Железобетонные конструкции четырехэтажного промышленного здания с неполным каркасом (высота этажа – 4,8 м)

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Сибирский государственный университет путей сообщения

Кафедра: «Здания, строительные конструкции и материалы»

Курсовая работа

по дисциплине «Железобетонные и каменные конструкции»

«Железобетонные конструкции многоэтажного промышленного здания с неполным каркасом»

КР1.ЖБК-ПГС-013-2015

Руководитель                                                         Разработал

Доцент                                                                    студент гр. СП-411

____________                                  ___________

____________                                                          ___________

Краткая рецензия:

_____________________

___________________________                            _________________________

Новосибирск 2015

Содержание

Введение. 8

1.     Компоновка конструктивной схемы перекрытия. 9

2.     Расчет и конструирование монолитной плиты.. 12

2.1.     Сбор нагрузок. 12

2.2.     Подбор арматуры в средних пролетах. 13

2.3.     Подбор арматуры в крайних пролетах. 15

3.     Расчет и конструирование главной балки. 17

3.1.     Сбор нагрузок. 17

3.2.     Построение огибающих эпюр моментов и поперечных сил. 18

3.3.     Подбор арматуры в крайних пролетах и на первой промежуточной опоре. 24

3.4.     Подбор арматуры в среднем пролете. 26

3.5.     Расчет прочности наклонных сечений. 28

3.6.     Расчет сопряжения второстепенных и главных балок. 30

3.7.     Построение эпюры материалов. Конструирование балки. 30

4.     Расчет колонны.. 31

4.1.     Сбор нагрузок. 31

4.2.     Расчет прочности нормального сечения. 32

4.3.     Конструирование колонны. 33

Список использованной литературы.. 34

Введение

Железобетонные конструкции являются базой современной строительной индустрии. Их применяют: в промышленном, гражданском и сельскохозяйственном строительстве для зданий различного назначения; в транспортном строительстве для метрополитенов, мостов, туннелей; в энергетическом строительстве для гидроэлектростанций, атомных реакторов и т.д.

В последние годы в качестве несущих систем зданий широко применяют монолитные железобетонные каркасы с плоскими дисками перекрытий. Такие конструктивные системы обеспечивают свободные планировочные решения, трансформируемые по желанию потребителя на любой стадии проектирования, строительства и эксплуатации, а также позволяют придать зданию индивидуальный облик.

При соответствующем качестве расчета и конструирования данные системы имеют высокие показатели по надежности, экономичности, а также сейсмичности. Железобетонный монолитный каркас стал традиционным решением пространственной несущей системы многоэтажного здания. Как правило, плиты перекрытий в таком каркасе армируют вязаными или сварными сетками, арматурные стержни, в которых вследствие удобства изготовления распределены по площади перекрытия более или менее равномерно.

1.  Компоновка конструктивной схемы перекрытия

В данной курсовой работе принято монолитное ребристое перекрытие с плитами балочного типа.

Ребристые монолитные перекрытия состоят из балок, расположенных по двум направлениям, и плиты, соединенной с балками в одно монолитное целое. Балки одного направления обычно опираются на промежуточные опоры — колонны, которые называют главными. В перпендикулярном направлении на главные балки опираются второстепенные; расстояние между ними или пролет опертых на них плит принимают 1,4...2,5 м.

Пролет главной балки по заданию составляет 6 м. Шаг второстепенных балок – a – принимаем 2м.

Толщину плиты принимаем не менее данных значений:

h_пл = (1/20÷1/30)∙a = (1/20÷1/30)∙2000 = 100 мм

h_пл = a∙√(a∙p_n ) = 2∙√(2∙12) = 9,79 = 97,9 мм

Принимаем толщину плиты 100 мм.

Параметры главной балки:

h_гл.б = (1/8÷1/12)∙l2 = (1/8÷1/12)∙6000 = 750 ÷ 500 мм

Принимаем высоту главной балки 700мм

b_гл.б = (0,3÷0,4)∙ h_гл.б = (0,3÷0,4)∙700 =210 ÷ 280 мм

Принимаем ширину главной балки 250мм

Параметры второстепенной балки:

h_вт.б = (1/12÷1/20)∙l1 = (1/12÷1/20)∙8000 =666 ÷ 400 мм

Принимаем высоту второстепенной балки 450мм

b_вт.б = (0,3÷0,4)∙ h_вт.б = (0,3÷0,4)∙450 = 135 ÷ 180 мм

Из удобства бетонирования увеличиваем ширину балки до 200 мм.

Для расчета плиты условно вырезают полосу шириной 1м поперек второстепенных балок. Эту полосу рассматривают как многопролетную балку, промежуточными опорами которой являются второстепенные балки, а крайними – стены. Расчетные пролеты плиты определяем следующим образом:

l02 = a – b_вт.б = 2000 – 200 = 1800 мм

l01 = a – b_вт.б/2 – c + d_пл/2 = 2000 – 200/2 – 250 + 120/2 = 1710 мм где с = 250 мм – привязка внутренних граней стен к крайним разбивочным осям; d_пл = 120 мм – длина площадки опирания плиты на кирпичную стену

Рисунок 1.1 – Расчетная схема плиты

Второстепенную балку рассматривают как многопролетную балку, промежуточными опорами которой являются главные балки, а крайними – стены. Расчетные пролеты второстепенной балки:

l02 = l1 – b_гл.б = 8000 – 200 = 7800 мм

l01 = l1 – b_гл.б/2 – c + d_вт.б/2 = 8000 – 200/2 – 250 + 250/2 = 7775 мм где d_вт.б = 250 мм – длина площадки опирания второстепенной балки на кирпичную стену

Рисунок 1.2 – Расчетная схема второстепенной балки

Главную балку рассматривают как многопролетную балку, промежуточными опорами которой являются колонны, а крайними – стены. Расчетные пролеты главной балки:

l02 = l2 = 6000 мм

l01 = l2 – c + d_гл.б/2 = 6000 – 250 + 300/2 = 5900 мм

Рисунок 1.3 – Расчетная схема главной балки

2.  Расчет и конструирование монолитной плиты

Исходные данные. Проектные размеры – ширина полосы b=1000 мм, высота сечения h_пл=100 мм. Принимаем тяжелый бетон класса В20 с расчетным сопротивлением сжатию R_b=11,5МПа. При γ_b1=0,9.

2.1.  Сбор нагрузок

Таблица 2.1.1 – Сбор нагрузок

Вид нагрузки	Нормативное значение, кН/м2		Расчетное значение, кН/м2
Постоянная нагрузка
Собственный вес монолитной плиты hpl=100 мм	2,5	1,1	2,75
Пол	0,95	1,25	1,18
	Σ3,45		Σ3,93
Временная нагрузка
Длительно действующая	7,8	1,2	9,36
Кратковременная	4,2	1,2	5,04
	Σpn=12,0		Σp=14,4
Итого	qn = 15,45		q = 18,33

Данное промышленное здание относится ко второму классу ответственности зданий (ГОСТ Р54257-2010), следовательно, коэффициент надежности по ответственности зданий и сооружений γ_n=1,0. Таким образом, нагрузка на перекрытие равна q₁ = q∙ γ_n = 18,33∙1 = 18,33 кн/м².

Для расчета момента необходима нагрузка на погонный метр, так как вырезали полосу шириной 1 м, то погонная нагрузка будет численно равна нагрузке на 1м²

q₂ = q₁∙1м= 18,33 кН/м.

Изгибающие моменты в сечениях плиты определяются по формулам, учитывающим образование пластических шарниров на опорах и перераспределение изгибающих моментов.

М₀₁ =  =  = 4,87 кНм – для крайних пролетов и первой опоры.

М₀₂ =  =  = 3,7 кНм – для средних пролетов и промежуточных опор.

В плитах, окаймленных по контуру монолитно связанными с ними балками, изгибающие моменты  под влиянием распоров в предельном равновесии уменьшаются. Поэтому в сечениях средних пролетов и на средних опорах, если  >  , то можно уменьшить М₀₂ на 20%.

 = 0,055 >  = 0,033

Уменьшаем М₀₂ на 20%.

М₀₂=0,8∙3,7 = 2,96 кНм

2.2.  Подбор арматуры в средних пролетах

Рассчитываем плиту как прямоугольное сечение с шириной b = 1000