Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

В качестве заполнения оконных проемов выбираем остекление двойное в металлических рамах.

Стр 1 из 4Следующая ⇒

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Вариант №4.

Строительное дело.

По дисциплине __________________________________________________________

^{(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)}

Пояснительная записка.

Расчет и конструирование монолитных железо-бетонных перекрытий здания промышленного типа.

Тема: _____________________________________________________________________

Дурягин А.Н.

ГС-01-1

Автор: студент гр. _______ _________________ /_________________/ ^{(подпись)} ^(Ф.И.О.)

ОЦЕНКА: _____________

доцент

Очнев В.Н.

Дата:

Проверил: _______________ __________________ /________________/

^{(звание) (подпись) (Ф.И.О.)}

Санкт-Петербург

2004 год.

Министерство образования Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В.Плеханова

(технический университет)

УТВЕРЖДАЮ

Заведующий кафедрой

проф. Протосеня А.Г.

«_____»_____________2004 г.

Кафедра строительства горных предприятий и подземных сооружений.

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По дисциплине: «Строительное дело».

ЗАДАНИЕ

Студенту группы ГС-01-1.

(ф.и.о.)

1. Тема проекта Расчет и конструирование монолитных железо-бетонных перекрытий здания промышленного типа.

2. Исходные данные к проекту:

1) Район строительства – Орел;

2) Количество этажей – 3 этажа;

3)Длина здания – 33 м;

4)Ширина здания – 27 м;

5)Высота этажа – 3,9 м;

6) Несущие наружные стены – кирпичная кладка толщиной 510 мм с внутренними пилястрами, высотой 250 мм в местах опирания ригелей;

7) Внутренний каркас и междуэтажные перекрытия из монолитного ж/б.

8) Нормативная нагрузка на междуэтажное перекрытие:

- длительная – 4,8 кПа в том числе кратковременная – 1,5 кПа.

3. Грунты:

супесь m=2,4 м, γ=12,3 кН/м³, Е=8 МПа, кПа, φ=0⁰

песок m=3,5 м, γ=17,9 кН/м³, Е=32 МПа, кПа, φ=0⁰

суглинок m=4,7 м, γ=18,0 кН/м³, Е=40 МПа, кПа, φ=0⁰

4. Армирование:

плит - отдельными стержнями,

второстепенных балок - каркасами

главных балок - отдельными стержнями.

5.Полы линолеум по цем. – песч. выравнивающему слою 25 мм.

6. Содержание пояснительной записки: Разбивка сетки колон и схема монолитного перекрытия. Конструкция и расчет плиты монолитного перекрытия, колонны нижнего этажа и фундамента под колонну. Определение конечной осадки фундамента колонны.

7. Перечень графического материала. Педставить на чертеже: План (перекрытия и фундаментов) и поперечный разрез здания (М 1:200 или M 1:400). Конструкции (опалубочный и арматурный чертежи) монолитного перекрытия: плит, второстепенной и главной балок, колонны, фундамента под колонну. Спецификацию арматуры, таблицу расхода материала на перекрытие, колонну, фундамент.

7. Сроки сдачи проекта 9 мая 2004 года

Руководитель проекта доцент Очнев В.Н.

Дата выдачи задания: 25.02.2004 г.

Аннотация

Целью данной работы является выполнение проекта по строительству 3-х этажного промышленного здания. Исходными данными являются: инженерно-геологические условия района строительства, размеры внутреннего помещения, а также временная и длительная нормативные нагрузки. Классы бетона, стали, и марку кирпича определяет проектировщик.

Расчетно-конструкторская работа состоит из следующих пунктов:

1.Разбивка сетки колонн.

2.Теплотехнический расчет ограждающих конструкций.

3.Сбор нагрузок и статический расчет прочности плиты перекрытия, второстепенной балки, главной балки, колонны нижнего этажа и фундамента под железобетонную колонну.

4.Выбор типа, глубины залегания и размеров фундаментов: столбчатого под колонну и ленточного под стену. Определени6е абсолютной осадки наиболее нагруженного фундамента.

5.В графической части проекта указываются сечения и разрезы элементов здания, а также опалубочные и арматурные чертежи.

Die Inhaltsangabe

Ein Zweck der gegebenen Arbeit ist die Ausfürhrung des Projektes nach dem Bau drei Stocken des industriellen Gebäudes. Die Ausgangsdaten sind: die ingeniermässigen - geologischen Bedingungen des Bezirkes des Baues, die Umfänge des inneren Raumes, sowie die zeitweiligen und langwierigen normativen Belastungen. Die Klassen des Betons, wurden, und die Marke des Ziegels bestimmt der Entwurfsingenieur.

Die rechen-konstruktionsarbeiten besteht aus den folgenden Punkten:

1. Das Sperren des Netzes der Kolonnen.

2. Die thermische technische Rechnung der beschützenden Konstruktionen.

3. Die Sammeln der Belastungen und die statische Rechnung der Haltbarkeit der Platte der Überdeckung, des nebensächlichen Balles, des Hauptballes, der Kolonne des unteren Stockes und des Fundamentes unter die Stahlbetonkolonne.

4. Die Wahl der Art, der Tiefe der Anordnung und der Umfänge der Fundamente: gleichartig der Säule unter die Kolonne und band- unter die Wand. Die Bestimmung die absoluten Ablagerungen des am meisten beladenen Fundamentes.

5. Im graphischen Teil des Projektes werden die Schnitte und die Schnitte der Elemente des Gebäudes, sowie die Riße der Kapazität für den Beton und der Armatur bezeichnet.

Оглавление

1. Разбивка балочной сети………………………………………………………5

2.Теплотехнический расчет здания……………………………………………5-10

2.1. Теплотехнический расчет кровли…………………………………………8-10

2.2. Теплотехнический расчет кирпичной стены……………………………..5-7

3. Расчет плиты перекрытия……………………………………………………10-14

3.1.Определение размеров пролетов плиты……………………………………10

3.2. Определение толщины плиты………………………………………………10-11

3.3.Расчет арматуры в плите……………………………………………………..12-14

4. Расчет второстепенной балки Б-2……………………………………………..15-23

4.1.Определение моментов и поперечных сил………………………………….15-18

4.2.Определение размеров сечения второстепенной балки………………………19

4.3. Расчет продольной рабочей арматуры………………………………………19-22

4.4. Расчет хомутов…………………………………………………………………..22

5. Расчет главной балки…………………………………………………………….24-30

5.1.Сбор нагрузок на главную балку………………………………………………..24

5.2. Расчет площади поперечного сечения арматуры в пролёте…………………27-29

6. Расчет колонны……………………………………………………………………31

7. Расчет фундамента под сборную колонну…………………………………...

8. Список используемых источников…………………………………………...

1.Разбивка сетки колонн.

В соответствии с заданием требуется спроектировать трехэтажное здание промышленного типа с размерами в плане между внутренними гранями стен L=33 м, В=27 м. Стены кирпичные несущие толщиной 510 мм. Привязка разбивочных осей стен принята равной 120 мм.

Оконные проемы в здании приняты шириной 3 м и высотой 1,2 м. Высота этажей между отметками чистого пола h_эт=3,9 м. Нормативная нагрузка на всех междуэтажных перекрытиях vⁿ=4,8 кН/м², в том числе кратковременная v_shⁿ=1,5 кН/м².

Междуэтажные железобетонные перекрытия опираются на наружные кирпичные стены и внутренние железобетонные колонны. Главные балки для придания сооружению большей жесткости расположены вдоль здания. Кровельное покрытие опирается только на наружные стены. В качестве несущих элементов покрытия используются сборные железобетонные фермы или балки. Промежуточные колонны доводятся только до междуэтажного перекрытия второго этажа.

Классы бетона и арматуры выбираются проектировщиком в соответствии с действующими нормативными документами.

Состав пола на междуэтажных перекрытиях и на первом этаже принимается типовым в зависимости от назначения помещения и характера технологии производства в нем.

При рекомендуемой величине пролетов второстепенных балок от 5,0 до 7,0 м и главных балок - от 6,0 до 8,0 м в зависимости от интенсивности временной нагрузки на заданной длине здания в свету L=33 м и ширине В=27 м принимаю 5 пролетов второстепенных балок по 5400 мм каждый и 5 пролетов главных балок по 6600 мм каждый. При рекомендуемом шаге второстепенных балок от 1,8 до 2,5 м принимаю шаг 2,2 м.

Разбивка сетки колонн представлена на эскизе, выполненном на миллиметровой бумаге.

2. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций

Исходные данные.

Район: Московская область город Орел,

Режим: нормальный .

Таблица №1.

город	Температура наружного воздуха, град. Цельсия
Среднегодовая	Наиболее холодной пятидневки	Максимальная наиболее жаркого периода	Максимальная Наиболее холодного периода
Орёл(Москва)	3,8	-30	23,7	-15

2.1 Расчёт наружной стены промышленного здания.

Требуемое сопротивление теплопередаче.

Подбор параметров ограждающей конструкции производится по величине требуемого сопротивления теплопередаче , вычисляемой по формуле:

(*) где

- сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции;

- расчетная температура воздуха внутри помещения ();

- минимальная температура наружного воздуха();

n - коэффициент, учитывающий расположение ограждающей конструкции, принимается по таблице СниП -3-79(принимаем для наружных стен, кровли, полов над проездами n=1);

- коэффициент теплопередачи, зависит от гладкости внутренней поверхности стен и потолков и принимает значения согласно СниП(для стен, полов, гладких потолков );

- коэффициент теплоотдачи, определяется по СниП(для наружных стен и перекрытий над проездами );

- нормативный температурный перепад между между температурой воздуха в помещении и температурой внутренних поверхностей ограждающих конструкций, принимается по СниП(исходя из условии «промышленные здания с нормальным режимом» принимаем );

R - термическое сопротивление материала конструкции, определяется по формуле

, где

- толщина итого слоя,

-теплопроводность для нормального режима и нормального климата, т.е. режим А:

- количество слоёв.

Зная , выведем из формулы (*) толщину материалов наружной стены:

где - толщина наружной стены, отсюда,

Из сортамента строительных материалов выбираем кирпич глиняный в качестве материала стены, тогда

Теплотехнические характеристики кирпича глиняного полнотелого.

Таблица № 1.

Объемный вес,	Теплоусвоение S, Вт/(м²*⁰С)	Теплопроводность λ,
	7,86	0,6

Подставляем эти значения в формулу (**):

Тогда толщина кладки(Она состоит из двух кирпичей по 250 мм, а также цементного слоя толщиной 10 мм) должна быть: =3

, что больше расчётного.

Вывод: в качестве несущей стены принимаю кирпичную кладку в два полнотелых глиняных кирпича кирпича (объемный вес, ), на цементно-известковом растворе, т.к. такие растворы имеют хорошие прочностные характеристики, высокую морозостойкость и огнестойкость, относительно хорошо раскладываются на месте.

Состав раствора: 1:0,2:5 (цемент:известь:мелкий заполнитель).

Проверка.

Т.к. - условие по теплопередаче ограждающей конструкции соблюдено, следовательно расчёт верен.

Тепловая инерция:

, где

- термическое сопротивление i-ого слоя.

S₁=7,86 - теплоусвоение, Вт/(м²*⁰С);

δ₁=0,25 – толщина слоя из кирпича слоя, м;

λ₁=0,6 - теплопроводность кирпича, Вт/(м*⁰С).

2.2 Расчёт покрытия кровли промышленного здания.

Требуемое сопротивление теплопередаче.

где

- сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции;

- расчетная температура воздуха внутри помещения ();

- минимальная температура наружного воздуха();

n - коэффициент, учитывающий расположение ограждающей конструкции, принимается по таблице СниП -3-79(принимаем для кровли n=1);

- коэффициент теплопередачи, зависит от гладкости внутренней поверхности стен и потолков и принимает значения согласно СниП(гладких потолков );

- коэффициент теплоотдачи, определяется по СниП(для кровли );

R - термическое сопротивление материала конструкции, определяется по формуле

, где

- толщина итого слоя,

-теплопроводность для нормального режима и нормального климата, т.е. режим А:

Зная , выведем из формулы (*) толщину материалов кровли:

где - толщина утеплителя, отсюда,

Для утепления кровли применяем минераловату-маты, а для гидроизоляции – три слоя рубероида по битумной основе общей толщиной 15 мм.

Теплотехнические характеристики материалов утепления кровли.

Таблица № 2.

Материал.	Объемный вес,	Теплоусвоение S, Вт/(м²*⁰С)	Теплопроводность λ,
Минераловата-маты		0,46	0,05
Битум		5,79	0,23
Руберойд		3,06	0,15

Тогда,

- минераловата – маты при плотности .

В качестве гидроизоляции:

- рубероид при плотности и -битум при плотности . Отсюда найдём среднее значение теплопроводности для гидроизоляции: .

Подставляем эти значения в формулу (**):

Округляем полученное значение до величины, кратной 50 мм. Тогда, толщина слоя минераловаты должна быть не меньше 0,05 м

Проверка.

Т.к. - условие по теплопередаче ограждающей конструкции соблюдено, следовательно, расчёт верен.

Тепловая инерция:

, где

- термическое сопротивление i-ого слоя.

S₁= 0,46 - теплоусвоение минераловаты, Вт/(м²*⁰С);

S₂= 4,425 – среднее теплоусвоение рубероида и битума, Вт/(м²*⁰С);

δ₁= 0,05 – толщина минераловатного слоя, м;

δ₂= 0,015 – толщина трех слоев рубероида по битумной основе, м.

λ₁= 0,05 - теплопроводность минераловаты, Вт/(м*⁰С;

λ₂= 0,19 – средняя теплопроводность рубероида и битума, Вт/(м*⁰С).

, тогда,

Вывод: для утепления кровли применяем минераловату-маты, а для гидроизоляции – три слоя рубероида по битумной основе общей толщиной 15 мм.

В качестве заполнения оконных проемов выбираем остекление двойное в металлических рамах.

3. Сбор нагрузок и статический расчет прочности панели, перекрытия, колонны нижнего этажа и фундамента под железобетонную колонну.

3.1 Компоновка балочного перекрытия и назначение основных размеров элементов.

1.Главные балки располагаю вдоль здания:

А) пролеты главных балок: l₁= l₂=l₃=l₄=l₅ =6600 мм;

Б) высоту поперечного сечения балки предварительно назначаю исходя из соотношения:

В) ширина главных балок:

Г) число главных балок:

Д) согласно сортаменту(в методичке прил.1) принимаю сечение главной балки:

2. Второстепенные балки располагаю поперек здания, они опираются на главные балки:

А) пролеты второстепенных балок: l₁= l₂=l₃= l₄= l₅=5400 мм;

Б) высоту поперечного сечения второстепенной балки предварительно назначаю исходя из соотношения:

В) ширина второстепенных балок:

Г) число второстепенных балок:

Д) согласно сортаменту(в методичке прил.1) принимаю сечение главной балки:

е) Шаг второстепенных балок принимаю:

l₁=l₂=l₃=l₄=l₅= … = l₁₁= l₁₃=l₁₄=l₁₅=2200 мм =2,2 м.

За расчетные пролеты плиты принимаем: в средних пролетах – расстояния в свету между гранями главных балок, а в крайних – расстояния от граней главных балок до середины площадок опирания плиты на стену.

При ширине главных балок b=300 мм и глубине заделки плиты в стену a₃=120 мм, получим

Расчетные пролеты плиты в коротком направлении при ширине второстепенных балок (ориентировочно) 200 мм и глубине заделки плиты в стены а₃=120 мм

плита

В С

2200 2200

2160 1900

Б-2

3.2 Расчет плиты перекрытия.

Согласно нормативам минимальная толщина монолитных балочных плит междуэтажных перекрытий для промышленных зданий 60 мм, исходя из этого условия предварительно принимаю толщину перекрытия δ = 0,08 м и бетонного пола δ = 0,025 м.

Статический расчет.

Назначаем расчетную схему и подсчитываем нагрузки:

-при расчете перекрытия выделяем выделяем (перпендикулярно второстепенным балкам) полосу шириной 1 м, которая и рассматривается как многопролетная нарезная балка, несущая постоянную и временную нагрузки.

Постоянная нагрузка.

- Постоянная нагрузка в большинстве случаев бывает равномерно распределенной, а временная (полезная) может быть распределенной по любому закону или сосредоточенной.

Постоянная нагрузка состоит из веса плиты и веса пола:

- вес плиты толщиной 80 мм при плотности 2500 кг/м³

-вес пола из цементного раствора с затиркой при толщине стяжки 2,5 см и плотности 2200 кг/м³ и покрытый сверху не утепленным линолеумом «Классик», «елка» шир. 2м(Колпино), стоимостью от рулона за 1 кв. метр 71 рубль:

Тогда,

;

Вычисленные нагрузки представим в виде таблицы.

Таблица 1.

Нагрузка	Нормативная нагрузка, Н/м²	Коэффициент надежности	Расчетная нагрузка, Н/м²
Постоянная
1.Собственный вес плиты		1,1
2.Собственный вес пола		1,2
Полная
Временная(нормативная) 1.длительная 2.кратковременная		1,2 1,4
Полная
Всего Q в расчёте на метр погонный			8624 Н/м

3.2 Определение расчетных размеров пролетов плиты.

Толщина плиты монолитного перекрытия здания h_f=70 мм. Т.о., в общем случае панель плиты перекрытия опирается по двум сторонам контура на главные балки, а по двум другим - на второстепенные. Размер длинной стороны такой плиты соответствует пролету второстепенной балки, размер короткой стороны – шагу второстепенных балок. Т.к. , то такая плита работает, главным образом, в коротком направлении. Такие плиты наз. балочными плитами – их расчет с достаточной степенью точности можно свести к расчету балки с пролетом .

3.3 Расчет изгибающих моментов.

Вырежем из монолитного перекрытия полосу шириной 1 метр и рассчитаем её как балку на 15 опорах, где опорами служат: по краям несущие стены, в центре – второстепенные балки. На рис.1 показана расчетная схема монолитной плиты перекрытия.

Величины расчетных изгибающих моментов в неразрезной балочной плите определяются с учетом перераспределения усилий вследствие пластических деформаций бетона и арматуры по формулам:

в крайних пролетах

- СЕЧЕНИЕ 1

в средних пролетах и над средними опорами

- СЕЧЕНИЕ 3

на второй и предпоследней опоре при армировании отдельными стержнями

СЕЧЕНИЕ 2(2)

Армирование плиты перекрытия.

Для монолитного железобетонного перекрытия принимаем бетон проектного класса по прочности на сжатие В25, коэффициент условий работы

R_b=0,9*14,5=13,05 МПа;

E_b=30000 МПа; R_bt=0,9*1,05=0,945 МПа.

Определение площади арматуры в расчетных сечениях.

3.4 Пример расчета для крайних пролетов второстепенных балок.

Определение параметра по наибольшему изгибающему моменту:

где

- ширина плиты = 1м

= 80-15 = 65 мм - рабочая высота полки

а – толщина защитного слоя

R_b - прочность бетона на сжатие.

По полученному из таблицы [1] «Приложение 4» для выбираем = 0,965

Площадь арматуры для А-I(при армировании отдельными стержнями):

см ,где

=225 МПа -прочность арматуры А-I на сжатие для диаметра 6 мм.

3.5 Пример расчета для второго и предпоследнего пролетов второстепенных балок.

Определение параметра по наибольшему изгибающему моменту:

По-полученному из таблицы [1] «Приложение 4» для выбираем = 0,975

Площадь арматуры для А-I:

см

3.6 Пример расчета для средних пролетов второстепенных балок.

Определение параметра по наибольшему изгибающему моменту:

По полученному из таблицы [1] «Приложение 4» для выбираем = 0,985

Площадь арматуры для А-I:

см

Минимальный диаметр арматуры при армировании отдельными стержнями должен быть не менее 6 мм, а число распределительной арматуры – не менее 4 шт.

Таблица №2.

Сечение	M кН*м	, мм	A₀	η	A_S _см²	Диаметр Стержня мм	Количество Стержней шт	A_S _ФАКТИЧ _см²
	3,66		0,077	0,96	2,6			2,83
2(1)		0,048	0,975	2,03			2,26
	-2,9	0,03	0,985	1,32			1,42

3.7 Проверка по проценту армирования.

Оптимальным значение процента армирования является: μ₀=0,6÷0,9%. [методичка]

Процент армирования вычисляются из следующей зависимости:

μ= , где

- площадь арматуры в крайнем пролете , м²

- площадь бетона(при рабочей высоте плиты 65 мм), м²

μ=

Следовательно, минимальный процент армирования не соблюден, т.е. количество арматуры на метр длины в плите нуждается в корректировке!

Тогда,

Таблица №3.

Сечение	M кН*м	, мм	Пролет вт. б., м	A_S _см²	Диаметр Стержня Мм	Количество Стержней шт	Шаг установки арматуры, м	A_S _ФАКТИЧ _см²
	3,66		5,375	2,6			0,2	7,641
2(1)		5,1	2,03			0,2	7,345
	-2,9	5,1	1,32			0,2	7,345

Т.к. плита имеет толщину менее15 мм, т на 1 м должно приходиться не менее 5 стержней арматуры.

Рис. 2 Схема армирования монолитной плиты.

4. Расчет прочности второстепенной балки

4.1 Определение моментов и поперечных сил

Второстепенная балка, крайними опорами которой служат стена, а промежуточными – главные балки – работает и рассчитывается как неразрезная многопролетная конструкция.

Расчетные средние пролеты исчисляются как расстояния в свету между гранями главных балок, а за расчетные крайние пролеты принимаются расстояния между гранями главных балок и серединами площадок опирания на стены.

При ширине ребер главных балок (ориентировочно) 300 мм и глубине заделки второстепенных балок в стены на 250 мм

Определение нагрузки действующей на второстепенную балку:

Принимаю следующие размеры второстепенной балки: высота 500 см, ширина 200 см. Материал второстепенной балки – тяжёлый бетон класса B25 и рабочая арматура класса А-III.

Нагрузка на второстепенные балки передается от плиты, причем при подсчете нагрузок неразрезностью плиты пренебрегают. Если на перекрытие действует равномерно распределенная нагрузка, то нагрузку на второстепенные балки также считают равномерно распределенной. Чтобы учесть упругое защемление второстепенных балок на опорах к постоянной нагрузке добавляют четверть временной. Таким образом, условные расчетные нагрузки [1, c.17]:

– рассчетная нагрузка на погонный метр второстепенной балки, кН/м;

_; [1] где

– вес 1 м второстепенной балки, где

к=1,3 – коэффициент перегрузки;

γ_б=25 – объёмный вес бетона, кН/м³;

V_бал=0,1 – объём одного метра длинны второстепенной балки, м³/м;

, где

h_вт.бал.=0,5 – высота второстепенной балки без учета толщина плиты, м;

b_вт.бал.=0,2 – ширина второстепенной балки, м;

P_вт.бал.=1,3*25*0,1 =3,25 кН/м

q_пост=Р_пл + P_пол =2200+684=2884 – постоянная нагрузка на второстепенную балку, Н/м²;

l_вт=2,2 – шаг установки второстепенных балок, м;

; (2,5)

Вычисленные нагрузки представим в виде таблицы.

Таблица №3.

Нагрузка	Нормативная нагрузка, Н/м²	Коэффициент надежности	Расчетная нагрузка, Н/м²
Постоянная
Собственный вес плиты		1,1
Собственный вес пола		1,2
Нормативная(длительная)
Вес второстепенной балки		1,3	3250 H/м
Всего Q в расчёте на метр погонный плиты			12763 Н/м

Расчетные изгибающие моменты и перерезывающие силы в неразрезных балках (табл.2 и табл.3) с равными или отличающимися не более чем на 10% пролетами (l_ср/l_кр=5,375/5,1=1,05 1,10) в соответствии с перераспределения усилий вследствие пластических деформаций определяются по таблицам для трехпролетной балки.

В случае действия на балку равномерно распределенной нагрузки:

где -табличные коэффициенты, учитывающие самые неблагоприятные условия, - принимаются в зависимости от значения отношения x/l (х - расстояние до рассматриваемого сечения, l - величина пролета) [1, c. 18 и с. 36(прилож. 2) ].