Железобетонные конструкции многоэтажного промышленного (гражданского) здания

Мконс = Q2 ∙ l*Консоль считается короткой т.к. lконс< 0,9h0,конс.Она армируется огибающими стержнями из арматуры класса А400 и поперечными стержнями диаметр которых принимаем на первом этапе равным диаметру поперечной арматуры самой колонны (dsw, конс = 8мм).Шаг поперечной арматуры принимаем исходя из двух условий: Sw, конс =, принимаю Sw = 15 см. Проверим прочность короткой консоли по наклонной сжатой полосе между грузом и опорой по формуле: Q ≤ 0,8 ∙ (1+5α∙μω)bk∙Rb∙lb∙sinӨlb = l∙sinӨ Q ≤ 0,8 ∙ (1+5α∙μω)bk∙Rb∙l∙sin2Өsin2Ө =α =μω = = 2∙π ∙ (0,8)2 / 4 = 1,0048см2μω== 0,168α= = 6,67sin2Ө= 0,5752 / (0,5752+ 0,32) = 0,79 Q =321,08 кН ≤ 0,8 ∙ (1+5∙6,67∙0,168)∙0,4∙14 500∙0,25∙0,79 = 967,74кНПлощадь сечения верхней продольной рабочей арматуры консоли из-за ответственности опорного узла:

Аs, конс== = 0,382м2ds == = 1,56 см

Принимаю ds = 16 мм. Раздел 4.

6.Конструирование стыка колонны первого этажа. Стык колонн назначаю на уровне 0,5 м от уровня перекрытия с целью удобства выполнения монтажных работ при их установке. Нулевая точка изгибающих моментов в колонне второго и последних этажей находится в середине высоты этажа. Поэтому при указанном выше месте расположения стыка его конструкция должна обеспечивать восприятие и передачу не только нормальной силы, но и изгибающего момента с перерезывающей силой, т. е. стык должен быть жестким. При монтаже сборных колонн наибольшее распространение получил жесткий стык, выполняемый посредством ванной сварки выпусков рабочей арматуры колонны, расположенных в специальных подрезках, с последующим замоноличиванием подрезок. Такое замоноличивание выполняют в специальной инвентарной опалубке бетоном класса Б20 под давлением. Суммарную высоту подрезок принимают не менее 500 мм с целью надежного сцепления арматурных выпусков с бетоном замоноличиванием. При армировании колонны четырьмя продольными стержнями арматуры подрезки устраивают по ее углам. Глубину вырезов принимаем с учетом обеспечения минимального размера от центра тяжести арматуры до стенки выреза, равного 50 мм. В курсовом проекте глубину вырезов принимаем равным 100×100мм.На торце каждой колонны располагают стальной распределительный лист. Толщина листа должна быть не менее 1/3 расстояния от ее края до т.н. центрирующей прокладки.

Ее приваривают к распределительному листу колонны нижнего этажа. Толщину прокладки принимаю 5 мм, а размеры в плане не менее 1/3 поперечного разреза колонны.Рис. 4.

6.1−1 Рис. 4.72−2Рис. 4.8Размер прокладки принимаем равным 1/3 ∙bk (140×140).Размеры подрезок 100×100.Исходя из размера подрезок, размер распределительного листа составит 200×200. Расстояние от его края до прокладки 200−140/2 = 30 мм. Поэтому толщина распределительного листа 1/3∙30 = 10 мм. К распределительному листу приваривают четыре анкерных стержня из арматуры А240 диаметром 12 мм.

На них закрепляют сетки С- 3, расположенные в зоне подрезок. В месте стыка колонны бетон торца колоны работает на местное сжатие. С целью обеспечения прочности стыка, устанавливают сетки косвенного армирования. Число сеток не менее четырех, из них не менее двух в зоне подрезок. Сетки устанавливают на длине не менее 10 диаметров продольной рабочей арматуры колонны.

Шаг сеток принимаю от 6 до 15 см, но не более 1/3 поперечного размера колонны. Поэтому принимаем шаг сеток 70 мм. Размер ячеек сетки принимают от 45 до 100 мм, но не более ¼∙bk. Принимаю размер ячеек 50×50. Две сетки косвенного армирования устанавливаем в нижнем конце колонны. Раздел 5.

Расчет и конструирование монолитной плиты балочного перекрытия. Раздел 5.

1. Компоновка конструктивной схемы перекрытия. Монолитное ребристое перекрытие состоит из плиты и системы перекрестных балок (второстепенных и главных), которое бетонируют вместе и представляют собой единую конструкцию. Плита опирается на второстепенную балку, второстепенная — на главную. Опорами главных балок служат колонны и стены здания. В курсовой работе монолитное перекрытие рассматривается, как вариант альтернативный сборному, поэтому пространственная жесткость здания с неполным каркасом обеспечивает по схеме аналогичной приведенной в сборном варианте:

главные балки располагают в поперечном направлении. Их опирания на продольные несущие стены принимают равным 300 мм, как с точки зрения обеспечения необходимой длины зоны анкеровки продольной рабочей арматуры балок, так и для обеспечения необходимой площади передачи нагрузки балок на стены;

— второстепенные балки располагают в продольном направлении по осям колонны, а также между ними с шагами. Опирание второстепенных балок на поперечные несущие стены принимают равным 250 мм, по тем же причинам что и главные. Вдоль продольных стен второстепенные балки не располагают, а используют вариант опирания на эти стены самой монолитной плиты. Площади опирания принимают не менее ее толщины и не менее 120 мм. При кирпичных стенах не менее половины длины кирпича (125 мм). Принимаем — 130 мм. Привязку поперечных и продольных несущих стен к разбивочным осям выполняем по аналогии с вариантом сборного перекрытия:

продольные стены — нулевая привязка;

— поперечные стены — 13/38. Для уменьшения усилий от температурно-влажностных деформаций в элементах монолитного перекрытия в середине длины здания также устраивают температурно-усадочный шов с привязкой осей колонн и главных балок от оси шва равной 500 мм, толщина шва составляет 30 мм и заполняем герметичным материалом. Толщину плиты в производственных зданиях назначаем в зависимости от величины действующих нагрузок, ее пролета (шаг второстепенных балок) и требований огнестойкости (критериев теплоизолирующей способности и целостности). Исходя из опыта проектирования принимаем ее равной, но не менее 80 мм для плит перекрытия и не менее 60 мм для плит покрытия. Если, то — шаг второстепенных балок; В результате толщина плиты может быть принята равной. Размеры поперечного сечения второстепенных балок принимаем в следующих пределах:

В этом случае пролет монолитной плиты равный расстоянию в свету между второстепенными балками, а при опирании плиты на продольную несущую стену — до грани ребра балки, будет в 2 раза меньше ее пролета в перпендикулярном направлении равного расстоянию в свету между главными балками, а при опирании на поперечные несущие стены — расстоянию от оси опоры на стене до грани ребра главной балки. Такая монолитная плита будет являться балочной, так как кривизна плиты и изгибающие моменты в ней от нагрузки значительно больше в поперечном направлении, чем в продольном. Поэтому изгибом плиты в продольном направлении пренебрегают, считая, что в этом направлении основную нагрузку воспринимает второстепенные балки, как имеющие максимальную жесткость. Размеры поперечного сечения главных балок принимают по аналогии со сборным ригелем перекрытия:; Второстепенные балки армируют двумя плоскими сварными каркасами с продольной арматурой класса А400 и поперечной класса В500. Такие каркасы доводят до граней главных балок, прерывают для пропуска ее плоских сварных каркасов, но соединяют между собой в нижней зоне с помощью специальных соединительных стержней из арматуры класса А400. В связи с необходимостью такого прерывания каркасов второстепенных балок их опорные изгибающие моменты, растягивающие верхние волокна балок, воспринимают плоские рулонные (при) или отдельные сварные сетки (при), раскатываемые над главными балками. Рабочей арматурой таких сеток является продольная арматура классом В500, из этого же класса делают и распределительную — поперечную арматуру. Главные балки армируют по аналогии со сборными ригелями, то есть плоскими сварными каркасами с продольной рабочей арматурой класса А400 и поперечной класса В500. Раздел 5.

2. Сбор нагрузок на плиту и определение внутренних усилий от них.№ п.п.Вид нагрузки от перекрытия

Нормативная, кН/м2Расчетная, кН/м21Плиточный пол δ=15мм, ρ=2000кг/м30,015*20=0,31,10,33Цементный выравнивающий слойδ =20мм, ρ=2000 кг/м30,02*20=0,41,30,52Собственный вес ребристой плиты (приведенная δ =80мм, ρ=2500 кг/м30,8*25=2,01,12,2Итого2Временная 1,23Полная Монолитную плиту при расчете рассматривают как полосу шириной 1 метр, вырезанную из плиты параллельно ее коротким сторонам (в поперечном направлении), при этом предполагается, что каждая следующая метровая полоса работает в аналогичных условиях. Плиту рассматривают как неразрезную многопролетную балку, опирающуюся на второстепенные балки и продольные наружные стены. Плиту, таким образом, заменяют неразрезным многопролетным стержнем. Полная расчетная линейная нагрузка при этом равна:, кН/м, м, м При расчете рассматривают девятипролетную балку, так как усилия во всех средних пролетах плиты незначительно отличаются от усилий в третьем пролете. Расчет выполняют по методу предельного равновесия, то есть с учетом перераспределений усилий (изгибающих моментов).

Полную нагрузку считают расположенной во всех пролетах плиты. В результате изгибающие моменты в первом пролете и на первой промежуточной опоре принимают равным, а в средних пролетах и на средних промежуточных опорах (армирование второго пролета в целях упрощения конструирования производят как во всех остальных пролетах плиты, то есть по моменту, а не). При выполнении условий для средних плит, окаймленных по всему контуру монолитно связанными с ними балками (второстепенными и главными), учитывают влияние распора, возникающего вследствие жесткости этих балок и препятствующему горизонтальным смещениям опорных сечений плиты. Учитывают это явление путем снижения моментов в средних пролетах и на средних опорах на 20%. Таким образом, для монолитной плиты в осях 2−12 при выполнении условия величину изгибающего момента М4 умножают на коэффициент 0,8. В осях 1−2 и 12−13 величину М4 не снижают. Эпюра поперечных сил в плите имеет следующий вид: Максимальное значение поперечных сил на первой промежуточной опоре составляет: Раздел 5.

3. Прочностные и деформативные характеристики. В плите продольная арматура представлена классом В500. Она имеет следующие характеристики:

расчетное сопротивление растяжению;

— модуль упругости арматуры, равен ;

— расчетное сопротивление растяжению в поперечном направлении;

Диаметр арматуры принимают. Бетон, который используется в плитах, имеет класс В20, он имеет следующие характеристики:

расчетное сопротивление бетона сжатию;

— расчетное сопротивление бетона растяжению;

— модуль упругости бетона, равен. — коэффициент условия работы бетона на длительное действие нагрузки, равен 1. Раздел 5.

4. Расчет монолитной плиты балочного типа на прочность по нормальным сечениям. При выполнении курсовой работы расчет плиты производим в осях 1−2 (12−13). Такая плита в средних своих пролетах не является окаймленной балками по четырем сторонам (вдоль осей 1 и 13 балки отсутствуют). Поэтому значение изгибающего момента в расчете используют без понижающего коэффициента. При эксплуатации конструкции в закрытых помещениях при нормальной и пониженной влажности толщина защитного слоя бетона составляет не менее 20 мм и не менее диаметра арматуры рулонной или плоской сварной сетки (рабочей или распределительной). Поэтому на первом этапе расчета можно принять рабочую высоту сечения плиты Первоначально подбирают армирование в средних пролетах и над средними промежуточными опорами на момент М4. Требуемую площадь арматуры на 1 м ширины плиты вычисляют как для прямоугольного сечения. При этом используют законы механики (равновесия): и: , после нахождения данного параметра по таблице определяем и: Определим граничное значение относительной высоты сжатой зоны:, где — предельная относительная деформация сжатого бетона;

деформация в арматуре при достижении в ней предела текучести:

Подставляем данные в исходную формулу:, м2 — принимаем равным, исходя из того, что принимаем шаг рабочей арматуры 200 мм на 1 метр ширины;, см — принимаем диаметр рабочей арматуры 6 мм. При применяют раздельное армирование рулонными сетками из арматуры класса В500. Подбираем арматуру для сетки С-9(С-9*). Расчет производится на момент М1:, после нахождения данного параметра по таблице определяем и: Определим граничное значение относительной высоты сжатой зоны:, где — предельная относительная деформация сжатого бетона;

деформация в арматуре при достижении в ней предела текучести:

Подставляем данные в исходную формулу:, м2 — принимаем равным, исходя из того, что принимаем шаг рабочей арматуры 200 мм на 1 метр ширины;, см — принимаем диаметр рабочей арматуры 8 мм. При применяют раздельное армирование плоскими сварными сетками из арматуры класса В500. Сечение распределительной арматуры должно составлять не менее 10% площади рабочей арматуры и шаг распределительной арматуры ограничивается 250 мм (не менее 4 стержней на 1 м). Конструктивно она может быть принята В500 с шагом 250 мм. Сетку С-8 применяют для армирования пролетных полос средних пролетов. За внутреннюю грань главной балки распределительную арматуру сетки С-8 заводят на 15−20 мм, то есть до поперечной арматуры ее каркасов, а за внутреннюю грань поперечной стены по оси 1(11) — на 130 мм.

Рабочие стержни заводят за внутренние грани второстепенных балок на 15 мм (до поперечной арматуры каркасов этих балок). Для надопорных полос средних пролетов применяют сетку С-8*, которая отличается от сетки С-8 только шириной. Ширина сетки С-8* назначается не меньше. В крайних пролетах плиты располагают сетку С-9, а первые промежуточные опоры армируют сеткой С-9*. Диаметр и шаг рабочих (поперечных) стержней этих сеток идентичен и рассчитывается на момент М1. Длина сеток аналогична сетке С-8 (С-8*), а ширина различается: сетка С-9 заводится за внутреннюю грань продольной стены на 120 мм и за внутреннюю грань второстепенной балки на 15 мм, а сетка С-9* назначается шириной не менее. Раздел 5.

5. Расчет монолитной плиты балочного типа на прочность по наклонным сечениям. Прочность наклонных сечений сплошных плит обычно оказывается достаточной из-за большого значения их ширины. Поэтому поперечную арматуру в плитах не устанавливают, обеспечивая прочность наклонных сечений только за счет работы бетона. Указанное условие прочности гарантируется при выполнении неравенства:, кН — расчетное сопротивление бетона растяжению для класса В20, см — рабочая высота сечения при раздельном армировании — из этого следует, что поперечная арматура не нужна, а прочность обеспечивается только за счет бетона.