Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Проектирование несущих конструкций многоэтажного гражданского здания из монолитного железобетона. Методические указания к курсовому проекту для обучаю
.pdf
Министерство образования и науки Российской Федерации
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра железобетонных и каменных конструкций
ПРОЕКТИРОВАНИЕ НЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЙ
МНОГОЭТАЖНОГО ГРАЖДАНСКОГО ЗДАНИЯ
ИЗ МОНОЛИТНОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОНА
Методические указания к курсовому проекту
для обучающихся по направлению подготовки 08.03.01 Строительство,
профиль «Строительство инженерных, энергетических,
гидротехнических и природоохранных сооружений»
Составитель А.Д. Истомин
ISBN 978-5-7264-1483-6
Москва 2017
© Национальный исследовательский
Московский государственный
строительный университет, 2017
© Оформление.
ООО «Ай Пи Эр Медиа», 2017
СТРОИТЕЛЬСТВО
УДК 624.012.4:626
ББК 38.5
П79
Рецензент — доктор технических наук, профессор А.Г. Тамразян,
заведующий кафедрой ЖБК НИУ МГСУ
П79 Проектирование несущих конструкций многоэтажного гражданско-
го здания из монолитного железобетона [Электронный ресурс] : методические указания к курсовому проекту для обучающихся по направлению подготовки 08.03.01 Строительство, профиль «Строительство инженерных, энергетических, гидротехнических и природоохранных сооружений» / сост.
А.Д. Истомин ; М-во образования и науки Рос. Федерации, Нац. исследоват.
Моск. гос. строит. ун-т ; каф. железобетон. и камен. констр. — Электрон. дан. и
прогр. (7 Мб). — Москва : Изд-во Моск. гос. строит. ун-та, 2017. — Режим до-
ступа: http://www.iprbookshop.ru/. — Загл. с титул. экрана.
ISBN 978-5-7264-1483-6 (сетевое)
ISBN 978-5-7264-1482-9 (локальное)
Рассмотрено проектирование многоэтажного гражданского здания с неполным
железобетонным каркасом. Дана компоновка конструктивной схемы ребристого перекрытия, расчет и конструирование плиты, второстепенной балки, колонны, фундамента и простенка первого этажа.
Для обучающихся по направлению подготовки 08.03.01 Строительство, про-
филь «Строительство инженерных, энергетических, гидротехнических и природоохранных сооружений» всех форм обучения.
Учебное электронное издание
© Национальный исследовательский
Московский государственный
строительный университет, 2017
© Оформление.
ООО «Ай Пи Эр Медиа», 2017
Редактор Е.А. Копылова
Технический редактор А.В. Кузнецова
Корректор С.И. Хиль
Компьютерная верстка С.С. Сизиумовой
Дизайн первого титульного экрана Д.Л. Разумного
Для создания электронного издания использовано:
Microsoft Word 2007, приложение pdf2swf из ПО Swftools, ПО IPRbooks Reader,
разработанное на основе Adobe Air
Подписано к использованию 13.02.2017. Объем данных 7 Мб.
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Национальный исследовательский
Московский государственный строительный университет»
129337, Москва, Ярославское ш., 26.
Издательство МИСИ–МГСУ.
Тел. (495) 287-49-14, вн. 13-71, (499) 188-29-75, (499) 183-97-95.
E-mail: ric@mgsu.ru, rio@mgsu.ru.
Тел. 8-800-555-22-35, (8452) 24-77-97, вн. 208,
E-mail: izdat@iprmedia.ru, mail@iprbookshop.ru.
ООО «Ай Пи Эр Медиа».
www.iprbookshop.ru
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. КОМПОНОВКА КАРКАСА ЗДАНИЯ ......................................................... 5
2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ МОНОЛИТНОГО РЕБРИСТОГО
ПЕРЕКРЫТИЯ С БАЛОЧНЫМИ ПЛИТАМИ ............................................. 6
2.1. Компоновка перекрытия .............................................................................. 6
2.2. Материалы для изготовления перекрытия ................................................. 7
2.3. Общие положения расчета ........................................................................... 7
2.4. Последовательность расчета плиты ............................................................ 9
2.5. Последовательность расчета второстепенной балки............................... 10
2.6. Пример расчета монолитного ребристого
перекрытия с балочными плитами ............................................................ 12
3. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ ....................................... 46
3.1. Исходные данные ....................................................................................... 46
3.2. Определение усилий в колонне ................................................................. 47
3.3. Расчет по прочности колонны ................................................................... 50
4. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ ...... 55
4.1. Исходные данные ....................................................................................... 55
4.2. Определение размера стороны подошвы фундамента ............................ 55
4.3. Определение высоты фундамента............................................................. 56
4.4. Расчет на продавливание ........................................................................... 58
4.5. Определение площади арматуры фундамента ......................................... 60
5. РАСЧЕТ ПРОСТЕНКА КИРПИЧНОЙ СТЕНЫ ........................................ 62
5.1. Исходные данные ....................................................................................... 62
5.2. Определение усилий в простенке ............................................................. 62
5.3. Расчет по прочности простенка................................................................. 65
ВОПРОСЫ К ЗАЩИТЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА ........................................ 67
Библиографический список .............................................................................. 69
Приложения ....................................................................................................... 70
4
tfn
Mdd0
1. КОМПОНОВКА КАРКАСА ЗДАНИЯ
На основе архитектурной части проекта, геологических условий,
технологических и экономических требований к будущему сооружению
проектировщик должен создать несущую систему здания — его каркас.
В курсовом проекте рассматривается здание с неполным каркасом,
то есть с наружными несущими кирпичными стенами и внутренним
каркасом из монолитного железобетона. Здание имеет жесткую конструктивную схему. Это означает, что горизонтальные и часть вертикальных нагрузок воспринимаются наружными и внутренними кирпичными стенами. Вертикальные нагрузки от монолитных железобетонных перекрытий передаются на стены и железобетонные колонны
каркаса. Кирпичные стены опираются на ленточные фундаменты, колонны опираются на отдельные железобетонные фундаменты.
Глубина заложения фундаментов определяется многими факторами. В проекте при назначении глубины заложения фундаментов ограничимся требованием, чтобы подошва фундамента находилась ниже
глубины промерзания грунта в заданном регионе. Согласно п. 5.5.3 [1],
нормативную глубину сезонного промерзания грунта dfn определяем по
формуле:
,
где Mt — сумма абсолютных значений среднемесячных отрицательных
температур в данном регионе (см. задание);
d0 — величина в метрах, принимаемая равной:
0,23 — для глин и суглинков;
0,28 — для мелких и пылеватых песков;
0,3 — для песков гравелистых, крупных и средней крупности;
0,43 — для крупнообломочных грунтов.
5
Наименование
элемента
Пролет, м
Размеры сечений элементов
высота, см
ширина, см
Плита
Lf = 1,8...2,7
hf = 6, 7, 8*
100/условная/
Второстепенная
балка
L
s.b
= 4,8...6,6
h
s.b
= (1/12...1/20)L
s.b
b
s.b
= (0,4...0,5)h
s.b
Главная балка
L
m.b
= 5,4..7,8
h
m.b
= (1/8...1/15)L
m.b
b
m.b
= (0,4...0,5)h
m.b
2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ МОНОЛИТНОГО РЕБРИСТОГО
ПЕРЕКРЫТИЯ С БАЛОЧНЫМИ ПЛИТАМИ
2.1. КОМПОНОВКА ПЕРЕКРЫТИЯ
Ребристое монолитное перекрытие представляет собой систему
главных и второстепенных балок (балочную клетку), объединенных
поверху монолитно связанной с ними плитой. Главные балки перекрытия опираются на стены и колонны здания и могут располагаться параллельно или перпендикулярно по отношению к направлению продольных стен. Второстепенные балки располагаются перпендикулярно
главным балкам с шагом, равным В/2, В/3 или В/4, где В — пролет
главной балки (см. лист 1 графической части курсового проекта).
Принимаемые направления, пролеты, шаг и размеры поперечных
сечений балок должны удовлетворять технологическим, архитектурным, конструктивным и экономическим требованиям. Средством для
получения наиболее рационального решения перекрытия при соблюдении вышеперечисленных требований может служить вариантное сравнение нескольких компоновок перекрытия. В учебном проекте такое
сравнение не выполняется, геометрические параметры элементов перекрытия принимаются в соответствии с рекомендациями табл. 1 при соблюдении требований единой модульной системы.
П р и м е ч а н и е : * ― рекомендуемая толщина плиты hf = 1/30Lf .
Размеры пролетов балок следует принимать кратными 60 см, размеры поперечных сечений — кратными 5 см.
Рекомендуемые размеры сечений элементов перекрытий
6
Таблица 1
Крайние оси здания рекомендуется располагать с нулевой привязкой к внутренней грани стены.
Пролеты плиты (шаг второстепенных балок) должны приниматься
равными или отличающимися не более чем на 20 %. Предпочтительно
крайние пролеты делать несколько меньшими средних.
Опирание элементов на стены не должно быть менее: для плиты —
12 см, второстепенной балки — 25 см, главной балки — 38 см (кратно
половине кирпича).
2.2. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕРЕКРЫТИЯ
Для монолитных перекрытий рекомендуется применять бетон проектного класса по прочности на сжатие не менее В15.
Коэффициент условия работы b1 бетона принимается согласно
п. 6.1.12 [2] равным:
1,0 — при непродолжительном (кратковременном) действии
нагрузки;
0,9 — при продолжительном (длительном) действии нагрузки.
Для армирования плиты и опорных сечений второстепенных балок
рекомендуется применять арматурные сварные сетки, изготовляемые
по ГОСТ 8478-81 «Сетки сварные для железобетонных конструкций».
В учебном проекте, кроме того, допускается применение нестандартных сеток, рекомендуемых настоящими методическими указаниями.
В зависимости от направления рабочей арматуры по отношению к
длине сетки различают сетки с продольной, поперечной рабочей арматурой и рабочей арматурой в обоих направлениях. Арматура рабочего
направления имеет больший (в отдельных случаях равный) диаметр,
чем монтажная. Маркировка сеток приведена в ГОСТ 8478-81.
Рабочую арматуру сеток изготовляют из стали класса B500 диаметром 3…8 мм, из стали класса А400 — диаметром 6 мм и выше.
Продольную рабочую арматуру каркасов второстепенных балок
рекомендуется изготовлять из стали класса А400, А500 или А500С, хомуты — из арматурной стали A240, А300 или А400.
2.3. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАСЧЕТА
Элементы монолитного ребристого перекрытия (плиту, второстепенную балку и главную балку) рассчитывают отдельно. Расчет главной балки в курсовом проекте для сокращения его объема не приводится.
7
ff
Lh 30/1
0
5,0 bhRQbt
fff
hhb
;
f
b
f
h
Для элементов с размерами, принятыми в соответствии с рекомендациями табл. 1, достаточно выполнить прочностной расчет (расчет по
первой группе предельных состояний), поскольку в этом случае требования, предъявляемые к элементам в отношении ограничения раскрытия трещин и прогибов (расчет по второй группе предельных состояний), выполняются автоматически.
Подсчет нагрузок на отдельные элементы перекрытия, несмотря на
его монолитность, ведется как для разрезных конструкций.
Монолитная плита, сопряженная с главными и второстепенными
балками, при отношении пролетов l03/l02 2 (см. лист 1 графической
части работы) работает на изгиб более интенсивно в направлении, перпендикулярном направлению второстепенных балок. Поскольку
плита по направлению второстепенных балок имеет постоянное сечение и равномерное нагружение, расчет производится для условной
ее ширины, равной 1,0 м, как многопролетной неразрезной балки
сечением b hf = 1,0 м hf .
Работа участков плиты, защемленных по четырем сторонам (во
второстепенные и главные балки), отличается от работы участков у
торцевых стен здания, заделанных по трем сторонам и свободно опертых одной стороной на стену. В первом случае на работу благоприятное действие оказывают возникающие распоры. Поэтому расчет следует выполнять дважды: для полос, условно вырезанных в средней части
здания, и для полос, расположенных у торцовых стен.
Расчет плиты производится только на действие изгибающих моментов, поскольку при
соблюдается условие (п. 8.1.33) [2]:
.
Второстепенная балка рассчитывается на действие изгибающих
моментов и поперечных сил как многопролетная неразрезная балка
таврового сечения с размерами полки:
,
где
— расчетная ширина полки (см. расчета второстепенной балки —
п. 2.6.3);
— расчетная толщина полки;
hf — толщина плиты.
8
22
01
c
b
Ll
bs,
f
bsf
bLl
,02
;
11
2
01
1
ql
MM
B
2.4. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ РАСЧЕТА ПЛИТЫ
Расчеты выполняются в следующей последовательности:
1. Выделяются две расчетные полосы плиты А и Б (см. лист 1 гра-
фической части работы).
2. Назначается расчетная схема балочной плиты — многопролетная
неразрезная балка.
3. Определяются расчетные нагрузки, включающие вес 1 м2 кон-
струкции пола g
, перегородок gw, собственный вес 1 м2 плиты gf:
пол
g
= h
пол
gw = hw 1,0 1,0 w f, кН/м2 ;
1,0 1,0
fпол
f, кН/м2;
bпол
gf = hf 1,0 1,0 b f, кН/м2
и полезную нагрузку р, нормативное значение которой приведено в задании к курсовому проекту.
Нагрузка от веса пола рассчитывается в зависимости от приведенного в задании его состава.
Нагрузка от перегородок условно принимается одинаковой для
всех заданий, равной 1,75 кН/м2 (см. табл. 2).
При грузовой полосе шириной в 1 м погонные нагрузки численно
равны нагрузкам на 1 м2.
4. Вычисляются расчетные пролеты соответственно для крайнего и
средних участков плиты:
;
,
где — привязка наружной стены к разбивочной оси;
с — глубина опирания плиты на стену.
5. Вычисляются изгибающие моменты с учетом перераспределения
внутренних усилий в сечениях:
в крайнем пролете и на первой промежуточной опоре по формуле:
9
16
2
02
2
ql
MM
C
cb
Ll
bs,bm,
;
22
03
bm
bLl
,04
в средних пролетах и на средних опорах по формуле:
.
6. Назначаются проектный класс бетона, тип армирования и класс
арматуры с соответствующими расчетными прочностными характеристиками.
7. Определяется требуемое количество продольной арматуры в соответствующих сечениях по формулам для расчета изгибаемых элементов прямоугольного сечения. Расчетная высота принимается равной:
h0 = hf – a = hf − 1,5 см.
2.5. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ РАСЧЕТА ВТОРОСТЕПЕННОЙ БАЛКИ
Расчет второстепенной балки производят в следующей последова-
тельности:
1. Второстепенная балка рассчитывается как многопролетная неразрезная балка, загруженная равномерно распределенной нагрузкой q.
Вычисляются расчетные пролеты:
крайние:
где L — пролет второстепенной балки;
с
— глубина опирания балки на стену,
s.b
bmb — ширина главной балки;
средние:
.
2. Производится подсчет расчетных погонных нагрузок на балку по
формулам:
где g
g = (g
— собственный вес второстепенной балки с участком плиты
s.b
пол
+ g
вр.нагр.
) + g
s.b
,
шириной ls;
10
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]