Проектирование промышленного четырехэтажного здания с наружными стенами из кирпича и с внутренним железобетонным каркасом и железобетонными перекрытиями (длина здания - 36 м, ширина здания 19,8 м, высота этажа - 4,8 м)

1. Задание на курсовой проект.

Объектом проектирования является многоэтажное промышленное здание с наружными стенами из кирпича и с внутренним железобетонным каркасом и железобетонными перекрытиями.

Параметры здания.

                                                                                                                                              Таблица 1.

В проекте требуется рассчитать и сконструировать:

а) Междуэтажное перекрытие над первым этажом в двух вариантах:

1.  Сборное железобетонное перекрытие, состоящее из многопустотных плит с предварительно напряженной арматурой и ригелей с арматурой без предварительного напряжения.

2.  Монолитное железобетонное перекрытие, состоящее из монолитной плиты перекрытия, главных и второстепенных балок.

б) Простенок наружной стены первого этажа и узел опирания ригеля сборного железобетонного перекрытия на наружную стену.

2. Сборное перекрытие

2.1 Расчет многопустотной плиты перекрытия по предельным сочетания первой группы.

Исходные данные:

Временная нагрузка P₀=22кПа

Пролет L=7,2м

Длина панели l₀ = 6,7 м

Ширина панели d = 1,2 м

Опирание на ригель l = 175 мм

            Подсчет нагрузок:                                                                                         Таблица 2.

Усилия от нагрузок

            Усилия от нагрузок рассчитываем по следующим формулам:

Расчетный момент:   и поперечная сила: ,

где g_n = 0,95 коэффициент надежности по назначению здания.

От расчетной полной нагрузки: М₁ = 198,24 кН×м    и    Q₁ = 118,35 кН;

От нормативной полной нагрузки: М₂ = 153,174 кН×м    и    Q₂ = 91,78 кН;

От нормативной постоянной и временной длительной  нагрузки:

М₃ = 147,32 кН×м    и    Q₃ = 87,95 кН.

Установление размеров сечения плиты

            Высота сечения многопустотной (шесть пустот диаметром 16 см) предварительно напряженной плиты  h = 260 мм.  Рабочая высота сечения  h₀ = h – a = 260 – 30 = 230 мм. Для расчета по предельным состояниям первой группы расчетная толщина сжатой полки таврового сечения  h’_f = (h – d_п)/2 = (260 – 160)/2 = 50 мм. Отношение  h’_f / h = 50/260 = 0,19 > 0,1, тогда в расчете принимаем полную ширину полки  b’_f = 1160 мм. Расчетная ширина ребра таврового сечения  b = 1160 – 160×6 = 200мм.

Характеристики прочности бетона и арматуры

Многопустотная предварительно напряженная плита армируется стержневой арматурой класса A-V (при электротермическом способе натяжения на упоры). Изделие подвергают тепловой обработке при атмосферном давлении.

Бетон тяжелый класса В25, соответствующий напрягаемой арматуре. Призменная прочность (расчетная) R_b = 14,5 МПа. Коэффициент условий работы бетона g_b2 = 0,9. Нормативное сопротивление при растяжении (расчетное) R_bt = 1,05 МПа. Начальный модуль упругости бетона E_b = 30000 МПа. Передаточная прочность бетона R_bp устанавливается так, чтобы при обжатии отношение напряжений s_bp /R_p £ 0,75.

Продольная арматура класса А-V, нормативное сопротивление R_sn = 785 МПа, расчетное сопротивление R_s = 680 МПа. Модуль упругости арматуры E_s = 190000 МПа. Предварительное напряжение арматуры принимается равным s_sp = 0,6×R_sn = 470 МПа.

            Проверяем выполнение условия s_sp + Ds_sp £ R_sn, где Ds_sp = 30 + 360/l (при электротермическом способе натяжения). Ds_sp = 30 + 360/6 = 90 МПа, тогда s_sp + Ds_sp = 470 + 90 = 560 МПа < R_sn = 785 МПа – условие выполняется. Вычисляем предельное отклонение предварительного напряжения арматуры при числе напрягаемых стержней n_p = 7: