Курсовой проект на тему проектирование конструкций многоэтажного зданий по дисциплине железобетонные и каменные конструкции ПГУ
.pdf
s = i Ce Ct sk=0,8 1 1 2,26=1,808 кН/м2;
где:
i— коэффициент формы снеговых нагрузок (см.т. 5.2 [3]) принимаем для плоских кровель
I=0,8 ;
|
sk = 1,45 + 0,60 (A −125) /100 (схема 2а для г. Витебска) |
|
А-высота над уровнем моря(принимаем по заданию) |
|
sk = 1,45 + 0,60 (260 −125) /100= 2,26 |
|
sAd — расчетное значение для чрезвычайных снеговых нагрузок на грунт для определенной |
|
местности (см. 4.3); |
|
Се — коэффициент окружающей среды (рекомендуемое значение 1); |
|
Сt — температурный коэффициент (рекомендуемое значение 1); |
|
Cesl — коэффициент перехода к чрезвычайным снеговым нагрузкам. |
|
Таким образом, расчетное значение снеговой нагрузки( на один метр длины ригеля покрытия): |
Sd= f |
s l =1,5 1,808 5,95 =16,14кН / м - расчётное значение временной нагрузки на перекрытие, |
приведенное к одному метру длины ригеля.
4.2 Вычисление изгибающих моментов в расчетных сечениях ригеля
Опорные и пролетные моменты вычислялись в программном комплексе“Autodesk Robot
Structural Analysis Professional“
Схема нумерации стержней и узлов:
Рис. 4.Схема нумерации стержней и узлов
13
Координаты узлов и стержней:
Схемы загружения ригелей.
ВН1 (постоянная нагрузка)
Рис. 5. Первый вариант нагружения поперечной рамы
14
ВН 2 (Снеговая нагрузка)
Рис. 6. Второй вариант нагружения поперечной рамы
ВН 3 (Временная по междуэтажным ригелям)
Рис. 7. Третий вариант нагружения поперечной рамы.
15
ВН 4(Временная через один пролёт, начиная с крайнего)
Рис. 8. Четвёртый вариант нагружения поперечной рамы
ВН5 (Временная через один пролёт, начиная со второго)
Рис. 9.Пятый вариант нагружения поперечной рамы
16
ВН6 (Временная нагрузка в двух крайних пролётах, далее через один)
Рис. 10. Шестой вариант нагружения поперечной рамы
Эпюры изгибающих моментов.
От КН1.
Рис. 11. Эпюры моментов от первой комбинации нагрузок
17
От КН2.
Рис. 12. Эпюры моментов от второй комбинации нагрузок От КН3.
Рис. 13. Эпюры моментов от третьей комбинации нагрузок
18
От КН4.
Рис. 14. Эпюры моментов от четвертой комбинации нагрузок
Здесь ВН – вариант нагружения, КН – комбинация нагружений, общий эффект которых в одной комбинации вычисляется по формуле: Ed = Gd + 0 Sd + Qd ,
Где |
Ed |
- эффект воздействия; |
Gd |
- расчётное значение постоянной нагрузки; |
Sd |
- расчётное значение снеговой нагрузки; |
Qd |
- расчётное значение временной нагрузки (является преобладающей); |
0 |
- коэффициент сочетания для снеговой нагрузки (для РБ принимается 0,7); |
- понижающий коэффициент.
Для данной расчетной схемы приняты следующие варианты нагружений: ВН1 – постоянная нагрузка от собственного веса элементов конструкций; ВН2 – снеговая нагрузка; ВН3 – временная нагрузка по всем междуэтажным пролетам;
ВН4 – временя нагрузка через один междуэтажный пролёт, начиная с крайнего левого; ВН5 – временная нагрузка через один междуэтажный пролёт, начиная со второго; ВН6 – временная нагрузка в двух крайних пролётах и далее через один.
В соответствии с принятыми вариантами нагружений, образуем следующие комбинации нагружений:
1) КН1=0,85ВН1+0,7ВН2+ВН3; 2) КН2=0,85ВН1+0,7ВН2+ВН4; 3) КН3=0,85ВН1+0,7ВН2+ВН5; 4) КН4=0,85ВН1+0,7ВН2+ВН6;
Для двух крайних ригелей второго этажа строим огибающие эпюры изгибающих моментов, а также эпюры изгибающих моментов после перераспределения внутренних усилий вследствие образования пластических шарниров в опорных сечениях с наибольшим по абсолютному значению опорным моментом:
19
Эпюры моментов ригеля при различных комбинациях схем нагружения строят по данным отчета: Вариант нагружения №1
Вариант нагружения №2
Вариант нагружения №3
Вариант нагружения №4
20
Эпюра моментов ригеля М кНм |
|||||
Комбинация 1 |
Комбинация 2 |
Комбинация 3 |
Комбинация 4 |
||
|
|
297,73 |
|
|
|
|
|
294,85 |
289,91 |
|
286,00 |
|
|
277,21 |
286,00 |
|
|
|
|
|
276,66 |
||
|
|
273,66 |
|
||
256,48 |
|
|
|
||
|
|
|
269,74 |
||
|
|
|
|
||
251,17 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
248,75 |
|
|
|
|
|
|
|
150,04 |
141,41 |
|
141,41 |
|
|
|
|
||
109,05 |
|
|
|
|
|
209,16 |
64,07 |
251,14 |
242,29 |
51,68 |
239,87 |
|
|||||
|
|
|
|
141,47 |
|
|
154,72 |
|
|
|
147,66 |
|
|
154,54 |
|
153,80 |
|
|
160,65 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выравнивающая эпюра моментов М кНм |
|||||
26,8 |
|
|
|
|
24,45 |
|
|
|
|
|
|
23,8 |
|
86,31 |
78,76 |
|
21,71 |
|
30,4 |
|
|
28,52 |
|
|
89,32 |
81,5 |
|
|
|
|
|
|
|
||
Эпюра моментов после перераспределения усилия М кНм |
|||||
283,28 |
|
|
|
|
310,45 |
|
|
|
|
|
|
|
|
208,41 |
|
|
|
232,96 |
164,83 |
163,53 |
261,58 |
191,05 |
182,32 |
|
21
4.3 Расчёт прочности ригеля по сечениям, нормальным к продольной оси
4.3.1 Характеристики прочности бетона и арматуры
Для изготовления сборного ригеля принимаем бетон класса С fck = 30MПа, fc,cube=37MПа, fcm=38MПа, fctm=2,9MПa, fcd=fck/
30 37
c =30/1,5=20МПа (где c
- коэффициент безопасности по бетону, принят равным 1,5 т.4.6 [1]);
Для армирования принимаем продольную арматуру S500. Определим расчетные характеристики для арматуры S500. Нормативное сопротивление арматурырастяжению:
= 500 МПа
fyd =
f
yk s
(
|
s |
|
- частный коэффициент для арматуры,
|
s |
|
=1,15)
Поперечную арматуру – из стали класса S240, fyk=240 МПа; армирование сварными сетками и каркасами.
4.3.2 Определение высоты сечения ригеля. Подбор арматуры.
Определение высоты сечения ригеля:
Высоту сечения подбирают по опорному моменту при = 0,35, поскольку на опоре момент определен с учетом образования пластического шарнира. Принятое же сечение ригеля следует затем проверить по пролетному моменту (если он больше опорного) так, чтобы относительная высота сжатой зоны была lim и исключалось переармированное
неэкономичное сечение. При = 0,35 находят значение m = 0,242, а также m,lim = 0,387 |
: |
m,lim m , значит разрушение по арматуре. |
|
|||||||||
Вычисляем d: |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
M |
|
|
|
261, 58 10 |
6 |
|
|
d = |
|
|
sd |
= |
|
= 532, 6мм |
- принимаем h = 700 мм исходя из |
|||
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
m |
|
f |
cd |
b |
0, 242 1 20 200 |
|
|
|
|
|
|
|
w |
|
|
|
|
||
конструктивных соображений Подбор продольной арматуры:
Сечение в первом пролете, сечение во втором пролёте (наибольшее значение): Msd= 191,05кНм;
d = h – 45-7 = 700-52 = 648 мм.
|
|
= |
|
M |
sd |
|
|
= |
191050000 |
|
= 0, 057 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м |
f |
|
b |
|
d |
2 |
|
20 400 648 |
2 |
|
|
|
cd |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
w |
|
|
|
|
|
|
||
Относительное плечо внутренней пары силы:
= dz
Где |
c |
0 |
AS1 =
|
|
m |
|
|
|
|
|
= 0,5 + 0, 25 − |
= 0,5 + |
0, 25 − |
0, 057 |
= 0,97 |
|||
|
|
||||||
|
|
c0 |
|
1,947 |
|
||
|
w |
|
0,81 |
|
|
|||
= |
|
c |
= |
|
|
=1, 947 |
|
|
k |
|
0, 416 |
|
|||||
|
2 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
Msd |
|
= |
191050000 |
= 698, 73мм2 = 6,99cм2 |
||||
fyd d |
435 0,97 648 |
|||||||
|
|
|||||||
Принимаем 6 14 S500 с AS1 = 923 мм2.
Сравним площадь принятой арматуры с минимально допустимой площадью армирования:
1, ≥ ,
22