Курсовая работа

Определение ординат эпюры материалов (рис.3.1). Определяется несущая способность сечения 1-1(продольная арматура 4Ø25А400 с АsФ=19,63см2;h0= 54 см.)Несущая способность сечения 2-2(продольная арматура 2Ø25 А400 с АsФ=9,82см2;h01= 56 см)Определение точек теоретическою обрыва стержней верхнею ряда 2Ø25 А400 (все обозначения см. на рис.3.1). Точки теоретического обрыва стержней соответствуют сечениям на расстояниях у от опор, в которых ординаты эпюры моментов и несущая способность сечения 2-2 равны: подставим числовые значения: корни уравнения у1,2:; у1 = 12,79м; у2 = 0,923 м; примем у = у2 = 0,930 м , поскольку 2у1 = 25,58м> 1риг=5,8м, что не имеет смысла.Определение длины заделки обрываемых стержней (пример 21 пособия [4])Для обеспечения прочности наклонных сечений на действие изгибающего момента необходимо обрываемые продольные стержни верхнего ряда завести за точки теоретического обрыва на длину которая определяется согласно п. 3.47 пособия [4]: поперечная сила в сечении у, проходящем через точку теоретического обрыва:где - шаг поперечных стержней на расстоянии у=0,93м от оси опоры, соответствующим точке теоретического обрыва, ds=2.5см – диаметр обрываемого стержня.Длина заделки определяется по формулеПринимаем длину заделки 800мм.Запроектируем ригель с полужесткими стыками на опорах. Такие ригели наиболее широко применяются в каркасных зданиях. Особенностями полужестких стыков, определяющими их расчет, являются постоянные изгибающие моменты на опорах ригеля. В ригелях каркасов по серии 1.020–1 для жилых и общественных зданий величина опорного момента всегда равна 55 кНм. Это обеспечивается за счет использования во всех стыках одинаковых калиброваных закладных деталей – «рыбок» (рис. 3.2). «Рыбки» (М1) приваривают к закладным деталям колонн и ригелей. Для возможности последующего обетонирования в целях защиты стальных деталей от коррозии в верхней части ригелей устраивают углубления. Для опирания ригелей консоли на колоннах выполняют скрытыми в подрезках ригелей, что обусловлено эстетическими требованиями. Подрезки у опор ригелей снижают высоту их поперечного сечения, а следовательно, и прочность наклонных сечений в зонах действия максимальных поперечных сил. Для обеспечения достаточной прочности наклонных сечений ригелей в местах подрезок часть нижней продольной арматуры (обычно 2 стержня) отгибают под углом 45 и анкеруют сварным соединением с опорной закладной деталью.Конструкция и армирование ригеля показана на рис .3.3.Рис. 3.2.Конструкция стыка ригеля с колонной.Рис. 3.3. – Основные размеры и армирование ригеля.4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОЛОННЫ ПЕРВОГО ЭТАЖА К-14.1. Нагрузка на колонну, расчетная схема, расчетное усилиеТребуется запроектировать колонну 1го этажа каркасного 4-х этажного здания. Высота этажа Hэт=6,0м. Сетка колонн 1рх а = ((6,58+5,84)/2)x5,03 м (см. рис.1.1).Район строительства г. Ярославль, расчетное значение веса снегового покрова S =2,4кН/м2 (4й снеговой район).Сечение колонны по заданию принято квадратным с размерами: bxh =40 х 40 см.Материалы: бетон тяжелый на плотный заполнителях класса В25 (Rb=14,5 МПа; Rbt =1,05 МПа; Rbn = 18,5 МПа; Rbtn = 1,6 МПа; Еb= 30*103 МПа);продольная рабочая арматура А400 (А-III) (Rs=365 МПа; Rsw =285 МПа; Еs=20*104 МПа);Нагрузка на колонну собирается с грузовой площади Агр.Рис. 4.1. – К определению нагрузок на колонну.Агр=(6,58+5,84)/2*5,03 =31,625м21.От покрытия- от веса плит и кровли,77-от веса ригелей-отснегаРис. 4.2 – Расчетная схема колонныв том числе длительная часть снеговой нагрузки Полная нагрузка от покрытияNпокр =170,77+26,33+75,9 = 273,2 кН;Длительная часть нагрузки от покрытияNпокр,l = 170,77+26,33+37,95= 235,2кН;2.От одного перекрытия- от веса плит и пола-от веса ригелей-временная полезная-в том числе длительная часть временной полезной нагрузкиПолная нагрузка от перекрытияNпер=260,3+26,55+227,7=514,55кН;Длительная част ь нагрузки от перекрытияNпер,l = 260,3+26,55+170,77= 457,6кН.3.Нагрузка от веса колонны одного этажагде, =25 кН/м -удельный вес бетона.В связевом каркасе здания расчетная схема колонны первого этажа - стержень с защемленным нижним концом (в уровне обреза фундамента) и шарнирно опертым верхним концом (по оси ригеля перекрытия над 1м этажем (см. рис.4,2), расстояние между точками закрепленияРасчетная длина (согласно п.3.55 пособия (4)) , здесь k= 0,7 - коэффициент, зависящий от закрепления концов стержня.Усилия в колонне (вуровнеобрезафундамента):от полной расчетной нагрузкиот длительной расчетной нагрузкиТак как колонна связевого каркаса располагается не в центре грузовой площади (см. рис.4.1), фактические эксцентриситеты продольного усилия N равные0=25мм, колонна работает на сжатие с фактическим эксцентриситетом ео=2,5см.4.2. Расчет прочности сечения колонныЦель расчета - определить требуемую площадь сечения продольной рабочей арматуры Аs.Армирование сечения симметричное, то есть Аs=Аs’(см. рис. 4.3), так как колонна работает на сжатии со случайным эксцентриситетом.Согласно п.3.58 пособия [4]расчет элементов с симметричным армированием (то есть Аs=Аs’), сжатых с фактическим эксцентриситетом е0 = еа = 2,5см при расчетной длине, допускается производить как условно центрально-сжатых из условия (3.97).Рис. 4.3 – Нормальное сечение колонны.Так как принятый эксцентриситет е0 = еа = 2,5см и расчетная длина колонны , производим расчет как условно центрально сжатого элемента. Предварительно вычисляем отношение Поскольку гибкость колонны , согласно п.3.54 пособия [4] следует учитывать продольный изгиб.Припо табл.3.5 коэффициент , по табл.3.6 коэффициент При а =а' = 4 см <0,15h = 0,15*40 =6,0 см Задаемся коэффициентом армирования µ = 0,02, тогда коэффициент по формуле (3.98) пособия [4]Требуемая площадь сечения всей продольной арматуры из условия (3.97) пособия [4]Принимаем конструктивно 6Ø18 А400, тогда коэффициент армирования .Конструкция колонны показана на рис.4.5.Колонна армируется пространственным каркасом К1, образованным из двух плоских сварных каркасов. Продольная рабочая арматура 6Ø18 А400 (по 3Ø18 А400 у каждой грани колонны) подобрана по расчету. Поперечная арматура конструктивная, ее диаметр выбирается из условий сварки с продольной арматурой (см. Припож.9 учебника [2]), примем поперечную арматуру Ø6 А240. Шаг поперечной арматуры в сварном каркасе (см. п. 5.23 пособия [4]) не более 15d = 15*18 = 270 мм (d - диаметр продольной арматуры), не более 500 мм и не больше размера сечения колонны b = h =400 мм, примем шаг поперечных стержней S = 250 мм. У нижнего конца колонны на длине ее заделки в фундамент шаг поперечных стержней принимается 150 мм для усиления бетона, который здесь испытывает местное сжатие.Стык колонны 1-го этажа с колонной 2-го этажа, расположенный на высоте 1000 мм от верха перекрытия первого этажа, выполнен с ванной сваркой выпусков продольной арматуры колонны и после дующим обетонированием, при этом диаметр арматуры из условий производства ванной сварки не должен быть меньше 20 мм. Концы колонн усиливают сетками косвенного армирования С1, арматура сеток подбирается из расчета на местное сжатие.Консоль принимаем конструктивно. Стык колонн осуществляют, как правило, на высоте 1 м от верха перекрытия. Наиболее экономичным и достаточно надежным для зданий со связевым каркасом считается стык колонн, выполненный путем ванной сварки выпусков арматуры, расположенных в подрезках. Конструкция показана на рис .4.4.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:Работа продольной рабочей арматуры в зоне ее анкеровки при расчете прочности не учитывается.На основании предыдущих расчетов устойчивость колонн в полной мере обеспечивается бетоном и продольной арматурой.Изгибающие моменты в колонне не велики, в месте стыка они близки к нулю; их влиянием на неравномерность распределения напряжений по сечению можно пренебречь.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=60мм (рис. 12). Сетки устанавливаем у торца колонны на длине l=10*0,016=0,16м, которая должна быть не менее десяти диаметров продольной арматуры и не менее размера поперечного сечения h=0,3м. Принимаемl=0,3м.Размер ячеек a1 назначают в пределах 45–100 мм, но не более h/4. Принимаемa1=0,05м.Сетки выполняют из арматуры класса А-400, диаметр принимаем конструктивно 18А400 с АsФ=2,5 см2.Рис. 4.4. Стык колонн с ванной сваркой выпусков арматурыРис.4.4 – Конструкция и армирование колонны К1 1го этажа.Список использованной литературы1. СП 52-101-2003. Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры. ГУП «НИИЖБ» Госстроя России. – М.: ФГУП ЦПП, 2004.2. Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции: Общ. курс: Учеб. для вузов. – М.: Стройиздат, 19913. СНиП 2.01.07-85*. Нормы проектирования. Нагрузки и воздействия. – М.: ГУП ЦПП, 2007.4. Пособие по проектированию к СП 52-101-20035. СП 52–102–2004. Предварительно напряженные железобетонные конструкции / Госстрой России. – М.: ГУП «НИИЖБ», ФГУП ЦПП, 20056.Пособие по проектированию к СП 52–102–20047. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия/Госстрой СССР. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. – 36с.