Проектирование ригеля, колонны и столбчатого фундамента под колону

 

 

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ 4

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ 5

1 Компоновка перекрытия и вертикальная компоновка здания 6

2 Определение нагрузок на строительные конструкции 7

3 Статический расчет строительных конструкций 11

4 Проектирование ригеля, колонны и столбчатого фундамента под колону 15

4.1 Ригель 15

4.1.1 Подбор продольной рабочей арматуры ригеля 15

4.1.2 Проверка прочности наклонного сечения ригеля 18

4.2 Колонна 20

4.2.1 Подбор продольной рабочей арматуры колонны 20

4.3 Расчет монолитного столбчатого фундамента под сборную колону 22

4.3.1 Определение размеров подошвы фундамента 23

4.3.2 Определение высоты фундамента 24

4.4 Проектирование многопустотной плиты перекрытия 29

4.4.2 Расчетное сечение №2 31

4.4.3 Определение площади сечения напрягаемой арматуры 32

4.4.4 Геометрические характеристики приведенного сечения 33

4.4.5 Определение усилий предварительного обжатия бетона 35

4.4.6 Проверка прочности наклонного сечения плиты 38

4.4.7 Определение момента трещинообразования 40

4.4.8 Расчет плиты по прогибу 41

4.4.9 Расчет монтажных петель 42

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 44

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Многоэтажными бывают не только жилые  дома, но также здания производственного, административно-бытового и общественного  назначения. Подобные здания чаще всего  выполняют каркасными из сборного железобетона. Каркас – это пространственный остов, несущий вертикальные и горизонтальные нагрузки и собираемый из отдельных элементов: колонн, ригелей, панелей перекрытий и связей жёсткости.

Панели (плиты) перекрытий непосредственно  воспринимают нагрузки на каждом этаже  от веса пола, оборудования и людей. Эти нагрузки, вместе с собственным  весом панелей, передаются на ригели; последние опираются своими концами  на выступы (консоли) колонн. Причём колонна  каждого этажа воспринимает нагрузку от колонн вышележащих этажей. Следовательно, самые нагруженные – колонны  первого этажа; их устанавливают  на фундаменты, через которые передаётся на основание (грунт) вся нагрузка здания.

Кроме вертикальных нагрузок на здание действуют и горизонтальные нагрузки: ветровое давление, от торможения внутрицехового транспорта, а также случайные  воздействия, не всегда поддающиеся  учёту. Совместное действие вертикальных и горизонтальных нагрузок может  привести к потере общей устойчивости здания, если не обеспечить пространственную жёсткость, т. е. жёсткость в трёх плоскостях: двух вертикальных и горизонтальной. Сделать это можно, соединив часть  колонн, специальными связями жёсткости, сохранив шарнирное опирание ригелей на консоли колонн. Роль таких связей могут выполнять – их называют диафрагмами жёсткости. Подобный тип каркасов получил название связевого. В обоих случаях горизонтальными связями являются панели перекрытий, которые образуют жёсткие диски либо за счёт приварки их ригелям, либо за счёт плотно замоноличенных продольных и поперечных швов между конструкциями.

Основная задача, решаемая при разработке строительной конструкции, заключается  в получении проекта, обеспечивающего  требованиям норм к прочности, жесткости  и трещиностойкости, с техническими и экономическими показателями, уровень которых, не ниже показателей других конструкций.

 

«Проектирование железобетонных конструкций  многоэтажного каркасного здания»

Вариант 2.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

 

Размеры здания в осях: 

 

 

Число этажей:

Высота этажа:

 

Условное расчетное сопротивление  грунта:

 

Место строительства - г. Мурманск.

Постоянная нормативная нагрузка:

вес пола:

 

Временная нормативная нагрузка на перекрытие:

полная:

 

пониженная:

 

Тип кровли - плоская, совмещенная.

Вес кровли:

 

Тип стенового ограждения - металлические  трехслойные навесные панели.

Отметка пола первого этажа 0,000 (пол  по грунту).

Отметка обреза фундамента -0,150.

1 Компоновка перекрытия  и вертикальная компоновка здания

 

Здание выполняется в сборном  железобетоне (фундамент монолитный). Размеры сборных железобетонных конструкций принимаются по аналогии со стандартными.

Длина ячейки сетки колонн в плане:

Ширина ячейки сетки колонн в  плане:

Ширина междуколонных плит сборного перекрытия [2, стр.7]:

 

Ширина крайних плит сборного перекрытия [2, стр.7]:

Ширина рядовых плит [2. стр.7]:

Компоновочная схема представлена на лист 1 графической части КП.

2 Определение нагрузок  на строительные конструкции

 

НАГРУЗКИ:

Постоянные  нагрузки:

Вес кровли (см. задание):

Вес пола (см. задание):

Вес плиты [3]:

Вес погонного метра ригеля [3]:

Вес объёмного железобетона [2, стр.7]:

 

Вес колонны в пределах одного этажа [2, стр.7]:

Временные нагрузки:

Полная временная технологическая  нагрузка (см. задание):

Пониженное значение временной  технологической нагрузки (см. задание):

 

Полная снеговая нагрузка (V-снеговой район, Мурманск) [2, стр.7]:

 

Пониженное значение снеговой нагрузки (V-снеговой район, Мурманск) [2, стр.7]:

 

НОРМАТИВНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ НАГРУЗОК:

 

Коэффициент надёжности по ответственности  здания [2, стр.8]:

Постоянные  нагрузки:

Вес кровли (см. задание):

Вес пола (см. задание):

Вес плиты [3]:

Вес погонного метра ригеля [3]:

Вес колонны в пределах одного этажа [2, стр.7]:

Временные нагрузки:

Полная временная технологическая  нагрузка (см. задание):

Пониженное значение временной  технологической нагрузки (см. задание):

Полная снеговая нагрузка (V-снеговой район, Мурманск) [2, стр.7]:

Пониженное значение снеговой нагрузки (V-снеговой район, Мурманск) [2, стр.7]:

 

РАСЧЕТНЫЕ ЗНАЧЕНИЕ НАГРУЗОК:

 

Коэффициент надёжности по нагрузке для кровли и пола [2, стр.8]:

Постоянные  нагрузки:

Вес кровли (см. задание):

Вес пола (см. задание):

Коэффициент надёжности по нагрузке для ЖБИ [2, стр.8]:

Вес плиты [3]:

Вес погонного метра ригеля [3]:

Вес колонны в пределах одного этажа [2, стр.7]:

Временные нагрузки:

Коэффициент надёжности по технологической  нагрузке [2, стр.8]:

Полная временная технологическая  нагрузка (см. задание):

Пониженное значение временной  технологической нагрузки (см. задание):

Коэффициент надёжности по снеговой нагрузке [2, стр.8]:

Полная снеговая нагрузка (V-снеговой район, Мурманск) [2, стр.7]:

Пониженное значение снеговой нагрузки (V-снеговой район, Мурманск) [2, стр.7]:

3 Статический расчет  строительных конструкций

 

Сборная плита:

Ширина плиты:

Рисунок 1 Расчетная схема сборной плиты

 

Нагрузки [2, стр.10]:

Расчетная длина плиты [2, стр.10]:

Моменты:

Рисунок 2 Расчетная схема ригеля

 

Ригель:

Нагрузки [2, стр.10]:

Расчетная длина ригеля [2, стр.10]:

Моменты [2, стр.10]:

Колонна:

Рисунок 3 Расчетная схема колонны

Грузовая площадь:

Вес всех колонн [2, стр.10]:

Сборная нагрузка [2, стр.10]:

4 Проектирование ригеля, колонны и столбчатого фундамента под колону

4.1 Ригель

4.1.1 Подбор продольной рабочей  арматуры ригеля

 

Верхняя продольная арматура

Рисунок 4 Армирование изгибаемого элемента (1-нормальное сечение, 2,3-наклонные сечения)

 

Исходные данные:

Усилие (из расчета ранее):

Материалы:

Арматура А400 [2, П.2]:

Бетон B25:

Размеры сечения (см. рис.):

Алгоритм расчета [2, стр.15]:

По [2, П3] принимаем:

По [2, П1] принимаем в качестве верхней продольной арматуры ригеля:2Æ22A400,

 

Нижняя продольная арматура

Рисунок 5 Расчетные сечения при определении нижней продольной арматуры (1) и верхней продольной арматуры (2)

 

Исходные данные:

Усилие:

Материалы:

Арматура А400 [2, П.2]:

Бетон B25:

Размеры сечения (см. рис.):

Алгоритм расчета:

По [2, П3] принимаем:

По [2, П1] принимаем: 2Æ22A400:

Получено оптимальное значение.

 

 

 

 

4.1.2 Проверка прочности наклонного  сечения ригеля

 

По [2, П.6] принимаем поперечную арматуру Æ5, класс арматуры -A400:

Рассмотрим наклонное сечение у опоры (см. рис.):

Шаг поперечных стержней:

 

Исходные данные:

Усилие:

Материалы [2, П2]:

Арматура А400:

Бетон В25:

Размеры сечения:

 

  (2Æ5A400).

 

Алгоритм расчета [2, стр.16]:

 

Прочность наклонного сечения не обеспечена, поэтому уменьшаем шаг поперечных стержней и выполняем повторный  расчет:

 

 

 

Прочность наклонного сечения обеспечена.

 

4.2 Колонна

4.2.1 Подбор продольной рабочей  арматуры колонны

Рисунок 6 Армирование центрально-сжатого элемента (колонны)

 

Исходные данные:

Усилие (определено расчетом ранее):

Размеры колонны (см. чертеж):

Материалы:

Бетон В15 [2, П2]:

Арматура - класс А400.

Коэффициент гибкости [2, стр.17]: