Курсовая работа: Проектирование сборного перекрытия

Кроме рабочей арматуры предусматривается монтажная: продольная - Æ10 А240, поперечная класса А240, объединяющая плоские каркасы в пространственные диаметром, равным 0,3 диаметра продольной арматуры, 0,3*22 = 6,6 мм, принимаем Æ8 мм, шаг 500 мм. Толщину закладных деталей принимаем равной 10 мм.

4. Расчет и конструирование колонны подвала

При выполнении статического расчета вручную в курсовой работе усилия М и N в колонне подвала среднего ряда с некоторыми упрощениями можно определить следующим образом.

В начале находим величину грузовой площади покрытия и каждого из перекрытий, нагрузка с которой передается на колонну

где l - пролеты ригелей, l = 5,7 м;

B - шаг колонн, В = 5,4 м.

Затем определяем расчетные нагрузки.

Нагрузка на колонну от веса перекрытий

где q1 - полная расчетная нагрузка на 1 погонный метр ригеля, q1 =54,44кН/м;

р - временная расчетная нагрузка на 1 м2 перекрытия (см. табл. 1), р = 2,28 кН/м; nпер - число перекрытий в здании, nпер = 3.

Нагрузка на колонну от веса покрытия

где g1 - расчетная нагрузка от веса пола (табл. 1), g1 = 1,54 кН/м;

gу, gс - объемные массы соответственно утеплителя и стяжки, gу = 300 кг/м3; gс = 1800 кг/м3;

dу, dс - толщина соответственно утеплителя и стяжки, dу = 15 см, dс = 2 см;

qк - нагрузка от веса рулонной кровли, qк = 20 кг/м2;

gfy,gfc,gfк - коэффициенты надежности по нагрузке соответственно утеплителя, стяжки и кровли, которые здесь равны 1,3.

Нагрузка от веса колонны

где bк - предварительный размер поперечного сечения колонны, bк = 0,3м; hпод, hэт - высота соответственно подвала и этажа, hпод = 2,8 м, hэт = 3,3 м; n - число этажей, n =3;

g - объемная масса железобетона, g = 2500 кг/м3 (25 кН/м3); gf - коэффициент надежности по нагрузке gf = 1,1.

Постоянная расчетная нагрузка на колонну

Временная расчетная нагрузка на колонну

где S0 - нормативный вес снегового покрова на 1 м поверхности земли, принимаемый по табл. 1.7 [6] в зависимости от района строительства, для II района строительства S0 = 1,2кПа;

m- коэффициент зависящий от вида перекрытия, m = 1

Постоянная расчетная продольная сила в колонне подвала

Определение изгибающих моментов в колонне можно выполнить из условия, что при полужестких стыках с ригелями максимальный момент в колонне возникает при загружении временной нагрузкой одного из двух ригелей, опирающихся на колонну, причем момент воспринимается только колонной. В этом случае

,

где R - опорная реакция ригеля от временной нагрузки р (табл. 1),

R = 0,5*р*В* l = 0,5*2,28*5,4*5,7 =35,1кН

е1 - эксцентриситет опорной реакции при принятых размерах колонны е1 = 25 см.

Конструктивный расчет колонны выполняем как внецентренно сжатого элемента прямоугольного профиля с симметричной арматурой. Расчетную длину колонны принимаем равной высоте подвала, l0 = 2,8 м. Принимаем класс бетона колоны В35, продольной рабочей арматуры А400.

По таблице 3.4 [6] определяем расчетное сопротивление бетона осевому сжатию, Rb = 14,5 МПа, по таблице 3.5[6] модуль деформации бетона Eb = 27000 МПа.

По таблице 5.8[5] находим расчетное сопротивление продольной арматуры осевому растяжению, Rs = 355 МПа и осевому сжатию Rsc = 355 МПа, по таблице 3.10[6] модуль деформации стали Es = 200000 МПа.

Принимаем размеры поперечного сечения колонны b = h = 30 см.

Рабочая высота сечения h0 = h – a = 30 – 3 = 27 см.

Критическая продольная сила

Случайный эксцентриситет еа принимаем равным наибольшему из трех значений: еа = l0/600 = 280/600 = 0,47 см, еа = h/30 = 30/30 = 1 см и еа = 1 см.

Расстояние от точки приложения силы N до центра тяжести растянутой арматуры

,

начальный эксцентриситет

Определяем значение следующих величин:

ω0 = 0,85-0,008*Rb = 0,85-0,008*14,5 = 0,734

,

, a’ = 3 см, ,

,

При an < xr (1.458 < 1.5) площадь поперечного сечения арматуры определяем по формуле

,

Требуемую площадь поперечного сечения арматуры определяем, исходя из минимального процента армирования,

По сортаменту(таблица 3.13[6]) подбираем 3 стержня диаметром 22 мм с площадью сечения As = As’ = 11,4 см2.

Определяем процент армирования

Поперечную арматуру (хомуты) устанавливаем без расчета. В сварных каркасах диаметр хомутов принимают равным 0,3 диаметра продольной арматуры(0,3*22 = 6,6 мм), шаг хомутов - не более 20 диаметров продольных стержней (20*22 = 440 мм), но не более удвоенной ширины колонны (2*300 = 600 мм) и не более 500 мм. Поперечную арматуру выполняем из стали класса А 240 Æ8 мм с шагом 400 мм.

Рис. 9. Армирование колонны

Рис. 10. Стык колонн с ванной сваркой выпусков арматуры

Расчет стыка выполняют для двух стадий его работы:

-  для стадии монтажа проверяют прочность бетона центрирующего выступа на местное смятие при незамоноличенном стыке;

-  для стадии эксплуатации при замоноличенном стыке подбирают параметры косвенного армирования в зоне анкеровки продольной арматуры, где она частично или полностью не включена в работу.

В курсовой работе выполним расчет стыка для стадии эксплуатации с некоторыми упрощениями, основанными на следующих исходных предпосылках:

1.  Работа продольной рабочей арматуры в зоне ее анкеровки при расчете прочности не учитывается.

2.  На основании предыдущих расчетов устойчивость колонн в полной мере обеспечивается бетоном и продольной арматурой.

3.  Изгибающие моменты в колонне не велики, в месте стыка они близки к нулю; их влиянием на неравномерность распределения напряжений по сечению можно пренебречь.

4.  Так как l0/h < 20 случайные эксцентриситеты можно не учитывать.

С этих позиций расчет стыка выполняем следующим образом.

Вначале назначаем шаг сеток косвенного армирования S в пределах 60-150 мм, но не более h/3 = 30/3 = 10 см (рис. 10). Сетки устанавливаем у торца колонны на длине l которая должна быть не менее десяти диаметров продольной арматуры (10*22 = 220 мм) и не менее размера поперечного сечения h = 30 см. Размер ячеек а1 назначаем в пределах 45-100 мм, но не более h/4 = 300/4 = 75 мм. Принимаем S = 100 мм, l = 300 мм, а1 = 60 мм. Сетки выполняем из арматуры класса А400, диаметр определяем расчетом.

Расчетная нагрузка на колонну первого этажа

Требуемое расчетное сопротивление бетона сжатию, усиленного косвенным армированием

где Aef - площадь поперечного сечения колонны, ограниченная

контуром сетки, без учета площади подрезок, Aef = 5*a2 = 5*52 = 125 см2

Необходимый коэффициент косвенного армирования

Требуемая площадь одного стержня сетки

где n и l1- соответственно число стержней одного направления в

сетке и длина стержня.

По сортаменту подбираем диаметр стержней сетки 14 мм, As = 1,539 см2.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6