Многоэтажка в каркасе (связевой вариант) - курсовая работа

Содержание

Введение

Цели и задачки курсовой работы

1. Сборка перекрытия

1.1 Сбор нагрузок

1.2 Определение геометрических размеров частей (для 2-ух вариантов перекрытия)

1.2.1 Определение размеров колонн

1.2.2 Определение геометрических размеров ригелей

1.2.3 Определение размеров плит перекрытия

2. Определение расхода материалов (для 2-ух вариантов перекрытия)

2.1 Определение расхода материалов для плит перекрытия

2.2 Определение расхода материалов для ригелей

3. Расчет и конструирование частей каркаса

3.1 Расчет и конструирование плит перекрытия

3.1.1 Определение внутренних усилий

3.1.2 Приведение фактического сечения к Многоэтажка в каркасе (связевой вариант) - курсовая работа расчетному

3.1.3 Расчет по нормальному сечению

3.1.4 Расчет по наклонному сечению

3.2 Расчет и конструирование колонны

3.2.1 Определение внутренних усилий

3.2.2 Расчет колонны по нормальному сечению


Введение

В связевых каркасах используют панели перекрытий обычно 2-ух типов: пустотные с высотой сечения 220 мм и ребристые с высотой сечения от 300 до 400 мм. Ширину пустотных панелей принимают в границах от 1,2 до 1,8 м Многоэтажка в каркасе (связевой вариант) - курсовая работа, ребристых — от 1,2 до 1,5 м. По местоположению в перекрытии различают панели рядовые, межколонные средние и межколонные последние. Межколонные могут иметь вырезы в торцах для огибания колонн. Ширину рядовых панелей принимают в границах от 1,2 до 1,8 м с учетом кратности 100 мм, межколонных средних – от 1,5 до 1,8 м с учетом кратности 100 мм, дополнительных – от 0,6-0,9 м Многоэтажка в каркасе (связевой вариант) - курсовая работа с учетом кратности 50 мм

Ригели имеют две марки — однополочные (Р1) у торцевых стенок (на их опираются панели только с одной стороны) и двухполочные (Р2) другие. По-разному маркируем также панели перекрытий - межколонные последние (П1), межколонные средние (П2) и рядовые (П3).

Пустотные панели укладывают на полки ригелей через разглаживающий слой раствора шириной Многоэтажка в каркасе (связевой вариант) - курсовая работа 10 мм, а ребристые прикрепляют сваркой закладных деталей (межколонные приваривают в любом случае).

Цель и задачки курсовой работы:

Целью работы является расчет технико-экономических характеристик для 2-ух вариантов перекрытия.

В согласовании с поставленной целью нужно:

· представить два варианта сборки перекрытия;

· найти геометрические размеры и расход материалов для плит перекрытия по Многоэтажка в каркасе (связевой вариант) - курсовая работа двум вариантам;

· найти геометрические размеры и расход материалов для ригелей по двум вариантам перекрытия.

· высчитать технико-экономические характеристики для 2-ух вариантов перекрытия и избрать более экономный вариант.

Начальными данными для проектирования являются: размеры строения в плане по внешним осям L 1 х L 2 расстояния меж продольными и поперечными Многоэтажка в каркасе (связевой вариант) - курсовая работа разбивочными осями l 1 x 12 (сетка колонн), количество и высота этажей, нужная нормативная нагрузка на 1 мг покрытия и перекрытий (включая постоянную, долгосрочную и краткосрочную) и классы рабочей арматуры.


1. Сборка перекрытия

1.1 Сбор нагрузок

Сборка перекрытия по двум вариантам представлена на рисунке 1.

Таблица 1

Сбор нагрузок на 1м2 перекрытия

Наименование нагрузки Нормативная нагрузка, кПа Коэф. надежности по нагрузке Многоэтажка в каркасе (связевой вариант) - курсовая работа, g Расчетная нагрузка, кПа
Неизменная нагрузка:
1. Свой вес 3 1,1 (СНиП 2.01.07-85* , табл.1) 3,3
2. Пол 1,3 1,3 (СНиП 2.01.07-85* , табл.1) 1,69
Итого: 4,3 4,99
Временная нагрузка:
1. Долгая 4,2 1,2 (СНиП 2.01.07-85* , пункт 3.7) 5,04
2. Краткосрочная 2 1,2 (СНиП 2.01.07-85* , пункт 3.7) 2,4
Итого: 6,2 7,44
Полная: 10,5 12,43
Неизменная+долгая 8,5 10,03

Таблица 2

Сбор нагрузок на 1м2 покрытия

Наименование нагрузки Нормативная нагрузка, кПа Коэф. надежности по нагрузке, g Расчетная нагрузка, кПа
Неизменная нагрузка:
1. Свой вес 3 1,1 (СНиП 2.01.07-85* , табл.1) 3,3
2. Пол 1,3 1,3 (СНиП 2.01.07-85* , табл.1) 1,69
Итого: 4,3 4,99
Временная нагрузка:
1. Долгая 1,12 1,6
2. Краткосрочная 1,12 1,6
Итого: 2,24 3,2 (СНиП 2.01.07-85* , пункт 5.2*)
Полная: 6,54 8,19
Неизменная+долгая 5,42 6,59

1.2 Определение Многоэтажка в каркасе (связевой вариант) - курсовая работа геометрических размеров частей (для 2-ух вариантов перекрытия)

1.2.1 Определение размеров колонн

Начальные данные: размеры в плане по внешним осям 18 * 42 м, сетка колонн 6 * 6 м, число этажей – 3, высота этажей в осях 4,2 м, панели перекрытий пустотные, район строительства г. Пермь, нагрузки на перекрытие приведены в табл. 1 на покрытие — в табл. 2.

Колонны связевых каркасов имеют квадратное сечение Многоэтажка в каркасе (связевой вариант) - курсовая работа, размеры которого обычно не меняют по всей высоте строения и определяют по колоннам нижнего этажа. При усилии от расчетной нагрузки в колонне более 2500 кН лучше принимать сечение 400 * 400 мм, наименее 2000 кН — 300 * 300 мм, при других значениях усилия — одно из этих либо промежуточное сечение.

Для предназначения размеров сечения колонн приближенно, без учета собственного Многоэтажка в каркасе (связевой вариант) - курсовая работа веса ригелей и колонн, определяем усилие от расчетной нагрузки в колонне нижнего этажа:

N=Aгр * P 1 *( n -1)+ A гр * P 2 ,

где Aгр – грузовая площадь колонны;

P1 и P2 – полная расчетная нагрузка по табл. 1 и табл. 2 соответственно;

n – число этажей.

По табл. 1 расчетная нагрузка на перекрытие равна Многоэтажка в каркасе (связевой вариант) - курсовая работа 12,43 кПа. При 2-ух междуэтажных перекрытиях и грузовой площади колонны 6 * 6 = 36 м2 усилие в колонне составит 2 * 12,43 * 36 = 895 кН. По табл. 2 расчетная нагрузка на покрытие — 8,19 кПа, усилие в колонне от нее — 8,19 * 36= 294,84 кН. Полное усилие в колонне: 895 + 294,84 = 1189,84 кН, что меньше 2000 кН. Принимаем сечение колонн 300 * 300 мм.


1.2.2 Определение геометрических размеров ригелей

Потому что расстояния меж продольными и поперечными Многоэтажка в каркасе (связевой вариант) - курсовая работа разбивочными осями равны, то геометрические размеры ригелей и панелей перекрытия принимаем схожими для 2-ух вариантов перекрытия.

Размеры сечения ригелей зависят от нагрузки и просвета, высота hколеблется от 450 до 600 мм, а ширина ребра b— от 200 до 300 мм. При всем этом ширина свесов полок, обычно, составляет 100 мм, а высота полки Многоэтажка в каркасе (связевой вариант) - курсовая работа h³150 мм. Данные для подготовительного предназначения сечения ригелей приведены в табл. 3. Потому что сумма временных нагрузок равна 7,44 кПа и l1 =l2 =6, то размеры сечения ригелей назначаем b * h = 200х450.

Таблица 3

Рекомендуемые размеры ригелей b * h, мм

Расстояние меж продольными осями l1 , м Шаг ригелей l2 , м
5 6 7
при полезной расчетной нагрузке до 8 кПа
5 200х450 200х450 200х Многоэтажка в каркасе (связевой вариант) - курсовая работа450
6 200х450 200х450 200х500
7 200х500 200х550 200х550
при полезной расчетной нагрузке до 12 кПа
5 200х450 200х450 200х500
6 200х500 200х500 200х550
7 200х600 300х550 300х550
при полезной расчетной нагрузке более 12 кПа
5 200х500 200х500 200х550
6 200х550 200х600 300х550
7 300х550 300х600 300х600

Потому что привязка последних колонн осевая, то проектная длина ригелей определяется:

l р = l Многоэтажка в каркасе (связевой вариант) - курсовая работа 2 -2* hk /2-2*15,

где l2 – шаг колонн;

hk – высота сечения колонны;

15 – монтажный допуск.

lр = 6000 - 300 – 2*15 = 5670 мм.

1.2.3 Определение размеров плит перекрытия

Проектная длина панелей с учетом зазоров:

l пл = l 2 -2* B р / 2-2*15,

где l2 – шаг колонн;

Bр – ширина ригеля;

15 – монтажный допуск.

Lпл = 6000-200 – 2*15 = 5770 мм.

При расстоянии меж осями колонн 6000 мм номинальную ширину рядовых панелей назначаем 1500 мм Многоэтажка в каркасе (связевой вариант) - курсовая работа, межколонных панелей назначаем равной 1500 мм, а дополнительных — 900 мм.

Проектная ширина панели равна:

B п = B -2*15,

где Bп – проектная ширина плиты;

B– номинальная ширина плиты;

15 –монтажный допуск.

Обычная панель перекрытия:

Bп =1500-15*2=1470 мм.

Межколонная панель перекрытия:

Bп =1500-15*2=1470 мм.

Дополнительная плита перекрытия:

Bп =900-15*2=870 мм.

Высота пустотных панелей равна 220 мм.

каркас Многоэтажка в каркасе (связевой вариант) - курсовая работа перекрытие ригель нагрузка


2. Определение расхода материалов (для 2-ух вариантов перекрытия)

2.1 Определение расхода материалов для плит перекрытия

Расход бетона:

V = Bgk * lgk * hgk * t ?

где Bпл – ширина плиты, м; lпл – длина плиты, м; hпл – высота сечения плиты, м; t – коэффициент (для пустотных плит t=0,55, для ребристых t=0,27).

Плита дополнительная:

V1 =0,87*5,77*0,22*0,55=0,6 м Многоэтажка в каркасе (связевой вариант) - курсовая работа3 ;

Плита межколонная:

V2 =1,47*5,77*0,22*0,55=1,02 м3 ;

Плита обычная:

V3 =1,47*5,77*0,22*0,55=1,02 м3 .

Расход арматуры:

R = V * K ,

где K – коэффициент, зависящий от типа конструкции (определяется по таблице);

При промежных значениях расход стали определяется при помощи способа линейной интерполяции.

K=a+(b-a)/(d-c)*(Р1 н -с);

K=78+(98-78)/(12,5-8)*(10,5-8)=78+20/4,5*2,5=89,11 кг/м3 ;

Плита дополнительная:

R1 =0,6*89,11=53,47 кг;

Плита межколонная Многоэтажка в каркасе (связевой вариант) - курсовая работа:

R2 =1,02*89,11=90,89 кг;

Плита обычная:

R3 =1,02*89,11=90,89 кг.

2.2 Определение расхода материалов для ригелей

Расход бетона:

V р = A * l р ,

где А – площадь сечения ригеля, м2 ; lр – длина ригеля, м.

A1 =0,45*0,2+0,1*(0,45-0,23)=0,112 м2 ;

A2 =0,23*0,2+0,4*0,22=0,134 м2 ;

Ригель Р1:


Vp 1 =0,112*5,67=0,64 м3 ;

Ригель Р2:

Vp 2 =0,134*5,67=0,76 м3 .

Расход арматуры для ригеля:

Rp = Vp * K ;

где К Многоэтажка в каркасе (связевой вариант) - курсовая работа – коэффициент, зависящий от типа конструкции.

K1 =181 + (200-181) / (60-30)*(31,5-30) = 181,95 кг/м3 (P1);

K2 =200 + (225-200) / (90-60)*(63-60) = 202,5 кг/м3 (P2);

Ригель Р1: Rp 1 = 0,64*181,95 = 116,4 кг;

Ригель Р2: Rp 2 = 0,76*202,5 = 153,9 кг.

Таблица 4

Расход материалов (для 2-ух вариантов перекрытия)

Номер варианта Наименование элемента Обозначение элемента Расход бетона, м3 Расход стали, кг
Вариант 1 Плиты перекрытия П1 0,6 53,47
П2 1,02 90,89
П3 1,02 90,89
Ригели Р1 0,64 116,4
Р2 0,76 153,9
Вариант 2 Плиты перекрытия П1 0,6 53,47
П2 1,02 90,89
П Многоэтажка в каркасе (связевой вариант) - курсовая работа3 1,02 90,89
Ригели Р1 0,64 116,4
Р2 0,76 153,9

3.Расчет и конструирование частей каркаса

3.1 Расчет и конструирование плит перекрытия

3.1.1 Определение внутренних усилий

Исходя из убеждений статистического расчета все типы панелей рассматривают как свободно опертые однопролетные балки, нагруженные умеренно нагрузкой q . Для ее определения нужно помножить распределенную по площади нагрузку на номинальную ширину панели.

Пустотные панели рассчитываются по прочности Многоэтажка в каркасе (связевой вариант) - курсовая работа как балки таврового сечения с полкой в сжатой зоне.

Начальные данные: проектные размеры 1470 * 5770, высота сечения – 220 мм , бетон класса В20:

Rb =10,35 МПа

при g b 2 =0,9.

Арматура –

Rs (A III) =365 МПа ,

Rsc (A III) =365 МПа .

где P 1 – полная расчетная нагрузка на плиту по табл. 1, кПа ;

B – ширина плиты;

g n – коэффициент Многоэтажка в каркасе (связевой вариант) - курсовая работа надежности по предназначению;

l 0 – расчетная длина элемента,

l 0 = l пл - 2*(100-15)/2.

l 0 = 5770-85=5685 мм;

M = 12,43*1,5*0,95*(5,685)2 /8=71,56 кН•м;

Q = 12,43*1,5*0,95*5,685/2=50,35 кН.

3.1.2 Приведение фактического сечения к расчетному

Высота сечения приведенного сечения равна фактической высоте h = 220 мм.

Толщина полки таврового сечения:

h ’ f =(h - d )/2=(220-159)/2=30,5 мм;

Ширина полки таврового сечения:

b ’ f = B -2*10=1470-20=1450 мм;

Расчетная ширина ребра:

b Многоэтажка в каркасе (связевой вариант) - курсовая работа = B -2*10-n *159=1470-20-7*159=337 мм.

3.1.3 Расчет по нормальному сечению

1. Определение положения сжатой зоны:

Определяем при х= hf ’ .

где Мгр – момент, воспринимаемый сечением при условии, что высота сжатой зоны равна высоте полки;

Rb – расчетное сопротивление бетона сжатию с учетом коэффициента g b 2 ;

h 0 – рабочая высота сечения.

Мгр = 10,35*1,45*0,0305*(0,19-0,0305/2)=0,0799 МН•м =79,9 кН•м.

Мгр = 79,9 кН Многоэтажка в каркасе (связевой вариант) - курсовая работа × м>М= 71,56 кН × м ® x < hf ’,

сжатая зона не выходит из полки.

2. Определяем коэффициент a m :

a m = 71,56*10-3 /(10,35*1,45*(0,19)2 )=0,13.

3. Определяем относительную высоту сжатой зоны:

Определяем граничную относительную высоту сжатой зоны по СНиП 2.03.01-84*.

Значение x R определяется по формуле:

где w - черта сжатой зоны бетона, определяемая по формуле:

s sR - напряжение в Многоэтажка в каркасе (связевой вариант) - курсовая работа арматуре, МПа , принимаемое для арматуры классов:

А-I, А-II, А-III, А-IIIв - ;

s sp – предварительное напряжение арматуры;

s su - предельное напряжение в арматуре сжатой зоны.

.

x R = 0,628> x = 0,139 - габариты сечения подобраны верно.

4. Определим высоту сжатой зоны:

х= x * h 0 £ h ’ f ;

х= 0,139*190=26,4 мм <30,5 мм Многоэтажка в каркасе (связевой вариант) - курсовая работа .

5. Определим площадь растянутой арматуры:

;

.

Для многопустотной панели стержни ставятся меж пустотами.

По сортаменту принимаем 8Æ14 (As =1231 мм2 ).

6. Определяем фактическую высоту сжатой зоны:

;


7. Определим несущую способность сечения:

;

.

М u = 78,65 кН × м >М= 71,56 кН × м – площадь арматуры подобрана верно.

3.1.4 Расчет по наклонному сечению

Большая поперечная сила на опоре панели:

За ранее поперечную арматуру примем по конструктивным Многоэтажка в каркасе (связевой вариант) - курсовая работа требованиям (по пт 5.27 СНиП 2.03.01-84*.). На приопорных участках длиной l /4 арматуру устанавливаем конструктивно 8Æ6 A-III с шагом менее h /2 =220/2=110 мм , принимаем шаг 100 мм , в средней части просвета поперечную арматуру не устанавливают.

1. Расчет по обеспечению прочности наклонной полосы меж примыкающими трещинками.

Коэффициент j b 1 определяется по формуле:

Коэффициент определяется Многоэтажка в каркасе (связевой вариант) - курсовая работа по формуле: =1+5 a m w ;


где

;

.

.

-

размеры панели достаточны

2. Расчет прочности по наклонной трещинке

По опыту проектирования плитных конструкций при расчете прочности по наклонной трещинке на действие поперечной силы проекцию более небезопасного наклонного сечения принимают как:

Поперечная сила в конце такового сечения:

Коэффициент, учитывающий воздействие полки в сжатой зоне:

.

Коэффициент, учитывающий Многоэтажка в каркасе (связевой вариант) - курсовая работа воздействие продольных сил: .

При всем этом

.

где Qb – поперечная сила, воспринимаемая бетоном на трещинке;

Rbt – расчетное сопротивление бетона растяжению;

j b 2 – коэффициент, учитывающий воздействие вида бетона;

с – длина проекции более небезопасного наклонного сечения на продольную ось элемента.

Q 1 =39,14 кН > Qb =31,78 кН –

нужно найти усилие, воспринимаемое поперечной арматурой:

;

.

.

Qsw + Qb Многоэтажка в каркасе (связевой вариант) - курсовая работа = 407,52+31,78=439,3 кН> Q = 50,35 кН –

крепкость наклонного сечения обеспечена.

3.2 Расчет и конструирование колонны

3.2.1 Определение внутренних усилий

N = N + Nk + Np ,

Np =n*Vp *1,1*25,

Nk =h э *n*h2 k *1,1*25,

где h э – высота этажа;

n – количество этажей;

1,1 – коэффициент надежности по нагрузке;

hk – высота сечения колонны.

Nk =3*4,2*0,09*1,1*25=31,185 кН ;

Np =3*0,76*1,1*25=62,7 кН ;

N =1189,84+31,185+62,7=1283,73 кН .

Nl =Nl +Nk +Np Многоэтажка в каркасе (связевой вариант) - курсовая работа ,

Nl =A гр *((n-1)*P1,l + P2,l ),

где P 1, l – расчетная значение неизменной и продолжительно действующей нагрузки по табл. 1;

P 2, l - расчетная значение неизменной и продолжительно действующей нагрузки по табл. 2;

Nl =36*(2*8,5+5,42)=807,12 кН ;

Nl =807,12+31,185+62,7=901 кН .

3.2.2 Расчет колонны по нормальному сечению

Условие прочности имеет вид:

,

где Ab = hk Многоэтажка в каркасе (связевой вариант) - курсовая работа 2 – площадь бетонного сечения;

j - коэффициент, учитывающий упругость колонны и продолжительность деяния нагрузок (коэф. продольного извива).

Преобразуем формулу, получим:

,

,

где j 1, j 2 – коэффициенты, учитывающие упругость колонны и продолжительность деяния нагрузок.

Коэффициенты j 1 и j 2 определяем поочередными приближениями по таблице 5.

Таблица 5

Коэффициенты для учета гибкости колонны и продолжительности деяния нагрузок

Упругость

l0 /h Многоэтажка в каркасе (связевой вариант) - курсовая работа

j 1 в зависимости отNl / N j 2 в зависимости отNl / N
0 0,5 1 0 0,5 1
6 0,93 0,92 0,92 0,93 0,92 0,92
10 0,91 0,90 0,89 0,91 0,91 0,90
14 0,89 0,85 0,81 0,89 0,87 0,86
16 0,86 0,80 0,74 0,87 0,84 0,82
18 0,83 0,73 0,63 0,84 0,80 0,77
20 0,80 0,65 0,55 0,81 0,75 0,70

В нашем случае, при

и

, j 1 =0,87, j 2 =0,88.

При j = j 2 = 0,88 определяем:

.

Проверяем:


.

Потому что j =0,88= j 2 =0,88 , то арматура подобрана верно.

По сортаменту принимаем 4Æ22 A-III (As + As ’ =1520 мм2 ).

;

.

Приобретенный процент армирования от рабочей площади бетона составляет:

.

При гибкости колонны =11,43 это выше мало Многоэтажка в каркасе (связевой вариант) - курсовая работа допустимого процента армирования m min =0,2% и меньше рекомендуемого наибольшего m max =3%.

При m < m max шаг поперечных стержней должен быть

мм , с учетом кратности 50 мм .

При m > m max шаг поперечных стержней должен быть

мм ,

с учетом кратности 50 мм, где d – поперечник продольных стержней (d =22 мм ).

В нашем Многоэтажка в каркасе (связевой вариант) - курсовая работа случае m =1,69%

По условиям сварки поперечник поперечных стержней должен быть более dsw =0,25d =0,25*22=5,5 мм. Принимаем 4Æ6 A-III.

Согласно требованиям норм, слой защиты бетона до рабочей арматуры должен составлять более 20 мм. Совсем расстояние от осей продольных стержней до внешних граней принимаем равным 25 мм.


mnogomernaya-i-diskretnaya-modeli-emocij.html
mnogomernaya-organizacionnaya-struktura.html
mnogomernij-korrelyacionnij-analiz.html