
- •Исходные данные
- •1.Компановка каркаса и обеспечение пространственной
- •2.Расчет многоэтажной рамы
- •2.1.Назначение размеров элементов рамы и определение нагрузок действующих на раму
- •2.2. Сбор нагрузок на поперечную раму
- •2.3. Уточнение размеров элементов рамы
- •2. Определение размеров сечения колонн.
- •2.4. Определение жестокостей элементов рамы
- •2.5. Выравнивание эпюр усилий.
- •2.6. Вычисление продольных сил в колоннах первого этажа
- •3 Проектирование панели перекрытия
- •3.1. Назначение размеров и выбор материалов. Сбор нагрузок на продольные ребра. Расчетная схема. Определение усилий
- •3.2. Расчет панели на прочность по нормальному сечению
- •3.3. Вычисление геометрических характеристик приведенного сечения
- •3.4. Определение потерь предварительного напряжения и усилия обжатия
- •3.5. Расчет панели на прочность по наклонному сечению
- •3.6. Расчет панели по второй группе предельных состояний
- •Расчет полки панели
- •4 Проектирование ригеля
- •4.1. Расчет по прочности ригеля по нормальному сечению.
- •4.2. Расчет ригеля по прочности по наклонному сечению.
- •4.3. Построение эпюры материалов
- •4.3.1. Определение мест фактического обрыва нижних стержней
- •4.3.2. Определение мест фактического обрыва верхних стержней
- •4.4. Расчет стыка ригеля с колонной
- •5. Проектирование колонны
- •5.1. Расчет колонны на устойчивость и прочность
- •5.1.2. Расчет по прочности и устойчивости колонны каркаса
- •5.2. Расчет консоли колонны.
- •5.3. Расчет стыка колонн
- •6.2.2 Расчет и конструирование монолитной плиты
- •6.3. Расчет по прочности второстепенной балки
- •6.3.1. Назначение размеров второстепенной балки и статический расчет
- •6.3.2. Расчет прочности по нормальному сечению
- •6.3.3. Расчет прочности по наклонному сечению
- •Библиографический список
Исходные данные
Шифр 656
Количество этажей 6
Высота этажа 2.8
Количество пролетов 4
Место строительства – г. Екатеринбург
Пролет здания L=6м
Шаг колонн B=6,6
Нормативная временная нагрузка а меж этажные перекрытия Р=12кН/м2
Условный расчет сопротивления основания Ro=0.27МПа
1.Компановка каркаса и обеспечение пространственной
ЖЕСТКОСТИ
Каркас проектируемого здания сборный железобетонный и состоит из колонн и ригелей, образующих многоэтажные поперечные рамы с жесткими узлами. Конструктивными элементами здания являются также панели перекрытий, соединяющие рамы в единую пространственную систему, стеновое ограждение (стеновые панели и панели остекления) и фундаменты.
Колонны высотой в два этажа с консолями для опирания ригелей. Привязка колонн: средних – осевая (разбивочные оси совмещаются с геометрическими осями колонн), крайних – нулевая (разбивочные оси совмещаются наружными гранями колонн).
Ригели пролётом 6 м выполняются без предварительно напряженной арматуры с полками для опирания плит.
Наружные стены – навесные. Высота керамзитобетонных стеновых панелей (плотность керамзитобетона – 1000 кг/м3) – 0,9; 1,2; 1,8 м, толщина – 300 мм, высота панелей остекления – 1,2 м.
Каркас здания рамно-связевой. Поперечная жесткость здания обеспечивается работой многоэтажных поперечных рам: колоннами, жестко заделанными в стаканы фундаментов и жестким сопряжением колонн с ригелями.
Продольная жесткость здания обеспечивается работой железобетонных диафрагм и стальных связей расположенных по рядам колонн.
Рис. 1 Компоновочная схема каркаса здания
2.Расчет многоэтажной рамы
2.1.Назначение размеров элементов рамы и определение нагрузок действующих на раму
.Назначение предварительных размеров элементов рамы
- высота ригеля принимается соответственно:
- ширина ригеля принимается в пределах:
Таким образом,
принимается ригель высотой h
=0,7
м, шириной b
.
Предварительные размеры колонн принимаются в соответствии с типовыми конструкциями:
- крайней 400х400. (мм х мм):
- средней 400х600 (мм х мм).
Рис 2 Схема сечения ригеля.
2.2. Сбор нагрузок на поперечную раму
Нагрузка на ригель рамы принимается равномерно распределенной, т.к. количество сосредоточенных сил, действующих на него в местах опирания панелей перекрытия , составляет n=8>5.
Вычисление нагрузок от покрытия и перекрытия с учетом коэффициента надежности по назначению здания n=1 приведено в таблице 2.1.
Таблица 2.1.
Вычисление нагрузок от покрытия и перекрытия
№ п/п |
Наименование нагрузки |
Нормативная нагрузка, кПа |
Коэф. надежности по нагр., γf |
Расчетная нагр.,кПа |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
I. 1.
|
ПОКРЫТИЕ Постоянная (g) Два слоя линокрома
|
0,045 |
1,3
|
0,0585
|
2.
|
Цементная стяжка =25мм; =1,800 т/м3
|
0,45
|
1,3
|
0,585
|
3. |
Утеплитель пенополистирол (ГОСТ 15588) =100мм, =0,100 т/м3
|
0,1 |
1,3 |
0,13 |
4. |
Пароизоляция 1 слой рубероида =3мм =1,250 т/м3
|
0,0375
|
1,3
|
0,049
|
5. |
Ребристая панель покрытия с бетоном замоноличивания ГОСТ 27215-87 1П1, S=16.57м2 m=4,73т
|
2,85 |
1,1 |
3,14 |
|
ИТОГО: gпок = g1+g2+g3+g4+g5 |
3,48 |
|
3,96 |
II.
|
Временная (Vпок) Снеговая
|
0,93
|
1,4
|
1,3
|
|
ПОЛНАЯ: |
4,41 |
|
5,26 |
I. 1.
|
ПЕРЕКРЫТИЕ Постоянная (gпер) Пол: Керамические плитки =13мм; =1,8 т/м3
слой цементного раствора =20мм; =1,8 т/м3
|
0,234
0,36 |
1,1
1,3 |
0,257
0,468 |
2. |
Выравнивающий слой из бетона =20мм; =2200 кг/м3
|
0,44 |
1,3 |
0,572 |
3. |
Железобетонные ребристые перекрытия с бетоном замоноличивания |
2,75 |
1,1 |
3,025 |
|
ИТОГО: gпер = g1+g2+g3 |
3,784 |
|
4,322 |
II. 1.
|
Временная(Vпер) Полезная Перегородки |
12 0,5 |
1,2 1,3 |
14,4 0,65 |
|
ИТОГО: Vпер = V1+V2 |
12,5 |
|
15,05 |
|
ВСЕГО: gпер = gпер + Vпер |
16,284 |
|
19,37 |
Расчет временной нагрузки:
Снеговая нагрузка рассчитывается по формуле из СП20.13330.2011:
,
где
Ce- снос снега с покрытий зданий под действием ветра или иных факторов , т.к. V=3м/с и кровля плоская , то Се считают по формуле из СП20.13330.2011
где
-
принимается по таблице 11.2 СП 20.13330.2011=
1,15;
- ширина покрытия,
принимаемая не более 100 м.
- термический
коэффициент, принимаемый = 1, по
СП20.13330.2011 в соответствии с 10.6
- коэффициент
перехода от веса снегового покрова
земли к снеговой нагрузке на покрытие,
1
принимаемый в соответствии с 10.4
СП20.13330.2011. так как у нас парапет находим
по прил. Г10
Sg
- вес снегового покрова на 1 м
горизонтальной поверхности земли,
принимаемый в соответствии с 10.2
СП20.13330.2011 т.к. 3 район Sg=1.8кПа
So- cнеговая нагрузка при 1
Для расчета снегового мешка находим по формуле:
Таким образом снеговая нагрузка у парапетов будет равна:
Рис 3 Схема снегового нагружения
Ветровая нагрузка
Сводная таблица ветровой нагрузки Табл. 2
№ |
Зависимость k( z) от высоты,м |
Расчетные формулы. |
A С=-1,0 |
B С=-0,8 |
C С=-0,5 |
D С=0,8 |
Е С=-0,5 |
1 |
< 5- k=0,75 |
|
-0,1725 |
-0,138 |
-0,08625 |
0,138 |
-0,0862 |
2 |
10- k=1 |
-0,23 |
-0,184 |
-0,115 |
0,184 |
-0,115 |
|
3 |
16,8 - k=1,17 |
-0,2691 |
-0,21528 |
-0,13455 |
0,21528 |
-0,1345 |
|
1 |
<
5-
|
|
-0,10997 |
-0,08798 |
-0,05498 |
0,087975 |
-0,0549 |
2 |
10- =0,76 |
-0,1311 |
-0,10488 |
-0,06555 |
0,10488 |
-0,0655 |
|
3 |
16,8 - =0,71 |
-0,1433 |
-0,11464 |
-0,07165 |
0,114637 |
-0,0716 |
|
1 |
< 5 |
|
-0,39546 |
-0,31637 |
-0,19773 |
0,316365 |
-0,1977 |
2 |
10 |
-0,50554 |
-0,40443 |
-0,25277 |
0,404432 |
-0,2527 |
|
3 |
16,8 |
-0,57735 |
-0,46188 |
-0,28868 |
0,461883 |
-0,2886 |
Расчетное значение
ветровой нагрузки
определяем как сумму средней
и
пульсационной
составляющих
Нормативное
значение средней составляющей ветровой
нагрузки
в
зависимости от эквивалентной высоты
над
поверхностью земли следует определять
по формуле
,
где
-
нормативное значение ветрового давления
= 0,23 (I район). (см. 11.1.4
СП20.1330) ;
- коэффициент,
учитывающий изменение ветрового давления
для высоты
значения представлены в табл. 2 ( см.
11.1.5 и 11.1.6 СП20.1330);
- аэродинамический коэффициент Табл. 2 (см. 11.1.7 СП20.1330.).
Нормативное значение пульсационной составляющей ветровой нагрузки на эквивалентной высоте следует определять следующим образом:
,
- коэффициент
динамичности, определяемый по рисунку
8 в зависимости от параметра логарифмического
декремента колебаний
=0,3
и параметра
,
который определяется по формуле (11.8)
для первой собственной частоты
=0,95
(I район) СП20.13330;
.
- коэффициент
надежности по нагрузке=1,4 п.11.1.12 СП20.13330.
Зависимость
Табл. 3
Высота z,м |
k (z) |
|
|
< 5 |
0.75 |
0,017321 |
1,23 |
10 |
1.00 |
0,02 |
1,25 |
16,8 |
1.17 |
0,021633 |
1,26 |
Рис 4 - Коэффициенты динамичности
- коэффициент надежности по нагрузке=1,4 п.11.1.12 СП20.13330.
Рис 5 Схема ветровой нагрузки
Вычисляются расчетные нагрузки на 1 погонный метр ригеля:
1. ригель покрытия:
а) постоянная:
- от кровли и
плит:
кН/м;
- от массы ригеля:
кН/м
Где
-
коэффициент=1,1, принимаемый по СП
27.13330.2011
-
коэффициент=1, принимаемый по СП
27.13330.2011
ИТОГО:
28.75
+5.775=34.52кН/м.
б) временная (снеговая):
1,69·6,6·1.1=12,27
кН/м;
Полная расчетная нагрузка:
28.75+5.77+12.27=46.79 кН/м
2. ригель перекрытия:
а) постоянная:
- от пола и
панелей:
кН/м,
- от массы
ригеля:
кН/м;
ИТОГО:
28.52
+5.49= 34,01кН/м.
б) временная:
- от перегородок:
0,65·6,6·1.1
= 4,72 кН/м,
- полезная
нагрузка:
(7,2 + 6,3)·6,6·1.1 = 98.01 кН/м,
ИТОГО:
4,72
+ 98,01= 102,73 кН/м.
Полная расчетная
нагрузка:
46,79
+ 5,775+102,73 = 155,29 кН/м.