Строительство и архитектура \ Железобетонные конструкции

Расчёт и проектирование каменных конструкций для здания с разбивочной сеткой 5.6x5.8м, страница 2

Коэффициент , учитывающий работу растянутой зоны определим из формулы (табл.19 [1]):

Отсюда требуемое сопротивление каменной кладки сжатию:

R_тр>R=1.1 МПа, т.е. требуется постановка сеток в горизонтальные швы.

Перенапряжение:

Сечение 3-3:

То есть элемент можно рассчитать как центрально сжатый при φ=1 и m_g=1

R_тр>R=1.1 МПа, т.е. требуется постановка сеток в горизонтальные швы.

Сечение 2-2:

M= M_1(2-2) +M_2(2-2)=15.05+0.349=15.4 кНм

N_2-2=849.84 кН

Определим коэффициент φ₁:

определяется как для полного сечения, а только при учете сжатой части сечения.

Определяем площадь сжатой зоны:

Отсюда при ширине простенка 103 см, условная высота его сжатой части составит:

При определении - гибкости элемента – нормы требуют учитывать только высоту с однозначной эпюрой моментов. В нашем случае в связи с малостью момента от ветровой нагрузки зона отрицательных моментов составит .

Гибкость при полном сечении составит:

При учете только сжатой зоны:

По табл. 18 [1] с помощью интерполяции определяем: , таким образом:

R_тр>R=1.1 МПа, т.е. требуется постановка сеток в горизонтальные швы.

3.3. Усиление простенка стальной обоймой.

Расчет простенка, усиленного стальной обоймой, при внецентренном сжатии с малым эксцентриситетом производим по формуле:

Значения коэффициентов и принимаем: ;

где А – площадь сечения усиливаемой кладки; А_s – площадь сечения продольных уголков стальной обоймы; - площадь сечения хомута; - коэффициент условий работы кладки, принимаем равным 0,7 для кладки с трещинами или другими повреждениями; - расчётное сопротивление кладки сжатию; - расчетное сопротивление поперечной арматуры обоймы при растяжении: =245 МПа (для стали С245); - расчетное сопротивление продольной арматуры обоймы.

R_sw=245*0.8=196МПа, где γ_cs=0.8 – коэффициент условий работы для арматуры.

Процент армирования определяется по формуле:

Расчёт по сечению 1-1:

Значения коэффициентов и принимаем:

Вертикальную арматору обоймы примем из 4 уголков L63х5 мм, A_s=19.24 см². Уголки в работу стальной обоймы не включены.

Сечение поперечных планок назначаем 50х4 мм. Шаг поперечных планок принимаем S=40 см, тогда:

Условие выполняется!

Расчёт по сечению 2-2:

Значения коэффициентов и принимаем:

Сечение поперечных планок назначаем 50х4 мм. Шаг поперечных планок принимаем S=40 см, тогда:

Условие выполняется!

Расчёт по сечению 3-3:

Значения коэффициентов и принимаем: , , ;

Сечение поперечных планок назначаем 50х4 мм. Шаг поперечных планок принимаем S=40 см, тогда:

Условие выполняется!

Значит, для усиления простенка принимаем поперечные планки сечением 50х4мм, с шагом S=40 см.

3. Расчет колонны первого этажа.

3.1. Определение расчетных усилий на колонну.

Рис.4. Определение грузовой площади колонны

Грузовая площадь колонны составит:

A_гр=l₁*l₂=5,6*5,8=32,48 м²

Определим коэффициент сочетания для колонны первого этажа.

где n_st – общее число перекрытий (без учета чердачного)

Усилие от постоянных нагрузок с перекрытий, покрытия и кровли:

N₁=(4,26*4+5+1,2)*32,48=787,32 кН

Усилие от временных расчетных нагрузок:

N₂=9*1,2*4*0,56*32,48=785,75 кН

Усилие от полезной нагрузки на чердачное перекрытие:

кН

Усилие от снеговой нагрузки:

кН

Где 1,6 – коэффициент надёжности при лёгкой деревянной кровле.

Усилие от собственного веса колонн и веса штукатурки:

где A_k – площадь сечения колонны; l_k - высота колонн l_k=H_эт*n_st; и соответственно средняя плотность кладки и материала отделочного слоя; - толщина слоя штукатурки, м; l_s – общий периметр штукатурного слоя, м; l_k₁ – общая высота штукатурного слоя.

где h_p – высота перекрытия. Чтобы определить эту нагрузку, необходимо предварительно назначить сечение колонны.

Для предварительного назначения сечении колонны производится приближённый расчёт:

Где R – расчётное сопротивление неармированной кладки, принимаемое по табл.2 [1], в нашем случае R=1,7 (при марке кирпича колонны М100 и марке раствора 75);

1,5 – условный коэффициент увеличения прочности армированной кладки.

Размер стороны колонны:

Размер сторон колонны должен быть назначен кратным размеру кирпича. Принимаем размер колонны 900х900. Тогда площадь сечения колонны будет равна 90*90=8100см²>6520,5см²

Назначаем штукатурный слой толщиной 20мм, тогда

l_s=92*4=368см

Расчётная нагрузка от собственного веса ригелей:

N₆=V_риг*γ*γ_f*n_st=0,7294*25*1,1*5=100,3кН

Расчётная нагрузка от собственного веса бетонных подушек:

N₇=V_под*γ*γ_f*n_st=(0,25*0,9*0,9+0,2*0,5*0,9)*25*1,1*5=40,2кН

Суммарная продольная сила составит:

N_tot=787,32+785,75 +27,3+62,36+216,22+100,3+40,2=2019,5 кН

Расчёт колонны ведётся как для центрально сжатого элемента:

По табл. 18 [1] определяем: φ=1

m_g=1

R_тр>R=1,7 МПа, т.е. требуется усиление колонны.

3.2. Расчет колонны.

Подбор требуемого армирования горизонтальных швов:

Требуемое расчетное сопротивление R_sk определяют при N=N_tot

m_g=1 (п.4.1 [1])

При этом коэффициент продольного изгиба в зависимости от гибкости и упругой характеристики =1000 (по табл.18 [1]) равен:

Требуемое расчетное сопротивление:

Где γ₁ – коэффициент условия работы кладки, равен 1 (при площади сечения 0,9*0,9=0,81м²)

Требуемый процент армирования кладки определим по формуле:

где R_s – расчетное сопротивление арматуры сеток, принимаемое в соответствии с рекомендациями табл. 13 [1], а расчётное сопротивление стали по табл.22* [3]

При этом предельно допустимый процент армирования:

Примем шаг сеток через 3 ряда кладки:

S=225 мм

Шаг стержней в сетке 80х80 мм.

Из формулы , требуемая площадь стержня составит:

Принимаю d 5 Вр-I с A_st=0,196 см².

Отклонение от требуемого:

3.3 Усиление колонны стальной обоймой.

Расчет колонны, усиленной стальной обоймой, при центренном сжатии производим по формуле:

R_sw=245*0.8=196МПа, где γ_cs=0,8 – коэффициент условий работы для арматуры

Значения коэффициентов и принимаем:

Процент армирования определяется по формуле:

Вертикальную арматору обоймы примем из 4 уголков L75х5 мм, A_s=23,2 см². Уголки в работу стальной обоймы не включены.

Сечение поперечных планок назначаем 70х6 мм. Шаг поперечных планок принимаем S=40 см, тогда:

Условие выполнено!

Заключение

Задачи курсового проекта выполнены успешно. Я получил навыки по расчёту и проектированию каменных конструкций. В данном проекте рассчитал и сконструировал каменную колонну первого этажа и простенок несущей стены, а также выполнил их усиление стальной обоймой и разработал соответствующие чертежи.

Список литературы

СНиП II-22-81 Каменные и армокаменные конструкции. –М., 1983.

СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия -Минстрой РФ, 1996

СНиП 2.03.01-84* Бетонные и железобетонные конструкции. – М., 1996.

Беккер В.А. Проектирование элементов каменных зданий: метод указания по выполнению курсового проекта / В.А. Беккер.- Новосибирск: Издательство НГАСУ, 2000. - 32с

1 2

Скачать файл