Строительные конструкции

Содержание

 

1. Задание на курсовое проектирование

2. Компоновка элементов здания 3

2.1 Выбор колонн 4

2.2 Выбор двухскатной  балки 5

2.3 Плиты покрытия 5.1

2.4 Подкрановые балки...........................................................................................6

3. Статический расчет панели 6

4. Назначение размеров для расчета панели 8

4.1 Характеристики прочности арматуры 8

4.2 Характеристики прочности бетона 9

5. Расчет прочности по первой группе предельных состояний 10

5.1 Расчет прочности по нормальным сечениям 10

5.2 Расчет прочности по наклонным сечениям 12

6. Расчет панели оп предельным состояниям второй группы 13

6.1 Геометрические характеристики  приведенного сечения 13

6.2 Потери предварительного напряжения арматуры 14

6.3 Расчет по образованию трещин, нормальных к продольной оси 16

6.4 Расчет по образованию трещин, наклонных к продольной оси 17

6.5 Определение кривизны панели на участках с трещинами в растянутой зоне 18

6.6 Определение прогиба панели 18

7. Выбор крана для монтажа панели 19

Список используемой литературы 21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Компоновка элементов здания

Здание двухпролетное. Пролет здания 12 м., шаг колонны 12 м.. Снеговая нагрузка по V географическому району. Здание проектируют из типовых элементов с соблюдением норм строительного проектирования и единой модульной системы.

В целях сохранения однотипности элементов  покрытия колонны крайнего ряда располагают так, чтобы разбивочная ось ряда колонн проходила на расстоянии 250мм. От наружной грани колонн при шаге колонны больше 6м. Крайние поперечные разбивочные оси смещают от оси торцевых колонн на 500мм.

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1. Компоновочная  схема здания

1-колонна крайнего  ряда; 2-колонна среднего ряда; 3-двускатная балка покрытия; 4-подкрановая балка; 5-ребристая плита покрытия; l-пролет здания; l_K-шаг колонн; l-расстояние от разбивочной оси колонны до оси подкрановой балки, равно 0,75 м; L_K-пролет мостового крана; H, H_B, H_H, h_B, h_H- размеры колонны

 

 

2.1 Выбор колонн

Для одноэтажного двухпролетного здания, имеющих пролет до 24 м., высотой до 10,8 м., без фонаря, оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью Q = 100 кН среднего режима работы, при шаге колонн 12 м. используются колонны прямоугольного сечения. Выбираем крайние колонны марки КП Ι – 21 и средние марки КП I – 24.

Основные показатели колонны КП Ι – 21:

КП – колонна прямоугольная;

Ι – номер  выпуска серии рабочих чертежей;

21 – номер  колонны по несущей способности.

Вид колонны –  крайняя;

Высота колонны  над отметкой пола Н = 9,6м.

Размеры колонны:

Нк = 10600мм;

Н1 = 6400мм;

Нв = 4200мм;

b = 500мм;

Һв = 600мм;

Һн = 800мм;

Һ1 = 900мм;

Һ2 = 550мм;

m = 10,4т;

отметка головки рельса – 6,95м.

 

Основные показатели колонны КП Ι – 24:

КП – колонна прямоугольная;

Ι – номер выпуска серии рабочих  чертежей;

24 – номер колонны по несущей  способности.

Вид колонны – средняя;

Высота колонны над отметкой пола Н = 9,6м.

Размеры колонны:

Нк = 10600мм;

Н1 = 6400мм;

Нв = 4200мм;

b = 500мм;

Һв = 600мм;

Һн = 800мм;

Һ1 = 900мм;

Һ2 = 700мм;

m = 11,7т;

отметка головки рельса – 6,95м

 

 

 

2.2 Выбор двускатной балки

Основные показатели типовых  двухскатных балок двутаврового сечения принимаем:

Пролет – 18 м;

Расчетная нагрузка на покрытие 3,5-6,5 кН/м²;

Ширина полки:

верхняя 400 мм;

нижняя 270 мм;

Высота сечения:

на опорах 800 мм;

в середине пролёта 1540 мм;

Ширина ребра 120мм;

Высота полки:

верхняя 220мм;

нижняя 300 мм;

Объем бетона 3,64 м³;

Масса балки 9,1 т.

2.3. Плиты покрытия

Принимаем основные характеристики ребристых  плит покрытия:

Размеры в плане мм;

Высота  мм;

Масса кг 

 

                              А

 

 

2.4. Подкрановые балки

Применение железобетонных подкрановых балок рационально  при мостовых кранах грузоподъемностью до 300 кН. сечение –двутавровое;  шаг – 12 м;              

 

            

 

 

3. Статический расчет панели

 

Нормативная нагрузка от собственного веса плиты  , кН/м².

,

где - см. выше;

 м/c² – ускорение свободного падения.

Расчетная нагрузка от веса снегового покрова , кН/м².

,

где - расчетное значение веса снегового покрова;

- коэффициент перехода от  веса снегового покрова земли  к снеговой нагрузке на покрытии.

 

 

1- три слоя рубероида по битумной  мастике; 2- цементная стяжка; 3 – теплоизоляция; 4 – пароизоляция из битумной мастики; 5 – железобетонные плиты.

Рисунок 1. Кровля с рубероидной  гидроизоляцией (тип 1)

 

Панели опираются на ригели, балки  покрытий и стены. Расчетный пролет панели принимают равным расстоянию между осями ее опор, при опирании по верху ригелей:

,

где м.

Панели в расчетной схеме  представляют собой однопролетные  балки, свободно лежащие на опорах, загруженные равномерно распределенной нагрузкой. На 1 м длины панели нагрузка составляет

,

где: - нагрузка на 1 м²;

- ширина панели (номинальный  размер).

 

 

Максимальный изгибающий момент в середине пролета

Максимальная поперечная сила (у опоры)

.

 

Наименование элементов и вид  нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м2	Коэффициент надежности по нагрузке, gf	Расчетная нагрузка, кН/м2
I. Постоянная нагрузка
Три слоя рубероида на битумной мастике	0,20	1,1	0,22
Цементная стяжка Толщиной 30 мм, плотностью 2000 кг/м3	0,60	1,3	0,78
Утеплитель из керамзитового гравия толщиной 120 мм, плотностью 600 кг/м3	0,60	1,3	0,78
Пароизоляция на битумной мастике	0,05	1,1	0,055
Железобетонная плита покрытия		1,1	3.1086
Итого постоянная нагрузка	4.276		4.9436
II. Временная нагрузка
Снеговая нагрузка	2,24	0,7	3,2
Всего полная нагрузка	6,516		8.1436

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4   назначение размеров для расчета панелей

 

Рисунок 2. Эквивалентное  сечение плиты

 

Общая высота сечения  .

Рабочая (расчетная) высота определяется по формуле

,                                                  

где - толщина защитного слоя бетона;

Толщина полки

  .                                                                      

Ширина ребра принимается равной

.                                                                       

Расчетная ширина полки  принимается равной

 

4.1. Характеристики прочности арматуры

 

Ребристая предварительно напряженная панель армируется стержневой арматурой класса Ат-VI с электротермическим натяжением на упоры форм. Принимаются значения нормативного сопротивления R_sn = 980 МПа, расчетного сопротивления R_s = 815 МПа, модуля упругости E_s = 190000 МПа.

Предварительное напряжение арматуры принимается равным

.                    

Проверяем выполнение условия 

,                                                      

где при электротермическом способе натяжения

                                                 

где l – длина натягиваемого стержня, м (расстояние между наружными                                гранями упоров).

Предельное отклонение предварительного напряжения в арматуре

.                                

где  n_p - число напрягаемых стержней в сечении элемента (плиты).

Возможные производственные отклонения от заданного значения предварительного напряжения арматуры учитываются в расчетах коэффициентом точности натяжения арматуры

                                                                       

При проверке по образованию трещин в верхней зоне при обжатии  принимается

                                                                        

Предварительное напряжение с учетом точности натяжения 

 МПа                                                                          

 

2. Характеристики прочности бетона

 

Бетон тяжелый класса В50, соответствующий напрягаемой арматуре А-V. Призменная прочность нормативная МПа, расчетная МПа, коэффициент условий работы бетона , нормативное сопротивление при растяжении МПа, расчетное МПа, начальный модуль упругости бетона МПа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5   Расчет  прочности по первой группе  предельных

состояний

Расчет панелей производится:

а) по нормальному сечению элемента, то есть сечению, перпендикулярному к продольной оси, с целью определения площади сечения бетона и площади поперечного сечения продольной арматуры: