Проектування будівництва гаража
Опис будівельного об'єкту – двоповерхового гаража у м. Омську. Розрахунок та збір навантажень на залізобетонні плити перекриття. Конструювання та параметри залізобетонного маршу. Розрахунок міцності збірної колони. Визначення параметрів армування консолі.
Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче
Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.
Розміщено наhttp://www.allbest.ru/
1. Опис будівельного об'єкту
Гараж у місті Омську розташований у другому кліматичному районі, короткочасне навантаження від снігового покриву дорівнює 700 Н/м, а тривала дорівнює нулю. У знанні два поверхи. Проліт будівлі дорівнює 6 м, крок колон дорівнює 6,3 м, висота поверху 4 м, глибина закладення фундаменту 1,5 м, ширина панелі дорівнює 1,6 м.
Малюнок 1.1 Вузол конструкції перекриття
Малюнок 1.2 Вузол конструкції покриття
2. Розрахунок залізобетонної плити перекриття
Завдання проектування. Розрахунок залізобетонної плити перекриття. Потрібно розрахувати та сконструювати збірну залізобетонну плиту перекриття гаража в місті Омську за таких даних: проліт будівлі 6,0м., тимчасове навантаження на перекриття рncd=1500Н/м2, ширина плити 1,6м., номінальна довжина панелі 6,3м. Навантаження, що діють на перекриття, вказані в табл.2.1.
Таблиця 2.1 Збір навантажень на міжповерхові перекриття
Нормативне навантаження, Н/м2
Коефіцієнт надійності навантаження, гf
Розрахункове навантаження, Н/м2
- залізобетонна плита перекриття
Визначення навантажень та зусиль. Визначаємо навантаження на погонний метр плити при ширині 1,6м.
Короткочасна нормативна рncd = 1500 * 1,6 = 2400 Н/м2
Короткочасна розрахункова рcd = 1950 * 1,6 = 3120 Н / м2
Постійна та тривала нормативна
рnld + gn = (0 +3810) * 1,6 = 6096 Н/м2
Постійна та тривала розрахункова
рld + g = (0 +4385) * 1,6 = 7016 Н/м2
qn=(рnld+gn+рncd)1.6=(0+3810+2400)*1.6=9936 Н/м2
q=(рld+g + рcd)1.6=(0+4385+3120)1.6=12008 Н/м2
Визначаємо розрахункову довжину плити
l0=ln-b1/2-b2/2=6,3-0.2/2-0.1/2=6,15м
де ln = 6,3 м., номінальна довжина плити;
b1=0,2м., спирання плити на цегляну стіну;
b2=0,1м., спирання плити на залізобетонну стіну.
Розрахунковий згинальний момент по повному навантаженню
М=q•l02•гn/8=12008•6,152•0,95/8=53932,9 H•м
q=12008Н/м2, повне розрахункове навантаження;
l0 = 6,15 м., Розрахункова довжина плити;
гn=0,95, коефіцієнт надійності за призначенням конструкції.
Максимальна поперечна сила на опорі від розрахункового навантаження
Q= q•l0•гn /2=12008•6,15•0,95/2=35078,37 H
Підбір перерізу. Для виготовлення збірної панелі приймаємо: бетон класу В30, Еb = 32500МПа, Rb = 17МПа, Rbt = 1.2МПа, гb2 = 0.9; , Rs=225МПа та Rsw=175МПа; армування - зварними сітками та каркасами; зварні сітки у верхній та нижній полицях панелі- з дроту класу Вр-I, Rs=360МПа при d=5мм та Rs=365МПа при d=4мм.
Визначаємо висоту перерізу
h=c•l0• Rs/Es• та (gn+ рnld)/qn=18•615•280/2.1•105 * 2(3810+0)/5310=26см
де с=18-20для пустотних, коефіцієнт визначальний конструкцію плит;
Rs = 280МПа, розрахунковий опір матеріалу;
і=2 для пустотних, коефіцієнт, що враховує прогин при тривалому навантаженні;
gn+ рnld =3810 Н/м2, нормативне постійне та тривале навантаження;
qn = 5510 Н/м2,повне розрахункове навантаження.
У розрахунку поперечний переріз пустотної панелі наводимо до таврового перерізу.
Необхідно перетворити круглі порожнечі на квадратні з рівними площами та з однаковими моментами інерції. Сторона квадрата
Рисунок 2.1 – Наведений розрахунковий поперечний переріз.
Нижньою полицею в розрахунку плити нехтуємо, т.к. вона не працює.
Розрахунок за міцністю нормальних перерізів. Попередньо визначаємо положення нейтральної осі:
Якщо hf`/h>0.1, то нейтральна вісь проходить у полиці;
розраховуємо як прямокутний переріз шириною bf`=157см.
Робоча висота перерізу
визначаємо коефіцієнт оптимального армування
M=53932,2 Н*м, розрахунковий згинальний момент;
Rb=17 МПа, розрахунковий опір бетону стиску;
гb2 = 0,9 коефіцієнт умов роботи бетону;
bf`=1570 мм, ширина полиці;
h0 = 230 мм, робоча висота.
Висота стиснутої зони
де якщо с>2ho приймаємо з=2ho,
з Q, то поперечна арматура з розрахунку не потрібна
Qb Q = 35078,37 Н - розрахунок не потрібний.
Поперечну арматуру передбачаємо з конструктивних умов, маючи крок
s?h/2=26/2=13см, а також s?15см.
Призначаємо поперечні стрижні з умов зварювання діаметром 4 мм класу А-I через 13см у опор на ділянках завдовжки? прольоту. У середній? частини панелі для зв'язку поздовжніх стрижнів каркаса з конструктивних міркувань ставимо поперечні стрижні через 19,5см, оскільки s 0.154 = h'f/h;
продовжуємо розрахунок як таврових перерізів.
Значення z1 формулі
Пружнопластичний момент опору залізобетонного таврового перерізу після утворення тріщин.
Розрахунок за тривалим розкриттям тріщин. Мld = 27,3797 кН • м. Напруга в розтягнутійарматурі при дії постійних та тривалих навантажень
Ширина розкриття тріщин від дії постійного та тривалого навантажень при цl=1.456
аcrc2=1•1,456•1(120.43/2,1•105)20(3.5-100•0,0096)3v14•1= =0,1022мм 14,5(100)*0,9*52*3(14 ,5-0,5 * 3) = 2646540 Н · см;
Знаходимо момент, що сприймається звисами стиснутої полиці:
Мсв = Rb (bf-b) hf (h0-0,5hf) = 14,5 * 102 (52-16) 3 (14,5-0,5 3) =
Визначаємо площу відповідної розтягнутої арматури, яка сприймає цей момент:
AS св = Мсв / RS (h0 -0,5 hf) = 2035800 / 280 * 100 (14,5 -0,5 * 3) = 5,59 см2
Обчислимо момент, що сприймається рубом:
М1 = М - Мсв = 34800 - 20358 = 14442 н м
Визначаємо коефіцієнт оптимального армування:
А0 = М1 / Rb b h02 = 1444 200 / 14,5 100 16 14,52 = 0,295 29см = 2ho,
де якщо с>2ho приймаємо з=2ho,
з Q, то поперечна арматура з розрахунку не потрібна
Qb 2h0 , то qSW=Q/(2h0)-цb2 Rbt b h02/(2h0 c0 )
Оскільки с0.=40.43 див 2h0,=2 14,5=29 див,
qSW=Q/(2h0)-2Rbt гb2 b h0/2h0 c0=33170/29-2 1,05 100 0,9 16 14,52/
/ 2 14,5 112,62 = 942,12 н/см
де гb2-коефіцієнт умов роботи бетону (таблиця 1.5 Мандріков)
Визначаємо крок поперечних стрижнів:
s = RSW n ASW / qSW1 = 215 2 0,503 / 942,15 = 22,8 см
де АSW1 - площа перерізу одного поперечного стрижня
smax=0,75 цb2 Rbt гb2 b h02/Q=0,75 2 1,05 100 0,9 16 14,52/33 170=14,38 см
Крім того, згідно з конструктивними вимогами на приопорних ділянках, рівних 1/4 прольоту, при висоті перерізу балки h 33170 н =
Умови міцності дотримуються.
Приймаємо поперечні стрижні діаметром 8 мм, крок стрижнів у приопорних ділянках 80 мм, крок у середині прольоту 120 мм.
Визначення прогинів. Момент у середині прольоту від повноїнормативного навантаження
qn=8105Н/м2, повне нормативне навантаження;
l0=4,2 м., розрахункова довжина маршу;
гn=0,95, коефіцієнт надійності за призначенням конструкції.
Момент від постійного та тривалого навантаження
qldn=4000Н/м2, нормативне постійне та тривале навантаження.
Момент від короткочасного навантаження
Мcd=qcdn•l02•гn/8cosб=4000*1,5•4,2 2•0,95/8*0.866=14513 H•м
qcdn=4000Н/м2, нормативне короткочасне навантаження.
Прогин f при згинанні вільно опертого елемента знаходять по кривизні 1/r у найбільш навантаженому перерізі
де Sp=5/48, коефіцієнт враховує вид навантаження і схему завантаження: для вільно опертої балки, рівномірно завантаженої (таб.2.16,Мандріков)
Кривизна в середині прольоту панелі визначається за формулою
1/r=1/Es As ho2•(Mld - k2ld b h2 Rbt.se r/k1ld)
Es=2.1•105МПа, модуль пружності сталі;
As = 12,32 см2, площа арматури;
ho=14,5см, робоча висота перерізу;
Мld = 18142H • м, момент від постійного та тривалого навантаження;
b=16см, ширина ребра;
h=17см, висота перерізу;
Rbt.ser=1,6МПа,розрахунковий опір бетону для граничних станів другої групи;
Коефіцієнти k1ld і k2ld визначаємо виходячи з таб.2.19, Мандріков.
де bf' = 52см, ширина полиці;
b=16см, ширина ребра;
hf'=3см, висота полиці;
бAs'/(2v)=0, для подвійної арматури.
м-коефіцієнт армування
As = 12,32 см2, площа робочої арматури;
Es=2.1•105МПа, модуль пружності сталі;
Eb = 2,7 • 104МПа, модуль пружності бетону.
Визначаємо коефіцієнти k1ld =0,23і k2ld=0
Обчислюємо кривизну плити:
Обчислюємо прогин у такий спосіб
що менше [f] = l/300см для елементів сходів при прольотах l?5м зтаб.2.2,Мандріков.
F = 0,551см Q = 32,71 кН,
Отже, поперечна арматура з розрахунку не потрібна.
За конструктивними вимогами закриті хомути з арматури діаметром 3 мм A-I кроком 150 см.
Консольний виступ для спирання маршу армують сіткою з арматури діаметром 6 мм класу А-I
Розрахунок пристінного ребра. На пристінне ребро діють такі навантаження: постійне і тимчасове, рівномірно розподілені від половини прольоту полиці та від власної ваги:
q = (1650 +5400) * 1,5 / 2 +347 = 5634Н / м;
Визначаємо розрахунковий згинальний момент у середині прольоту ребра:
M = ql? гn / 8 = 5634 * 3,2? * 0,95 / 8 = 6779 Н м.
Розрахункове значення поперечної сили з урахуванням гn = 1:
Q = ql гn/2 = 5634 * 3,2 * 0,95 / 2 = 8564 H.
Розрахунковий переріз пристінного ребра є тавровим з полицею в стислій зоні шириною
bf = 6hf + br = 6 * 6 + 8 = 44 см.
Так як ребро монолітно пов'язане з полицею, що сприяє сприйняттю моменту від консольного виступу, то розрахунок пристінного ребра можна виконувати на дію тільки згинального моменту
Відповідно до загального порядку розрахунку елементів, що згинаються, визначаємо (з урахуванням коефіцієнта надійності гn = 0.95 ) розташування нейтральної осі при х = h?f
Mгn = 677900 * 095 = 644000 Н м Q = = 8,56 кН,
Отже, поперечна арматура в пристінному ребрі з розрахунку не потрібна. За конструктивними вимогами приймаємо діаметром 4 мм A-I кроком 150 см.
2.4 Розрахунок збірної залізобетонної колони
Завдання на проектування. Розрахувати та сконструювати колону середнього ряду першого поверху гаража у місті Омську з плоским дахом при випадкових ексцентриситетах. Висота поверху Н=4 м. сітка колон 6×6,3м. Глибина закладання фундаменту 1,5м. будівля зводиться вІІ кліматичному районі по сніговому покриву. Тимчасове та тривале навантаження на міжповерхове перекриття беремо з розрахунку залізобетонної плити. Членування колон двоповерхове. Стики колон розміщуються на висоті 0,6 м від рівня верху панелей перекриття. Клас бетону В30, поздовжня арматура класу АІІІ. За призначенням будівля належить до одинадцятого класу. Приймаємо гn = 0,95
Рішення. Визначення навантажень та зусиль. Вантажна площа від перекриттів та покриттів при сітці колон6?6,3м. Агр = 6 * 6,3 = 37,8 м2.
Підрахунок навантажень зведено до таблиці 2.4.1. При цьому висота і ширина перерізу ригеля прийняті: h=1/15 l =1/15*6=0,4 м і b=0,2 м
Таблиця 2.4.1. нормативні та розрахункові навантаження.