Курсовая работа (т): Конструирование и расчеты железобетонных элементов производственного здания

Расчет площади сечения требуемой арматуры A's

Расчет ведется как для прямоугольного сечения размером b × ho = 160 × 335 мм, (h'0 = h- a'= 350 - 15 = 335 мм)

где е - эксцентриситет приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне плиты

Для полученного значения ат находим

= 0,351 < ξR = 0,5, следовательно прочность плиты в стадии изготовления и монтажа обеспечивается.

3. Расчет сборного неразрезного ригеля

.1 Задание на проектирование

-     длина площадки опирания ригеля на стену - а = 300 мм;

      все действующие нагрузки принимаются по заданным в данной работе данным;

      класс бетона В20, арматура Класса А300 и В500, расчетные параметры которых приведены в таблице;

      граничная высота сжатой зоны для использованных материалов (А400) составляет ξR = 0,531;

-     сечение ригеля принимаются равными brib × hrib = 250 × 600 мм;

      предварительные размеры сечения колонны bc × hc =300 × 300 мм.

      шаг поперечных рам составляет 6 м, lrib = 6 м.

.2 Расчетная схема ригеля и определение ее основных параметров

Для принятого конструктивного решения расчетная схема ригеля - это 3-х пролетная статически неопределимая балка с расчетными пролетами:

         крайними

         средними

Таблица 4 - Нагрузки, действующие на 1 п.м. ригеля

Расчет рабочей арматуры необходимо выполнять для следующих значений моментов:

в крайних пролетах

в среднем пролете

-        на промежуточных опорах

Расчетные значения перерезывающих сил равны:

на опоре A

на опоре В (слева) 

на опоре В (справа)

Уточнение геометрических размеров сечения ригеля

Уточненная рабочая высота сечения ригеля определяется из выражения

= h0 + a=583,2 + 50 = 633,2 мм, округленно h =650 мм.

.3 Перераспределение моментов

Процедура перераспределения усилий выполняется в следующей последовательности:

1. Определяем схему нагружения, при котором достигается максимальное значение  и  - в рассматриваемом примере это (1 + 4) и (1 + 2);

2. Сравниваем значения указанных моментов:

и принимаем решение о снижении на (17...20)%;

3. К эпюре моментов, соответствующей загружению  добавляем треугольную эпюру с ординатой на опоре В равной:

Вычисляем ординаты дополнительной эпюры в сечениях, соответствующих и

-   для ;

-   для .

5. Складываем (с учетом знаков) эпюры моментов, соответствующих загружению (1 + 4), и дополнительную:

-   в сечении 1 - 1 () имеем

    в сечении на опоре В ()

    в сечении 2-2 (середина второго пролета)

6.   Принимаем для конструктивного расчета следующие значения усилий:

·   в первом пролете

·   во втором пролете

·   на промежуточных опорах

.4 Расчет прочности ригеля по сечениям нормальным к его продольной оси

Расчетные сечения ригеля представлены на рисунке 3.

Рисунок 3 - Расчетные сечения ригеля (а - сечение в пролете, б - сечение на опоре)

Для сечения в первом пролете

h0 = h − a= 650 − 50 = 600 мм

αm = 0,29 < αR = 0,411

Принимаем 2 Ø 32 + 2 Ø 18 А300 (As= 2118 мм2)

Для сечения на опоре В (С):

h0 = h − a= 650 − 40 = 610 мм

αm = 0,266 < αR = 0,411

Принимаем 2 Ø 32 + 2 Ø 14 А300 (As= 1917 мм2)

Для сечения во втором пролете:

h0 = h − a= 650 − 50 = 600 мм

αm = 0,188 < αR = 0,411

Принимаем 2 Ø 25 + 2 Ø 12 А300 (As= 1208 мм2)

Монтажная арматура ригеля принимается 2 Ø 16 А300 (As = 402 мм2).

.5 Расчет прочности ригеля по сечениям наклонным к его продольной оси

- расчет выполняется в сокращенном объеме на максимальное значение перерезывающей силы Qmax = = 297,4 кН;

число каркасов, размещаемых в любом поперечном сечении ригеля, принято равным 2;

Армирование ригеля осуществляется сварными каркасами, поэтому диаметр хомутов dw определяется по условиям свариваемости продольной и поперечной арматуры и для максимального диаметра принятой продольной арматуры (dmax = 32 мм) составит: dw ≥ 0,25 dmax =0,25 × 32 = 8 мм.

         Принимаем dsw = 10 мм, при этом площадь хомутов в нормальном сечении ригеля составит: Asw = 2 × 78,5 = 157 мм2;

         поперечная арматура выполняется из стержней Ø 10 мм класса А400 с расчетным сопротивлением Rsw = 285 МПа;

Шаг поперечных стержней принимаем равным:

         на приопорных участках не более:

         в средней части пролета не более:

Максимально допустимый шаг:

Принимаем шаг хомутов у опоры = 200 мм, а в пролете = 250 мм.

Проверка прочности ригеля по сжатой полосе между наклонными

трещинами

Условие прочности:

, т.е. прочность ригеля между наклонными трещинами обеспечена.

Вычисление промежуточных расчетных параметров

         максимальное погонное сопротивление хомутов:

Минимальное значение усилия, воспринимаемого бетоном сжатой зоны над вершиной наклонного сечения:

- проверяем условия достаточности прочности ригеля наклонному сечению, проходящему между двумя соседними хомутами:

− условие выполняется.

Расчет прочности по наклонному сечению на действие поперечных сил

Вычисляем значение момента, воспринимаемого сжатым бетоном в вершине наклонной трещины:

Значение с принимаем равным 1366 мм > 2h0 = 1120 мм.

Принимаем с0 = 2 × h0 = 1,22 м, тогда

Проверяем условие прочности:

Прочность ригеля по наклонному сечению обеспечивается.

3.6 Построение эпюры материалов

Таблица 5 - Определение ординат эпюры материалов

Таблица 6 - Определение длины заделки обрываемых стержней

Рисунок 4 - Огибающая эпюра моментов и перерезывающих сил

4. Расчет и конструирование сборной железобетонной колонны

.1 Исходные данные для проектирования

-        число этажей n = 5

         высота этажа H = 3,5 м

         расчетная нагрузка на перекрытие 14,6 кН/м2

         расчетная нагрузка от веса ригеля 4,13 кН/м

         район строительства г. Новосибирск (IV снеговой район)

         снеговая расчетная нагрузка 2,4 кН/м2

         расчетная грузовая площадь при сетке колонн 6 × 6 м = 36 м2

         коэффициент надежности по назначению 0,95.

.2 Определение расчетных усилий

Таблица 7 - Расчетные усилия