Министерство науки и образования Украины

Государственное высшее учебное заведение

«Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры»

Кафедра железобетонных и каменных конструкций

расчетно-графическая работа

«Расчет и проектирование сборных железобетонных конструкций многоэтажного каркасного здания связевой системы»

Выполнил:ст. гр. ПГС 11-5 Годованный С.И.

Проверила: Зинкевич О.Г.

Днепропетровск 2014 г.

1. Исходные данные

1. Количество пролетов ригеля – 4;

2. Количество шагов колонн – 6;

3. Длина пролета ригеля, м – 5,4;

4. Размер шага колонн, м – 6,0;

5. Высота этажа, м – 4,2 м;

6. Отметка подошвы фундамента, м – 1,1;

7. Количество этажей – 6;

8. Район строительства – г. Харьков;

9. Полезная нагрузка на перекрытие, кПа – 10,0

в том числе кратковременная – 1,5;

10. Класс бетона ригеля – В20;

11. Класс бетона фундамента – В20;

12. Класс рабочей арматуры – А400С;

13. Расчетное сопротивление грунта, кПа – 200;

14. Коэффициент надежности по нагрузке – 1,2;

15. Коэффициент надежности по назначению здания – 0,95.

2. Характеристики материалов

Бетон тяжелый класса В20 с расчетными характеристиками: γ_b2=0,9; 11,5МПа; 0,9МПа; E_b = 27·10³ МПа.

Арматура из стали класса А400С с характеристиками:

R_s = 365 МПа, R_sс = R_s =365 МПа при Ø6 … 8 мм;

R_s = 375 МПа, R_sс = R_s =375МПа при Ø10 … 40 мм;

E_s = 19·10⁴ МПа.

Расчетные характеристики материалов приняты в соответствие со СНиП 2.03.01 – 84 «Бетонные и железобетонные конструкции»:

R_b –расчетное сопротивление бетона осевому сжатию;

R_bt –расчетное сопротивление бетона осевому растяжению;

E_b – модуль упругости бетона;

R_s - расчетное сопротивление арматуры растяжению;

R_sс – расчетное сопротивление арматуры сжатию;

E_s - модуль упругости арматуры.

3. Компоновка конструктивной схемы

Проектируемое здание представляет собой сооружение каркасного типа с поперечным расположением ригелей. Каркас связевой системы, т.е. сопряжение ригелей с колоннами осуществляется на шарнирных стыках. Такой каркас не рассчитан на восприятие горизонтальных нагрузок, поэтому общая устойчивость проектируемого здания в обоих направлениях обеспечивается вертикальными связями.

Колонны, к которым примыкают связи, называются связевыми. Связевые колонны и связи работают совместно, образуя так называемые вертикальные устои или связевые панели. Горизонтальные нагрузки на связевые панели передаются дисками перекрытий, поэтому роль междуэтажных перекрытий и покрытие проектируемого здания очень велика. Междуэтажные перекрытия и покрытие проектируемого здания объединяют продольные и поперечные связевые панели в единую пространственную систему, воспринимающую горизонтальные нагрузки на здание и обеспечивающую его общую устойчивость и жесткость.

Для обеспечения надежной работы диска перекрытия в своей плоскости необходимо обеспечить надежную связь всех сборных элементов перекрытия между собой, с этой целью:

- сопряжение плит с ригелями осуществляется в одном уровне, плиты опираются на полки ригелей;

- стыки плит с ригелями замоноличиваются цементным раствором марки М200, при этом для возможности передачи сдвигающих усилий в сопряжении ригелей с плитами на боковых поверхностях ребра ригеля устраиваются бетонные шпонки;

- плиты перекрытий по своему периметру имеют выпуски стержней, которые свариваются между собой с помощью дополнительных арматурных стержней, а швы между плитами заделываются цементным раствором марки М200;

- в проектируемом здании каркасного типа применяются круглопустотные плиты перекрытий трех типов: пристенные, рядовые и связевые; пристенные и связевые плиты укладываются по осям колонн и имеют пазы, сквозь которые проходит колонна.

4. Cбор нагрузок на перекрытие и покрытие

Сбор нагрузок на 1 м² перекрытия и покрытия выполняем в табличной форме (табл. 1, табл. 2, соответственно).

Таблица 1

Нагрузки, действующие на 1 м² перекрытия

Нагрузка	Характеристическое значение нагрузки, кН/м2	Коэфф. надежн. γf	Граничная расчетная нагрузка, кН/м2
Постоянная а) бетонная стяжка, δ=30 мм, ρ=2400 кг/м3 б) шлако бетонная подготовка, δ=70 мм, ρ=1600 кг/м3 в) плита перекрытия	0,72 1,12 3,0	1,3 1,3 1,1	0,936 1,456 3,3
Итого постоянная:	gхпер=4,84		gгрпер=5,692
Временная
кратковременная	1,5	1,5	2,25
длительная	8,5	1,5	12,75
Итого временная:	vхпер=10		vгрпер=15

Таблица 2

Нагрузки, действующие на 1 м² покрытия

Нагрузка	Характеристическое значение нагрузки, кН/м2	Коэфф. надежн. γf	Граничная расчетная нагрузка, кН/м2
Постоянная а) рулонная кровля б) асфальтовая стяжка стяжка, δ=20 мм, ρ=1800 кг/м3 в) утеплитель, δ=90 мм, ρ=350 кг/м3 г) пароизоляция в) плита покрытия	0,1 0,36 0,315 0,05 1,7	1,3 1,3 1,3 1,3 1,1	0,13 0,47 0,41 0,065 1,87
Итого постоянная:	gхпокр=2,53		gгрпокр=2,95
Временная
Снеговая	Sхпокр=1,6	1,04	Sгрпокр=1,66
Итого временная снеговая:	Sхпокр=1,6		Sгрпокр=1,66

расчет снеговой нагрузки.

Граничное расчетное значение снеговой нагрузки:

S_m=S₀ * γ_fm * С ;кН/м²

где γ_fm – коэффициент надежности по граничному значению снеговой нагрузки;

S₀ – характеристическое значение снеговой нагрузки;

С – коэффициент, который определяется по формуле:

где μ – коэффициент перехода от веса снегового покрова на поверхности грунта к снеговой нагрузки на покрытие;

С_е – коэффициент, который учитывает режим эксплуатации кровли;

С_alt – коэффициент географической высоты.