Міністерство освіти, науки, молоді та спорту України

Вінницький національний технічний університет

Інститут будівництва, теплоенергетики та теплогазопостачання

Кафедра ПЦБ

Багатоповерхова будівля з неповним каркасом.

Проектування елементів каркасу

Пояснювальна записка

з дисципліни „ Залізобетонні конструкції ”

до курсового проекту за спеціальністю

„Промислове та цивільне будівництво”

08-08.КП.106.00.228 ПЗ

Керівник курсової роботи

к.т.н., доц. Попов В. О. _

_______________________

(підпис)

“__” ___________2012 р.

Розробила студентка гр. 1Б-08

Димчина А. О.

“__” ____________2012 р.

Вінниця ВНТУ 2012

Анотація

В даному курсовому проекті виконано розрахунок і конструювання залізобетонних конструкцій каркасу чотирьохповерхової промислової будівлі, а саме: ребристої плити перекриття, ригеля перекриття, колони першого поверху, монолітного перекриття.

Для кожного елемента прийнятий відповідний клас бетону і відповідно до розрахунків – арматура. Всі умови міцності і стійкості даних конструкцій забезпеченні.

Зміст

Вступ

1. Компонування неповного каркасу будівлі

1.1 Компонування збірного перекриття

1.2 Компонування монолітного варіанту перекриття

1.3 Збір кліматичних навантажень

2. Плита перекриття

2.1 Компонування плити перекриття

2.2 Збір навантажень

2.3 Розрахунок міцності за першою групою граничних станів

2.4 Розрахунок втрат попереднього напруження

2.5 Розрахунок за похилими перерізами

2.6 Розрахунок на утворення тріщин та виникнення їх розкриття

2.7 Розрахунок прогинів

3. Розрахунок ригеля

3.1 Компонування ригеля

3.2 Збір навантажень

3.3 Побудова згинаючих епюр

3.4 Розрахунок за нормальними перерізами в прольоті

3.5 Розрахунок за нормальними перерізами в при опорній ділянці

3.6 Розрахунок інтенсивності поперечного армування

3.7 Побудова епюри матеріалів

4. Розрахунок монолітного перекриття

4.1 Компонування монолітного перекриття

4.2 Збір навантажень

4.3 Розрахунок другорядної балки

5. Розрахунок колони першого поверху

5.1 Компонування перерізу колони

5.2 Збір навантажень

5.3 Розрахунок міцності перерізу ствола колони

5.4 Розрахунок консолі колони

5.5 Конструювання колони

Висновок

Список літератури

Додатки

Вступ

Залізобетонні конструкції являються базою сучасної будівельної індустрії. Їх застосовують: в промисловому, цивільному і промисловому будівництві – для будівель різного призначення; в транспортному будівництві – для метрополітенів, мостів, тунелей; в енергетичеому будівництві – для гідроелектро станцій, атомних реакторів; в гірській промисловості – для надшахтних споруд і кріплення підземних розробок. Таке широке розповсюдження в будівництві залізобетон отримав в наслідок багатьох його позитивних властивостей: довговічність, вогнестійкість, стійкість проти атмосфурних опадів, високому опору статичним і динаміним навантаженням, малих експлуатаційних витрат на утримання будівель і споруд. Велике кількість крупного і мілкого заповнювача робить залізобетон доступним для практичного використання на всій території України.

По зведення розрізняють: збірні залізобетонні конструкції, які виготовляються на заводах будівельної індустрії і потім монтуються на будівельних площадках; монолітні конструкції, повністю зводяться на місці будівництва; збірнормонолітні конструкції, в яких раціонально поєднується використання збірних залізобетонних елементів заводського виготовлення і монолітних частин конструкцій.

В теперішній час збірні залізобетонні конструкції відповідають вимогам індустріалізації будівництва. Хоча слід відмітити що і монолітний бетон з кожним роком отримує все більше використання.

Для півищення несучої спроможності бетону в розтягнуту зону ставлят стальну арматуру чи стальний каркас, який має високий опір не тільки на розтяг, але й на стиск.

1 Компонування неповного каркасу будівлі

1.1 Компонування збірного перекриття

Збірні перекриття завдяки своїй індустріалізації набули великого поширення.

Конструктивні вирішення таких перекриттів ґрунтується на єдиній модульній системі, що дає можливість скоротити число типорозмірів конструкції. Будівництво проводять зі збірних залізобетонних елементів за типовими серіями при уніфікованих сітках колон.

В даній промисловій чотирьохповерховій будівлі з неповним каркасом застосовуються збірні балкові конструкції, що складаються з плит та ригелів. Влаштування перекриття здійснюється на колони та на цегляну стіну по контуру будівлі. Сітка каркасу будівлі в плані має розміри L×B = 7,4×6,6 м, де кількість прольотів – 3, поперечних прогонів – 5 відповідно.

Ригелі житлової будівлі (рис. 1) влаштовують по поперечному прольоті - 7,4 м, при цьому в середньому прольоті ригель опирається жорстко на колони, а в крайніх прольотах одним кінцем шарнірне з’єднання з пілястром цегляної кладки і жорстко з колоною – іншим.

Плити перекриття – ребристі плити обперті на полиці ригелів та на цегляну кладку зовнішньої стіни. Плити мають розміри 1800×6350×400 мм та добірні плити з розміром 650×6350×400 мм. Влаштування плит здійснюють із зазором 50 мм та 40 мм.

Схема розташування елементів зображена на рис. 6.

1.2 Компонування монолітного варіанту перекриття

Монолітний варіант перекриття складається з плити, яка працює по короткому напрямку, другорядних та головних балок. Всі елементи перекриття зв’язані и виконуються з бетону класу С25/30. Суть конструкції монолітного ребристого перекриття в тому що бетон в цілях економії видалений з розтягнутої зони перерізу, де збережені лише ребра, в яких сконцентрована розтягнута арматура.

Поличка ребер – плита з прольотом рівним 1850 мм, тобто відстань між другорядними балками, яка працює на місцевий згин.

Другорядні балки оперті на монолітно зв’язані з ними головні балки та на цегляну стіну. Розташовують їх так щоб вісь однієї з балок співпала з віссю колони. Поперечний переріз другорядної балки 200×400 мм, довжина 6600 мм.

Головні балки розташовані по поперечному прольоті – 7,4 м, мають поперечний переріз 400×800 мм.

Товщину плити з учбовою метою приймаємо рівною 70 мм.

Схема розташування елементів зображена на рис. 7.

1.3 Збір кліматичних навантажень

Кліматичні навантаження відносяться до змінних короткочасних навантажень, основні з них це снігові, температурні, вітрові та ожеледні навантаження. В даному курсовому проекті буде проводитись розрахунок снігових та вітрових навантажень. Це пояснюється тим що дана житлова будівля є опалюваною і розрахунку ожеледних навантажень не потребує.

Район будівництва будівлі – м. Запоріжжя, Запорізька область. Отже, дана будівля за картою районування території України за вагою снігового покриву відноситься до IІІ району, та за значенням вітрового тиску – до IІІ району.

Снігові навантаження:

Граничне розрахункове значення снігового навантаження на горизонтальну проекцію покриття (конструкції) обчислюється за формулою:

S_m=S₀× γ_fm×C [Н/м²]

_де:

• характеристичне значення снігового навантаження S_о = 1240 Н/м² [ ];

• γ_fm=1,0 – коефіцієнт надійності за граничним значенням снігового навантаження [ , табл.. 8.1].

• γ_fe=0,49 коефіцієнт надійності за експлуатаційним значенням снігового навантаження [ , табл.. 8.3].

;

=1 – коефіцієнт переходу від ваги снігового покриву на поверхні ґрунту до снігового навантаження на покрівлю, визначається лінійною інтерполяцією з умов, що μ=1 при α ≤ 25º та μ=0 при α >60º.

C_e = 1, коефіцієнт, що враховує режим експлуатації покрівлі;

C_alt = 1, коефіцієнт географічної висоти, при H<0,5 км;

S_m=1110×1,0×1=1110 Н/м²

Вітрові навантаження:

Граничне розрахункове значення вітрового навантаження визначається за формулою:

,

де:

• характеристичне значення вітрового навантаження W_о = 480 Н/м²;

• γ_fm=1,0 коефіцієнт надійності за граничним значенням вітрового

С ⁼ С_aer C_h C_alt C_rel C_dir C_d ,

С_аеr - аеродинамічні коефіцієнти визначаються залежно від форми споруди або конструктивного елемента, С_аеr= С_e1 =+0,8 та С_e2 = -0,6.

C_h - коефіцієнт висоти споруди враховує збільшення вітрового навантаження залежно від висоти споруди або її частини, що розглядається, над поверхнею землі (Z), типу навколишньої місцевості. Тип місцевості, що оточує будівлю чи споруду, визначаються для кожного розрахункового напрямку вітру і становить:

IV – міські території, на яких принаймні 15% поверхні зайняті будівлями, що мають середню висоту понад 15 м.

C_h20=2,1.

С_аlt - коефіцієнт географічної висоти враховує висоту H (в кілометрах) розміщення будівельного об'єкта над рівнем моря і обчислюється за формулою:

C_alt = 4H – 1 (H > 0,5 km); C_alt = 1 (H < 0,5 км).

C_alt = 1.

С_rеl - коефіцієнт рельєфу враховує мікрорельєф місцевості поблизу площадки розташування будівельного об'єкта і приймається таким, що дорівнює одиниці, за винятком випадків, коли об'єкт будівництва розташований на пагорбі або схилі.

С_rеl = 1.

C_dir - коефіцієнт напрямку враховує нерівномірність вітрового навантаження за напрямками вітру і, як правило, приймається таким, що дорівнює одиниці. Значення C_dir, що відрізняється від одиниці, допускається враховувати при спеціальному обґрунтуванні тільки для відкритої рівнинної місцевості та при наявності достатніх статистичних даних.

C_dir=1.

C_d - коефіцієнт динамічності враховує вплив пульсаційної складової вітрового навантаження і просторову кореляцію вітрового тиску на споруду.

C_d=0,95.

Отже:

Навантаження від вітру з навітряної сторони складає:

W_m=460×1,0×0,8×2,1×1×1×1×0,95=734,16 Н/м²

Навантаження від вітру з підвітряної сторони складає:

W_m=460×1,0×0,6×2,1×1×1×1×0,95=550,62 Н/м²

Сумарне навантаження: W_m = 1284,78 Н/м²