Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

<< Уфимский государственный нефтяной технический университет >>

Кафедра “Строительные конструкции”

Пояснительная записка к курсовой работе


по дисциплине «Строительные конструкции»


на тему «Конструкции многоэтажного промышленного здания»

Выполнил: студент группы БПС 12-01 Гатауллин А.В.

Проверил: ст. преподаватель Сафронова Е.П

Уфа-2015

Содержание

Исходные данные…………………………………………………………………4

1. Общие данные для проектирования ………………………………………….4

2.Компоновка конструктивной схемы сборного перекрытия …………………4

3.Расчет ребристой плиты по предельным состояниям первой группы………5

3.1 Усилия от расчетных и нормативных нагрузок…………………………..6

3.2 Установление размеров сечения плиты…………………………………..6

3.3 Характеристики прочности бетона и арматуры………………………….7

3.4 Расчет прочности плиты по сечению, нормальному к продольной оси..8

3.5 Расчет полки плиты на местный изгиб……………………………………8

3.6. Расчет прочности ребристой плиты по сечению, наклонному к продольной оси……………………………………………………………………9

4. Расчет ребристой плиты по предельным состояниям второй группы…….10

4.1 Определение геометрических характеристик приведенного сечения...10

4.2 Определение потерь предварительного напряжения арматуры……….10

4.3 Расчет по образованию трещин, нормальных к продольной оси……...12

4.4 Расчет по раскрытию трещин, нормальных к продольной оси………..13

4.5 Расчет прогиба плиты…………………………………………………….14

5. Определение усилий в ригеле поперечной рамы…………………………...15

5.1 Вычисление изгибающих моментов в расчетных сечениях ригеля…...16

5.2 Перераспределение моментов под влиянием образования пластических шарниров в ригеле……………………………………………………………….17

5.3 Опорные моменты ригеля на грани колонны…………………………...18

5.4 Поперечные силы ригеля…………………………………………………19

6. Расчет прочности ригеля по сечениям нормальным к продольной оси…...19

6.1 Характеристики прочности бетона и арматуры………………………...19

6.2 Определение высоты сечения ригеля……………………………………19

7. Расчет прочности ригеля по сечениям, наклонным к продольной оси……20

7.1 Расчет прочности по наклонному сечению…………………………….20

8. Конструирование арматуры ригеля………………………………………….22

9. Определение усилий в средней колонне…………………………………….23

9.1 Определение продольных сил от расчетных нагрузок…………………23

9.2 Определение изгибающих моментов колонны от расчетных нагрузок.24

10. Расчет прочности средней колонны………………………………………..25

10.1 Характеристики прочности бетона и арматуры……………………..25

10.2 Подбор сечений симметричной арматуры…………………………...26

11. Конструирование арматуры колонны……………………………………...28

Список использованной литературы…………………………………………...29

Задание на курсовой проект «Конструкции многоэтажного промышленного здания»

Исходные данные

1. Место постройки: г. Москва

2. Количество этажей/пролетов: 3/3

3. Высота этажа: 4,8 м

4. Сетка колонн: 9*6 м

5. Здание: с подвалом

6. Нормативная временная нагрузка на перекрытие, Н/м²: полная – 5000, кратковременная – 1500

7. Плита перекрытия: ребристая

8. Сопряжение ж/б ригеля с колоннами – жесткое

9. Стеновые панели – навесные

1. Общие данные для проектирования

Трехэтажное каркасное здание с подвальным этажом имеет размер в плане 27*36 м и сетку колонн 6*9 м. Высота этажей 4,8 м. Стеновые панели навесные из легкого бетона, в торцах здания замоноличиваются совместно с торцевыми рамами, образуя вертикальные связевые рамы. Стены подвала – из бетонных блоков. Нормативное значение временной нагрузки =5000 Н/м² , в том числе кратковременной нагрузки – 1500 Н/м², коэффициент надежности по нагрузке _f =1,2, коэффициент надежности по назначению здания _п=0,95. Снеговая нагрузка – по 3 району. Температурные условия нормальные, влажность воздуха выше 40 %.

2 Компоновка конструктивной схемы сборного перекрытия

Ригели поперечных рам – трехпролетные, на опорах жестко соединены с крайними и средними колоннами. Плиты перекрытий, предварительно напряженные ребристые. В продольном направлении жесткость здания обеспечивается вертикальными связями, устанавливаемыми в одном пролете в каждом ряду колонн. В поперечном направлении жесткость здания обеспечивается по рамно-связевой системе: ветровая нагрузка через перекрытия, работающие как горизонтальные жесткие диски, передается на торцевые стены, выполняющие функции вертикальных связевых диафрагм, и поперечные рамы.

3 Расчет ребристой плиты по предельным состояниям первой группы

Предварительно задаемся размерами сечения ригеля: 1/12*900=75 см; 25 см; расчетный пролет6000-250/2=5880 мм=5,88 м.

Подсчет нагрузок на 1 м² перекрытия приведен в таблице 1.

Расчетная нагрузка на 1 м длины с учетом коэффициента надежности по назначению здания _п=0,95:

постоянная 4,77 кН/м;

полная 12,75 кН/м;

временная 8 кН/м.

Нормативная нагрузка на 1 м длины:

постоянная 4,18 кН/м;

полная 10,88 кН/м;

в том числе постоянная и длительная 8,88 кН/м.

Таблица 1 – Сбор нагрузок на перекрытие

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, Н/м2	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка, Н/м2
Постоянная: Собственный вес ребристой плиты То же слоя цементного раствора, =20 мм (=2200 кг/м3) То же керамических плиток, =13 мм(=1800кг/м3)	2500 440 240	1,1 1,3 1,1	2750 570 264

Продолжение таблицы 1

Итого Временная В том числе: длительная кратковременная	3180 5000 3500 1500	- 1,2 1,2 1,2	3584 6000 4200 1800
Полная нагрузка В том числе: Постоянная (3180 Н/м2)и длительная (3500 Н/м2) кратковременная	8180 6680 1500	- - -	9584 - -

3.1 Усилия от расчетных и нормативных нагрузок

От расчетной нагрузки

12,75*5,88²/8=55,1 кН*м;

12,75*5,88/2=37,485 кН;

От нормативной полной нагрузки

47 кН*м;

32 кН;

От нормативной постоянной и длительной нагрузки

38,38 кН*м.

3.2 Установление размеров сечения плиты

Высота сечения ребристой плиты 588/20=30 см; рабочая высота сечения 30-3=27 см, ширина верхней полки 136 см. Расчетная толщина сжатой полки таврового сечения 5 см; 5/30= 0,167 >0,1, ширина полки 136 см; расчетная ширина ребра2*7=14см.

Рисунок 1. Поперечное сечение ребристой плиты

3.3 Характеристики прочности бетона и арматуры

Ребристую предварительно напряженную плиту армируют стержневой арматурой класса А-V с электротермическим натяжением на упоры форм. К трещиностойкости плиты предъявляют требования 3-й категории. Изделие подвергают тепловой обработке при атмосферном давлении.

Бетон тяжелый класса В-20, соответствующий напрягаемой арматуре. Призменная прочность нормативная 15 МПа, расчетная 11,5 МПа; коэффициент условий работы бетона _b2=0,9; нормативное сопротивление при растяжении 1,4 МПа, расчетное 0,9 МПа; начальный модуль упругости бетона 27000 МПа; Передаточная прочность бетона устанавливается 0,75.

Арматура продольных ребер – класса- А-V, нормальное сопротивление 785 МПа, расчетное сопротивление 680 МПа; модуль упругости 190000 МПа. Предварительное напряжение арматуры 0,6*785=470 МПа.

При электротермическом способе натяжения 30+360/30+360/6=90 МПа; 470+90=560<785МПа – условие выполняется.

Предельное отклонение предварительного напряжения:

Где n=2-число напрягаемых стержней плиты. Коэффициент точности натяжения при благоприятном влиянии предварительного напряжения

При проверке по образованию трещин в верхней зоне плиты при обжатии принимают

Предварительное напряжение с учетом точности напряжения МПа.

3.4 Расчет прочности плиты по сечению, нормальному к продольной оси Изгибающий момент от расчетной нагрузки 55,1 кН*м.

Сечение тавровое с полкой в сжатой зоне.

=0,055; х=h₀=0,055*27=1,485< 5 см – нейтральная ось проходит в пределах сжатой полки; =0,9725.

=0,085-0,008R_b=0,85-0,008*0,9*11,5=0,77.

Граничная высота сжатой зоны:

Коэффициент условий работы:

где =1,15 – для арматуры класса А-V; принимаем .

Площадь сечения растянутой арматуры:

2,68 см²

Принимаем 2 14 ммA-V с площадью 3,08 см².