, класса В25 , ;                                                                                                                                                                                                                                                             
Панели подвергаются тепловой обработке при атмосферном давлении. Начальный модуль упругости ³ МПа; коэффициент условия работы бетона = 0,9.

К трещиностойкости панели предъявляются требования III-й категории. Эксплуатация панели предполагается в закрытом помещении при нормальных температурных условиях и влажности воздуха выше 40%. Технология изготовления панели агрегатно –поточная.

Компоновка  конструктивной схемы  перекрытия

Тип панелей	Номинальный размер плит
	Связевые	Рядовые	Доборные
Ребристые	1,1 - 1,8	1,1 – 1,8	до 1 м

 

Ригели устанавливаются  в поперечном направлении. Плиты  перекрытий опираются на стену, но не лежат на ней. В одном пролете 2 – 3 типоразмера.

а. Крайний пролет

Связевая плита 1,2 м. 
 
 

б. Средний пролет 
 

Итого:

Связевых плит – 

Рядовых плит – 

                               

Компоновка  поперечного сечения

Расчет ведем одной  плиты наиболее часто повторяющейся  с в_ном=1,4 м =140 см.

Для установления расчетного пролета панели предварительно задаемся размерами поперечного сечения  ригеля:

b = 25 см, h = 60 см.

При опирании панели на полки ригеля расчетный пролет равен: 

Поперечное сечение  ребристой панели может быть заменено эквивалентным тавровым с полкой в сжатой зоне.

Высота сечения  ребристой предварительно напряженной  панели принимается: 

Рабочая высота: 

Остальные размеры  расчетного поперечного сечения: ширина продольных ребер по низу – 7 см, по верху –  8 см; ширина ребра расчетного таврового сечения 

  толщина полки  ширина полки по верху .

Расчетная схема  панели представляет однопролетную  балку, загруженную равномерно распределенной нагрузкой.  
 
 
 
 
 
 
 

Нормативные и расчетные  нагрузки на 1 м² перекрытия согласно задания на проектирование приведены в таблице. 

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, Н/м2	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка, Н/м2
Керамическая  плитка t = 20 мм,* = 1900 кг/м3	0,02×19000= 380	1,1	418
Стяжка  из цементно-песчаного раствора t = 25 мм,* = 1800 кг/м3	0,025×18000= 450	1,2	540
Ребристая панель перекрытия	2500	1,1	2750
Итого: постоянная нагрузка	3330		3708
Временная нагрузка по заданию на проектирование в том числе: длительная (70%) кратковременная (30%)	6200  4340 1860	1,2  1,2 1,2	7440  5208 2232
Полная  нагрузка в том числе: постоянная  и длительная кратковременная	7670 1860

 

Нагрузка на 1 пог. м длины при номинальной ширине панели 1,4 м с учетом коэффициента надежности по назначению здания при  II классе ответственности =0,95;

-расчетная:

постоянная 

полная 

-нормативная:

постоянная 

полная 

постоянная и длительная

Определение усилий от внешних  нагрузок

Усилия от полной расчетной нагрузки:

-изгибающий момент  в середине пролета 

-поперечная сила  по оси опоры 

Усилия от нормативной  нагрузки:

-полной 
 
 

-постоянной и  длительной 
 
 

Расчет  панели по предельным состояниям I группы

Расчет  прочности панели по сечению, нормальному  к продольной оси

Расчетное сечение  панели тавровое с полкой в сжатой зоне. Расчет плиты ведем как для  прямоугольного сечения с размерами = 136 см и h= 29 см. Вычисляем по формуле: 
 
 

   ы

Вычислим  характеристику сжатой зоны *, при для тяжелого бетона, по формуле 

Граничная высота сжатой зоны определяется по формуле: 

в этой формуле = 0,9

                              

Величина         должна удовлетворять условию:

        ;                        

при электротермическом способе натяжения 

где l – длина натягиваемого стержня, равная 6,4 м.

Принимаем предварительное  напряжение арматуры 

Значение  в расчет вводится с коэффициентом точности натяжения арматуры . Предельное отклонение предварительного напряжения при электротермическом способе натяжения вычисляется по формуле, 

здесь – число напрягаемых стержней в продольных ребрах панели.

При благоприятном  влиянии предварительного напряжения 

Предварительное напряжение с учетом точности натяжения арматуры будет равно 
 
 

  следовательно, площадь  сечения растянутой  арматуры можно  определить по  формуле 

Коэффициент условий  работы ,учитывающий сопротивление напрягаемой арматуры выше условного предела текучести, согласно формуле 

Для арматуры класса  А –IV .

Принимаем . 

Принимаем  2 А –IV с

Расчет  полки панели на местный  изгиб

Полка панели рассчитывается как балочная плита, частично защемленная  в продольных ребрах панели, на действие равномерно распределенной нагрузки.

Расчетный пролет полки  при ширине ребер по верху 10,5 см будет  равен

-2*10,5=136-21=115 см =1,15 м

 Расчетная нагрузка  на 1 м² полки

,

где Н/м²

 Н/м²

  Н/м²

С учетом полученных величин

  Н/м²

Для расчета условно  вырезаем из полки полосу шириной 1м. Погонная нагрузка на полку будет  равна 9284,35*1=9284,35 Н/м. Изгибающие моменты  для полосы шириной 1 м с учетом частичного защемления полки в ребрах в сечениях, расположенных на опорах и в середине пролета , равны  

Расчетное сечение  полки прямоугольное, ширина b₁=100 см, высота h = h_f = 5cм; рабочая высота .

По формуле 
 
 
 

Граничная высота сжатой зоны определяется по формуле так  же, как при расчете прочности  панели по сечению, нормальному к  продольной оси, но при этом  
для арматуры класса  В_р-I: 
 
 

Так как  находим требуемую площадь арматуры на 1 пог. м длины панели по формуле  

       см²,

  шт.

     Шаг=1240/(n-1)=1240/(8-1)=177 мм, принимаем 200 мм.

Принимается сетка .