Железобетонные конструкции каркаса многоэтажного промышленного здания (стр. 11 из 14). Железобетонные конструкции многоэтажных зданий
Раздел 1. Общие принципы проектирования железобетонных конструкций зданий
Лекция 1. Принципы компановки железобетонных конструкций
1.1. Конструктивные схемы
Конструктивные схемы зданий могут быть каркасными и панельными (бескаркасными), многоэтажными и одноэтажными. Каркас многоэтажного здания образуется из основных вертикальных и горизонтальных элементов — колонн и ригелей. В каркасном здании горизонтальные воздействия (ветер, сейсмика и т. п.) могут восприниматься совместно каркасом и вертикальными связевыми диафрагмами, соединенными перекрытиями в единую пространственную систему, или же только каркасом, как рамной конструкцией, при отсутствии вертикальных диафрагм. В многоэтажном панельном здании горизонтальные воздействия воспринимаются совместно поперечными и продольными стенами, также соединенными перекрытиями в пространственную систему.
1 – колонна; 2 – ригель; 3 – распорка; 4 – плита перекрытия
Рис. 1.1. Железобетонный каркас многоэтажного здания
1.2. Деформационные швы
Чтобы уменьшить усилия от температуры и усадки, железобетонные конструкции делят по длине и ширине температурно-усадочными швами на отдельные части — деформационные блоки. Если расстояние между температурно-усадочными швами при температуре выше минус 40 °С не превышает пределов, указанных в табл.1.1, то конструкции без предварительного напряжения, а также предварительно напряженные, к трещиностойкости которых предъявляются требования 3-й категории, на температуру и усадку можно не рассчитывать.
Таблица 1. 1 Наибольшие допустимые расстояния между. температурно-усадочными швами в железобетонных конструкциях
| Вид конструкции | Расстояние между швами, м | |
| внутри отапливаемых зданий и в грунте | в открытых сооружениях и в не отапливаемых зданиях | |
| Сборная каркасная » сплошная Монолитная и сборно-монолитная каркасная То же, сплошная | 60 50 50 40 | 40 30 30 25 |
Температурно-усадочные швы выполняются в надземной части здания — от кровли до верха фундамента, разделяя при этом перекрытия и стены. Ширина температурно-усадочных швов обычно составляет 2—3 см, она уточняется расчетом в зависимости от длины температурного блока и температурного перепада. Наиболее четкий температурно-усадочный шов конструкции здания создается устройством парных колонн и парных балок по ним.
а – температурный шов на парных колоннах; б – осадочный шов на
парных колоннах; в – осадочный шов с вкладным пролетом
Рис. 1.2. Деформационные швы
Осадочные швы устраивают между частями зданий разной высоты или в зданиях, возводимых на участке с разнородными грунтами; такими швами делят и фундаменты (рис. 1.2,б). Осадочные швы можно устраивать также с помощью вкладного пролета из плит и балок (рис. 1.2,в). Осадочный шов служит одновременно и температурно-усадочным швом здания.
Лекция 2. Принципы проектирования сборных элементов
2.1. Типизация сборных элементов и унификация размеров
Чтобы одни и те же типовые элементы можно было широко применять в различных зданиях, расстояния между колоннами в плане (сетка колонн) и высоты этажей унифицируют, т. е. приводят к ограниченному числу размеров.
Для одноэтажных промышленных зданий с мостовыми кранами расстояние между разбивочными осями в продольном направлении (шаг колонн) принято равным 6 или 12 м, а между разбивочными осями в поперечном направлении это расстояние (пролеты здания) принято кратным укрупненному модулю 6 м, т. е. 18, 24, 30 м и т. д. (рис. 2.1. а). Высота от пола до низа основной несущей конструкции принята кратной модулю 1,2 м, например 10,8; 12 м и т. д. до 18 м.
Рис. 2.1. Унифицированные размеры промышленных зданий
Для многоэтажных промышленных зданий принята унифицированная сетка колонн 9×6, 12×6м под временные нормативные нагрузки на перекрытия 5, 10 и 15 кН/м2 и сетка колонн 6×6м под временные нормативные нагрузки 10, 15, 20 кН/м2; высоты этажей принимают кратными укрупненному модулю 1,2 м, например 3,6; 4,8; 6 м (рис. 2.1. б).
В гражданских зданиях укрупненным модулем для сетки осей принят размер 600 мм. Расстояние между осями сетки в продольном и поперечном направлениях назначают от 3 до 6,6 м. Высоты этажей, кратные модулю 300 мм,— от 3 до 4,8 м.
Чтобы взаимоувязать размеры типовых элементов зданий, предусмотрены три категории размеров: номинальные, конструктивные и натурные (рис. 2.2).
а – панелей; б – ригелей
Рис. 2.2. Номинальные и конструктивные размеры сборных элементов:
Номинальные размеры элемента — расстояния между разбивочными осями здания в плане. Конструктивные размеры элемента отличаются от номинальных на величину швов и зазоров. Величина зазоров зависит от условий и методов монтажа и должна допускать удобную сборку элементов и в необходимых случаях заливку швов раствором. В последнем случае величина зазора принимается не менее 30 мм. Натурные размеры элемента — фактические размеры, которые в зависимости от точности изготовления могут отличаться от конструктивных размеров на некоторую величину, называемую допуском (3—10 мм). Конструктивные размеры элементов назначают с учетом необходимых зазоров в швах и стыках, а также с учетом нормированных допусков.
studfiles.net
2. Каменные конструкции
Краткие исторические сведения о возникновении и развитии каменных и армокаменных конструкций в России и за рубежом. Перспективы дальнейшего развития.
Физико-механические свойства каменных кладок. Основы расчета по предельным состояниям.
Общие сведения. Материалы для каменных конструкций. Природные и искусственные камни. Растворы для каменных кладок. Прочность каменной кладки при сжатии, растяжении. Факторы, влияющие на прочность кладки. Деформативность каменной кладки. Стадии работы кладки под нагрузкой при сжатии. Расчет каменной кладки по предельным состояниям. Расчетные сопротивления каменной кладки. Коэффициенты условий работы.
Расчет неармированной каменной кладки при сжатии. Расчет прочности центрально-сжатых элементов. Определение расчетной длины, коэффициента продольного изгиба. Учет длительности действия нагрузки. Расчет каменной кладки на смятие.
Армокаменные конструкции. Расчет и проектирование. Сетчатое армирование кладки, основные конструктивные требования, максимальный и минимальный процент армирования. Расчет каменных конструкций с сетчатым армированием при центральном и внецентренном сжатии. Продольное армирование каменной кладки, конструктивные требования, расчет.
Расчет прочности изгибаемых элементов. Виды конструкций, работающих на изгиб. Расчет прочности при действии момента и поперечной силы.
Расчет по образованию и раскрытию трещин. Основные положения расчета; требования, предъявляемые каменной кладке по трещиностойкости. Расчет по деформациям растянутых поверхностей.
Проектирование каменных конструкций зданий. Конструктивные схемы каменных зданий. Здания с жесткой и упругой конструктивной схемой. Расчет стен на вертикальные и горизонтальные нагрузки. Расчет перемычек и стен подвала.
Каменные конструкции, возводимые в зимнее время. Конструктивные требования. Влияние замораживания на раствор и кладку. Расчет зимней кладки в стадии первого оттаивания и для периода законченного строительства. [3].
3. Железобетонные конструкции многоэтажных промышленных и гражданских зданий
Конструктивные схемы многоэтажных зданий и общие принципы их компоновки из сборного и монолитного железобетона.
Сборные железобетонные конструкции заводского изготовления - основа индустриализации современного строительства. Монолитный железобетон в современном строительстве. Достоинства и недостатки монолитного и сборного железобетона; области применения.
Конструктивные схемы многоэтажных зданий. Общие сведения о каркасных, бескаркасных и комбинированных системах и областях их применения.
Основные требования к сборным железобетонным конструкциям зданий. Типизация сборных элементов, номенклатура и каталоги сборных элементов.
Деформационные швы - температурные и осадочные, требования к их расположению, конструктивные схемы швов.
Связевая, рамно-связевая и рамная системы производственных зданий.
Стыки и концевые участки сборных железобетонных элементов многоэтажных зданий. Виды стыков по расчетно-конструктивным признакам и особенности их конструкции. Конструктивные, заводские и монтажные требования к стыкам. Сварка выпусков арматуры в стыках. Усиление концевых участков сборных элементов. Применение косвенного армирования.
Сведения о расчете прочности стальных закладных деталей и бетонных шпонок в стыках сборных элементов.
Плоские перекрытия многоэтажных зданий и их основные виды - балочные и безбалочные.
Компоновка конструктивной схемы ребристого монолитного перекрытия с балочными плитами, особенности расчета и конструирования плиты, второстепенных и главных балок.
Конструктивные схемы ребристых монолитных перекрытий с плитами, опертыми по контуру, особенности расчета по методу предельного равновесия плит.
Особенности конструктивных решений монолитных, сборно-монолитных и сборных безбалочных покрытий.
Плоские безбалочные перекрытия из сборных железобетонных элементов. Компоновка конструктивной схемы перекрытия. Конструкция пустотных и ребристых плит. Применение в плитах сварных сеток, каркасов и напрягаемой арматуры. Особенности расчета армирования пустотных и ребристых плит.
Конструкции ригелей балочных перекрытий. Основы расчет железобетонных конструкций по методу предельного равновесия. Основные принципы метода. Образование пластических шарниров и перераспределение изгибающих моментов при предельном равновесии статически неопределимой балки. Статический и кинематический способы метода предельного равновесия. Расчет ригеля методом предельного равновесия с перераспределением моментов. Армирование ригеля с учетом огибающей эпюры перераспределенных моментов. Построение эпюры моментов по назначенному армированию.
Железобетонные фундаменты мелкого заложения. Классификация железобетонных фундаментов. Отдельные, ленточные и сплошные фундаменты, области их применения.
Конструкции сборных монолитных отдельных фундаментов колонн. Расчет центрально нагруженных фундаментов. Особенности расчета внецентренно нагруженных отдельных фундаментов. Фундаментные балки, конструктивные решения, схемы армирования. [1, c. 491-571].
studfiles.net
Железобетонные конструкции многоэтажного здания
I.II Размер панелей перекрытия
Размеры в плане (номинальные)– 6х1,5 м; конструктивные – 5,97х1,49 м
План и поперечный разрез здания – см. Приложение 1
II ЧАСТЬ
II.I Расчет и конструирование панели сборного перекрытия
Принимаем:
· Бетон класса В20, подвергнутый тепловой обработке при атмосферном давлении( Rb =11.5 МПа, Rb, ser = 15 МПа, Rb t = 0.9 МПа, Rbt, ser =1,4 МПа, Eb = 24 000 МПа, γb2 = 0.9)
· Рабочая арматура сетки для армирования полки панели – класса А- III (при d<10 мм, Rs = 355 МПа )
· Продольная арматура для армирования продольных ребер панели – сталь класса А- II ( Rs = 280 Мпа, Rs, ser =295 МПа, Es = 2,1 x10)
· Поперечная арматура – из стали класса А-I (Rsw= 175МПа, Es = 2,1 x10 )
· Арматура подъемных петель - из стали класса А-I ( Rs = 225 МПа).
Нагрузка на 1 м2 перекрытия, кН
В расчетах: ρ = 2,5 т/м3 . hred = Асеч.п lн/bп*bн;
Высота сечения панели, удовлетворяющая условиям прочности и жесткости одновременно, определяется по формуле
где:
с – коэффициент, с = 30 (ребристая панель)
l – расчетный пролет панели, l=lн –0.5b == 6000-0.5*250=5875 мм
Rs – расчетное сопротивление растяжению рабочей арматуры ребер, Rs = 280Мпа
Es – модуль упругости рабочей арматуры ребер, Es = 2,1·105 МПа
qндл = 8,7 кН/м
qнкр = 1,9 кН/м
θ – коэффициент, θ = 1,5 (ребристая панель)
qн = 10,6 кН/м
принимаем h = 330 мм
Форма и принятые размеры сечения – см. Приложение 2, рис.2.1
Расчет продольного ребра по нормальным сечениям
Расчетный пролет – см. Приложение 2, рис.2.2
Расчетная нагрузка на 1 м2 при номинальной ширине панели 1,5 м с учетом γ n
р′ = q·bп · γ n = 13,0 ·1,5 ·0,95 = 18,525 кН/м
Наибольшие усилия определяются по формулам
M = р′ ·l2 / 8 = 18,525 · 5,782 / 8 = 77,46 кН/м
Q = р′ ·l2 / 2 = 18,525 · 5,782 / 2 = 53,537 кН/м
Эквивалентное фактическому тавровое сечение – см. Приложение 3, рис 3.1, б
h’f / h = 50/330 = 0,15 > 0,1 следовательно, b’f = bп – 40 = 1490-40 = 1450 мм.
Назначаем предварительную рабочую высоту сечения при однорядном расположении арматуры hп = h – a = 330 – 30 = 300 мм
Положение нейтральной оси:
где: M = 77,46 кН/м
γ b2 = коэффициент, γb2 = 0,9
Rb = 11,5 МПа
b’ f = 1450 мм
h0 – рабочая высота сечения, h0 = 300
А0 = 77,46 / (0,9 11,5·1450· 3002) = 0,058 по [2, табл. III.1] определяем: ξ=0,06 η=0,97. Тогда х = ξ· h0 =0,06·300=18 < h’ f =50 мм – нейтральная ось проходит внутри полки, и сечение рассчитывается как прямоугольное с размерами b’ f × h0 (1450 х300)
Требуемая площадь поперечного сечения продольной арматуры ребер определяется по формуле:
где: M = 77,46 кН/м
Rs = 285 МПа
h0 = 300мм
η = 0,97
А0 = 77,46 / 0,97·300·285 = 864 мм2
Принимаем по сортаменту 2Ø 25 А-II (А s = 9,82)
Расчет полки панели на местный изгиб.
Нагрузку на 1 м2 полки принимаем такой же, как для панели:
р1 = q·1 · γ = 13 ·1 ·0.95 = 12,35 кН/м
Расчетный пролет полки при ширине ребер вверху 85 мм составит:
ℓ0 = bп – 2( bр +∆ ) = 1490-2(85+20) = 1280 мм
Расчетный изгибающий момент с учетом упругой заделки полки в ребре в середине пролета и в заделке
М = р1 · ℓ20 /11= 12,35·1,282 / 11 = 1,839 кН·м
Армируем полку стандартными сварными сетками с поперечным расположением рабочей арматуры из стали класса А-III, площадь сечения Аs :
похожие статьи
mirznanii.com
Пример расчета и конструирования железобетонных конструкций многоэтажного промышленного здания с неполным каркасом
1. Исходные данные:
а) план первого этажа б) разрез 1 – 1
Рисунок 1 – Задание на курсовой проект
1. Размеры здания в плане L1 x L2 = 27x60 м.
2. Сетка колонн l1 x l2 = 9x6 м.
3. Число этажей n = 4.
4. Временная нагрузка на междуэтажное перекрытие: длительно действующая υl = 8 кН/м2; кратковременная υsh = 2,5 кН/м2.
5. Высота этажей Нэт = 4 м.
6. Нормативное давление на грунт R0 = 0,23 МПа.
7. Место строительства – г. Магнитогорск.
8. Классы материалов для железобетонных элементов с ненапрягаемой арматурой: бетон класса В 30, арматура из стали класса A – 300, В – 500.
9. Классы материалов для железобетонных элементов с напрягаемой арматурой: бетон класса В 30, напрягаемая арматура из стали A – 800, ненапрягаемая арматура из стали класса A – 300, В – 500.
2. Выбор основного варианта перекрытия
При проектировании перекрытия из сборного железобетона возможны два направления ригелей – вдоль или поперек здания. Для выполнения более экономичного из них выполняем сравнение вариантов.
ВАРИАНТ 1. Ригели вдоль здания
Рисунок 2 – План этажа здания при расположении ригелей вдоль здания
1 – плиты перекрытия; 2 – ригели
Пролет ригеля по заданию l=6 м. Высота сечения ригеля: h=0,1·l=600·0,1=
=60 см, принимаем h=60 см, кратно модулю 50 мм.
Ширина сечения ригеля: bp=0,35·h=0,35·60=21 см, принимаем bp=20, кратно модулю 50 мм.
Вес одного погонного метра ригеля: 0,2 м · 0,6 м · 1 м · 25 Кн = 3 кН, где 25 кН – удельный вес одного кубического метра железобетона.
Приведенная толщина ригеля: 20·60/900=1,33 см.
Номинальная длина плиты l=9 м, ширина b1/=1,5 м, кратно модулю пролета ригеля (6 м).
Толщину полки ребристой плиты принимаем h2/=50 мм – из условия прочности на продавливание сосредоточенным грузом [3]. Предварительную высоту плиты принимаем из условия обеспечения жесткости ребристых плит (E·I) : hn=l0n/20 [7], где l0n – расчетный пролет плиты: l0n=l – (bp/2)=900-20/2=890 см, принимаем 890. Исходя из этого предварительную высоту плиты принимаем hn=890/20=44,5 см, принимаем 400 мм.
Вес 1м2 плиты: полки 0,05 м · 1 м · 1 м · 25 кН = 1,25 кН/м2; ребер: (0,1 м · (0,4 м - 0,05 м) · 1 м) · 2 · 25 кН = 1,75 кН/м2. Итого: 1,25+1,75=3 кН/м2.
Приведенная толщина ребер панели по ширине плиты: 35 см · 10 см · 2 / 150 см = 4,67 см; где 35 см – высота ребра, 10 см – предварительная ширина ребра, 150 – ширина плиты.
Полная приведенная толщина плиты составит 5+4,67=9,67 см.
ВАРИАНТ 2. Ригели поперек здания
Пролет ригеля по заданию l=9 м. Высота сечения ригеля: h=0,1·l=900·0,1=
=90 см, принимаем h=90 см, кратно модулю 50 мм.
Рисунок 3 – План этажа здания при расположении ригелей поперек здания
1 – плиты перекрытия; 2 – ригели
Ширина сечения ригеля: bp=0,35·h=0,35·90=31,5 см, принимаем bp=30, кратно модулю 50.
Вес одного метра ригеля: 0,3·0,9·1·25=6,75 кН.
Приведенная толщина ригеля: 30·90/600=4,5 см.
Номинальная длина плиты l=6 м, ширина b1/=1,5 м, кратно модулю пролета ригеля (9 м).
Толщину полки ребристой плиты принимаем h2/=50 мм – из условия прочности на продавливание сосредоточенным грузом. Предварительную высоту плиты принимаем из условия обеспечения жесткости ребристых плит (E·I): hn=l0n/20, где l0n – расчетный пролет плиты: l0n=l – (bp/2)=600-30/2=585. Исходя из этого, предварительную высоту плиты принимаем hn=585/20=29,25 см, принимаем 300 мм.
Вес 1 м2 плиты: полки 0,05·1·1·25=1,25 кН/м2; ребер 0,1·(0,3-0,05)·1·2·25=1,25 кН/м2. Итого: 1,25+1,25=2,5 кН/м2.
Приведенная толщина ребер панели: 25·10·2/150=3,33 см; где 25 см – высота ребра, 10 см – предварительная ширина ребра, 150 – ширина плиты.
Полная приведенная толщина плиты составит 5+3,33=8,33 см.
НАГРУЗКИ
Постоянные нагрузки, действующие на элементы перекрытий (покрытий), складываются из нагрузки от веса пола (кровли) и нагрузки от веса несущих железобетонных конструкций.
Нагрузку от веса 1 м2 конструкции пола (на плиту перекрытия) принимаем одинаковой на всех элементах, так как изменение ее по этажам заданием не предусмотрено. Чистый пол принимаем из асфальтобетона. Интенсивность нагрузки приведена в таблице 4.
Таблица 4
| Элементы пола | Толщина слоя материала t, мм | Удельный вес γ, кН/м3 | Нормативная нагрузка qнорм, кН/м2 | Коэффициент надежности по нагрузке, γf | Расчетная нагрузка qрасч, кН/м2 |
| Асфальтобетонный пол | 50 | 21 | 1,05 | 1,3 | 1,365 |
| Выравнивающий слой из тощего бетона | 15 | 21 | 0,32 | 1,3 | 0,423 |
| Бетон замоноличивания швов | 10 | 20 | 0,2 | 1,1 | 0,22 |
| Итого | 1,57 | 2 |
Полная (постоянная + временная) расчетная нагрузка на 1 м2 пола составит:
для варианта 1: q1пола=qрасч+m1плиты·γf плиты+υl·γfl+ υsh·γfsh= 2+3·1,1+8·1,2+2,5·1,2=
=17,9 кН/м2;
для варианта 2: q2пола=qрасч+m2плиты·γf плиты+υl·γfl + υsh·γfsh=2+2,5·1,1+8·1,2+2,5·1,2= =17,35 кН/м2, где γf плиты =1,1; γfl = γfsh =1,2 (коэффициенты надежности по временной длительно действующей и кратковременной нагрузок) в соответствии с [1].
Полная расчетная нагрузка на 1 м ригеля составит:
для варианта 1: q1ригеля=q1пола·l1+m1ригеля·γf ригеля=17,9·9+3·1,1=164,4 кН/м;
для варианта 2: q2ригеля=q2пола·l2+m2ригеля·γf ригеля=17,35·6+6,75·1,1=111,53 кН/м;
Проектируемое здание относится по степени ответственности ко второму классу, для которого коэффициент надежности γf=095; с учетом этого нагрузки q будут равны:
на 1 м2 пола перекрытия:
для варианта 1: 17,9·0,95=17 кН/м2;
для варианта 2: 17,35·0,95=16,48 кН/м2,
на 1 м ригеля:
для варианта 1: 164,4·0,95=156,18 кН/м;
для варианта 2: 111,53·0,95=105,95 кН/м.
Коэффициенты надежности по нагрузке γf для строительных конструкций приведены в приложении 4.
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
Расход стали на 1 м2 пола ограничить расходом рабочей арматуры. Расход поперечной монтажной и конструктивной арматуры, а также закладных деталей условно принимаем по размерам, наиболее приближенным к размерам проектируемых элементов. Площадь рабочей арматуры принимаем из условия прочности элементов на действие полных расчетных изгибающих моментов (по первому предельному состоянию).
ВАРИАНТ 1. Для плиты.
Расчетный пролет l0n=8,9 м, b1/=1,5 м.
Нагрузка на 1 м плиты:
Вес P=(q+υ)·γf·b1/=17·1,5=25,5 кН/м;
Изгибающий момент M=(P· (l0n)2)/8=(25,5·8,92)/8=252,48 кН·м;
Рабочая высота h0=h-a/=40-3=37 см; где a/ - толщина защитного слоя бетона.
αm=M/(γb2·Rb· b1/·h02)=252480/(0,9·17·150·372)=0,08,
где γb2 =0,9 – коэффициент условий работы бетона; Rb – расчетное сопротивление бетона (Приложение 6). Коэффициенту αm = 0,08 соответствует ζ = 0,957 (Приложение 2). Плиты армируем напрягаемой арматурой периодического профиля класса А800. Расчетное сопротивление арматуры Rs = 695 мПа (Приложение 9).
Площадь поперечного сечения:
Аs=M/(ζ·h0·Rs·γs)=252480/(0,957·37·695·1,15)=8,92 см2,
где γs =1,15 – коэффициент надежности по арматуре [3].
Вес арматуры 1 м2 пола:
qan=(As/b1)·0,078= (8,92/150)·0,078=0,0046 Н/см2=4,6 кг/м2
где 0,078 – удельный вес стали, Н/см2.
Для ригеля.
Расчетный пролет b=6 м, bp=20 см; h=60 см.
h0=h-a/=60-3=57 см.
Нагрузка на 1 м ригеля:
P=(q+υ)·γf=156,18 кН/м;
M=(P· (b2)/8=156,18·62/8=702,81 кН·м;
αm=M/(γb2·Rb· bр·h02)=702810/(0,9·17·20·572)=0,707,
где γb2 =0,9 – коэффициент условий работы бетона; Rb – расчетное сопротивление бетона. Коэффициент αm = 0,707 > αR= 0,42 , следовательно, сечение ригеля недостаточное. Необходимо значительно увеличить сечение ригеля, что приведет к увеличению приведенной толщины бетона перекрытия.
ВАРИАНТ 2. Для плиты.
Расчетный пролет l0n=5,85 м, b1/=1,5 м.
Нагрузка на 1 м плиты:
P=(q+υ)·γf·b1/=16,48·1,5=24,72 кН/м;
M=(P· (l0n)2)/8=(24,72·5,852)/8=105,75 кН·м;
h0=h-a/=30-3=27 см;
αm=M/(γb2·Rb· b1/·h02)=105750/(0,9·17·150·272)=0,063,
где γb2 =0,9 – коэффициент условий работы бетона; Rb – расчетное сопротивление бетона (Приложение 6). Коэффициенту αm = 0,063 соответствует ζ=0,967 (Приложение 2). Плиты армируем напрягаемой арматурой периодического профиля класса А800. Расчетное сопротивление арматуры Rs = 695 мПа (Приложение 9).
Площадь поперечного сечения:
Аs=M/(ζ·h0·Rs·γs)=105750/(0,967·27·695·1,15)=5,07 см2,
где γs =1,15 – коэффициент надежности по арматуре.
Вес арматуры 1 м2 пола:
qan=(As/b1)·0,078= (5,07/150)·0,078=0,0026 Н/см2=2,6 кг/м2
где 0,078 – удельный вес стали, Н/см2.
Для ригеля.
Расчетный пролет b=9 м, bp=30 см; h=90 см.
h0=h-a/=90-3=87 см.
Нагрузка на 1 м ригеля:
P=(q+υ)·γf=105,95 кН/м;
M=(P· (b2)/8=105,95·92/8=1072,74 кН·м;
αm=M/(γb2·Rb· bр·h02)=1072740/(0,9·17·30·872)=0,309,
где γb2 =0,9 – коэффициент условий работы бетона [3]; Rb – расчетное сопротивление бетона. Коэффициенту αm = 0,309 соответствует ζ=0,81. Ригель армируем ненапрягаемой арматурой периодического профиля класса А300. Расчетное сопротивление арматуры Rs = 270 мПа (Приложение 9).
Площадь поперечного сечения:
Аs=M/(ζ·h0·Rs)=1072740/(0,81·87·270)=56,38 см2,
Вес арматуры 1 м2 пола:
qan=(As/l)·0,078= (56,38/600)·0,078=0,0073 Н/см2=7,3 кг/м2
где 0,078 – удельный вес стали, Н/см2.
Таблица 5
| Наименование конструкции | Вариант 1 | Вариант 2 | ||
| Приведенная толщина бетона, см | Расход стали на 1 м2 пола, кг | Приведенная толщина бетона, см | Расход стали на 1 м2 пола, кг | |
| Плита | 9,67 | 4,6 | 8,33 | 2,6 |
| Ригель | - | - | 4,5 | 7,3 |
| Итого | - | - | 12,83 | 9,9 |
Технико-экономические показатели конструкции плиты второго варианта значительно выгоднее аналогичных показателей первого. Сравнение же ригелей невозможно, из-за недостаточности сечения ригеля по первому варианту (см. выше). Технико-экономические показатели ригеля второго варианта близки к рекомендуемым по экономическим условиям, т.к. значение ξ=0,38 при αm=0,309 [7].
Исходя из этого, принимаем второй вариант, как более выгодный.
studfiles.net
Железобетонные конструкции каркаса многоэтажного промышленного здания
· Применим для армирования сетку с ячейками 100´100 мм , расстояние от вертикальной грани подошвы до первого стержня назначим равным 50 мм . Тогда в каждом направлении сетка будет состоять из af /100 = 3800/100 = 38 стержней.
· Требуемая площадь одного стержня: As ,1 ³ 36,88/38 = 0,97 см 2 .
Принимаем в итоге по сортаменту 38 Æ12 А -III , шаг s = 100 мм ;
площадь одного стержня А s ,1 = 1,131 см 2 , всех стержней А s ,f = 38 А s ,1 = 42,98 см 2 .
· Толщина защитного слоя бетона фундамента ab должна быть выше минимально допустимой ab ,min (при наличии подготовки под фундаментом ab ,min = 35 мм ):
ab = a – 0,5D = 50 – 0,5×12 = 44 мм > ab ,min = 35 мм . Условие выполняется.
· Процент армирования (для сечения 1-1):
. · В пределах глубины стакана дополнительно предусматриваем 5 сеток конструктивного поперечного армирования из стержней Æ8A-I, устанавливаемых с шагом s = 150 мм , причём верхняя сетка находится на расстоянии s 0 = 50 мм от верха стакана.
1. СНиП 2.01.07 – 85*. Нагрузки и воздействия. / Госстрой России. – М.: ФГУП ЦПП, 2004. – 44 с.
2. СНиП 2.03.01 – 84*. Бетонные и железобетонные конструкции. / Госстрой России. – М.: ФГУП ЦПП, 2001. – 76 с.
3. СНиП 52 -01 -2003. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. – М.: ФГУП ЦПП, 2004. – 24 с.
4. Строительные конструкции : Учебник для ВУЗов / Под ред. В.Н. Байкова и Г.И. Попова. – М.: Высш. шк., 1986. – 543 с.
5. Строительные конструкции: Учебник для ВУЗов / В.П. Чирков, В.С. Фёдоров, Я.И. Швидко, М.В. Шавыкина и др. Под ред. В.П. Чиркова. – М.: ГОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2007. – 448 с.
6. Байков В .Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции. Общий курс: Учебник для ВУЗов. – М.: Стройиздат, 1991. – 767 с.
7. Бондаренко В.М., Римшин В.И. Примеры расчёта железобетонных и каменных конструкций: Учеб. пособие. – М.: Высш. шк., 2006. – 504 с.
8. Тимофеев Н.А. Проектирование несущих железобетонных конструкций многоэтажного промышленного здания: Метод. указания к курсовой работе и практическим занятиям для студентов спец. «Строительство ж. д., путь и путевое хозяйство». – М.: МИИТ, 2004. – 48 с.
Лист 1. План и поперечный разрез здания (М 1:200).
Лист 2. Армирование панели перекрытия (М 1:10).
Лист 3. Армирование ригеля перекрытия (М 1:50),
конструктивное решение опорного узла (М 1:20)
Лист 4. Армирование фундамента под колонну (М 1:50).
mirznanii.com
Монолитный железобетон в конструкциях многоэтажных зданий
Глава 14. Общие сведения
Монолитный железобетон в конструкциях многоэтажных зданий
Одним из путей повышения качественного уровня строительства, его эффективности, повышения архитектурного разнообразия и выразительности застройки является расширение применения монолитного железобетона.
Монолитные и сборные железобетонные конструкции не следует противопоставлять друг другу. Так, область рационального применения сборных железобетонных конструкций — массовое строительство жилых, общественных и промышленных зданий, где основной тенденцией является повышение индустриальности строительства, заводское производство изделий и их поточный монтаж на строительной площадке.
Вместе с тем имеется широкая область гражданского и промышленного строительства, где рационально применение монолитного железобетона. Это — цельномонолитные гражданские и производственные здания, которые по своему назначению, градостроительному акцентному положению не могут быть выполнены из стандартных сборных железобетонных конструкций; устройство «столов» над первыми этажами панельных зданий, располагаемых на магистралях города, которые позволят получить современные решения магазинов и других крупных предприятий обслуживания населения; сборно-монолитные конструкции многоэтажных зданий — каркасных или панельных с монолитными ядрами жесткости; монолитные плоские безбалочные перекрытия под тяжелые нагрузки, необходимые, например, для объектов продовольственной программы — холодильников, овоще-, фруктохранилищ, мясокомбинатов и т. д.; отдельные нестандартные элементы общественных и производственных зданий — опорные конструкции, порталы, перекрытия, амфитеатры и балконы и др.; большепролетные конструкции; элементы реконструкции существующих зданий—жилых, общественных и производственных.
Цельномонолитные здания — жилые, общественные, производственные — будут возводиться как с несущими стенами, так и с каркасными конструкциями в зависимости от технологических и функциональных требований.
Отличительной особенностью таких решений гражданских зданий является четкость и простота конструктивных форм, определяющая простоту и индустриальность возведения зданий: колонны — круглого или прямоугольного сечения; перекрытия — в основном безбалочные, обеспечивающие свободу в расстановке перегородок, т. е. свободу планировочных решений; вертикальные диафрагмы жесткости в таких зданиях упрощают конструкцию узлов сопряжения перекрытий с колоннами, работающими в этом случае только на вертикальные нагрузки; в перекрытиях укладываются все разводки труб для электро- и слаботочных устройств, что исключает необходимость в устройстве подвесных потолков или подсыпок под полы, в которых обычно размещают трубы.
Удачным примером сооружения из монолитного железобетона может служить аудиторный корпус МИСИ им. Куйбышева на Ярославском шоссе в Москве. Задуманной объемно-планировочной композиции в наибольшей мере отвечало конструктивное решение из монолитного железобетона, из которого выполнены несущие внутренние (радиальные и кольцевые) и наружные стены, перекрытия, покрытие, фундаменты. Наружные стены утеплены изнутри набрызгом пенополиуретана.
Аналогичные конструктивные приемы закладываются в проектах нового корпуса библиотеки им. Ленина, Музея изобразительных искусств им. Пушкина, административном здании ВЦСПС на Ленинском проспекте в Москве и др. При реконструкции центральной части города монолитный железобетон найдет применение как для строительства цельномонолитных жилых и общественных зданий (в конструкциях жилых домов с несущими стенами или с каркасными остовами общественных зданий, позволяющими получить индивидуальные объемно-планировочные решения застройки), так и при реконструкции существующих зданий — жилых, общественных и производственных, которые характеризуются случайным, нестандартным расположением несущих конструкций — для замены деревянных перекрытий, устройства каркаса или дополнительных стен; для усиления существующих конструкций — фундаментов, колонн, стен, перекрытий.
Применение для многоэтажных каркасных зданий пространственных ядер жесткости, выполняемых в монолитном железобетоне, позволяет возводить эти здания с усложненной конфигурацией в плане, с разнообразными объемно-планировочными решениями. В конструктивном же отношении образование сплошного, коробчатого в плане, сечения ядра жесткости вместо плоских стен жесткости во много раз увеличивает пространственную жесткость здания, а также позволяет значительно снизить расход бетона и стали. Технико-экономические исследования показали, что основные показатели строительства многоэтажных зданий с монолитным ядром жесткости по сравнению со зданиями из обычных сборных конструкций, приведенные к 1 м полезной площади, снижаются по трудоемкости до 10. 15 %, по себестоимости изготовления и монтажа изделий — до 15%, по расходу стали —до 30 %, цемента — до 10 %. Скорость возведения ядра составляет 3. 4 м в сутки, что позволяет строить такие сооружения быстрыми темпами. Все несущие конструкции, кроме ядра жесткости, а также ограждающие и элементы «начинки» дома осуществляются в сборных железобетонных конструкциях из унифицированных изделий Единого каталога.
Одним из эффективных направлений в строительстве многоэтажных объектов является применение сборно-монолитных крупнопанельных жилых домов. Дело в том, что возведение зданий из стандартных панелей ограничивается высотой в пределах 20. 25 этажей. При такой этажности в панелях возникают значительные усилия от ветровых нагрузок, которые приводят к исчерпанию их несущей способности. Возможным решением проблемы увеличения высоты сооружений может быть сочетание панельной системы с монолитным ядром жесткости, которое воспримет все горизонтальные нагрузки, действующие на здания, «освобождая» панели для работы только на вертикальные нагрузки.
Другое направление развития многоэтажного строительства из монолитного железобетона связано с использованием легкого монолитного бетона на пористых заполнителях — одного вида бетона для несущих и ограждающих конструкций, в частности керам-зитобетона класса В15 с плотностью до1600кг/м3.
Рациональной областью применения монолитного железобетона являются конструкции перекрытий под большие нагрузки, в частности безбалочные перекрытия. Возведение таких перекрытий методом подъема — один из прогрессивных методов. Основные особенности метода подъема перекрытий заключаются в изготовлении «пакета» перекрытий в виде плоских безбалочных монолитных железобетонных плит на уровне земли (например, на фундаментной плите или перекрытии над подвалом) и постепенном подъеме этих перекрытий по направляющим опорам. Направляющими опорами служат сборные железобетонные или металлические колонны, а также монолитные железобетонные ядра жесткости, возводимые в переставной или скользящей опалубке. Конструкции перекрытий поднимают с помощью специальных домкратов, устанавливаемых на колоннах.
Достоинствами метода подъема перекрытий являются: возможность создавать разнообразные объемно-планировочные решения зданий как с помощью изменения конфигурации только бортовой опалубки перекрытий, так и благодаря отсутствию выступающих из перекрытий балок и ригелей, произвольному расположению в плане колонн; комплексная механизация процессов возведения зданий, удобство выполнения значительной части работ на уровне земли; возможность возводить объекты в условиях ограниченной строительной площадки (благодаря отсутствию наземных кранов и минимальных площадей для складирования материалов), что имеет особо важное значение в условиях строительства на сложном рельефе или на затесненных площадках среди существующей городской застройки.
Новой областью является применение рельефного монолитного бетона, в решении фасадов и интерьеров зданий так называемого «архбетона», предусматривающего использование различных сменяемых матриц, изготовляемых, как правило, из синтетических материалов и закладываемого в опалубку перед бетонированием.
Большие возможности в развитии монолитного строительства связаны с расширением применения так называемого самонапрягающегося бетона на цементах НЦ. Этот бетон благодаря высокой плотности и соответственно водонепроницаемости позволяет эффективно решать конструкции таких элементов зданий и сооружений, где необходима водозащита, например подземные сооружения, в том числе подвалы зданий, покрытия стилобатов, кровельные покрытия, трибуны открытых спортивных сооружений, мостовые сооружения, бассейны, градирни, резервуары и т. п. Практика применения самонапрягающегося бетона показала его надежные гидроизоляционные качества при возведении ванн бассейнов, покрытий стилобатов в конструкциях трибун стадионов и других сооружений, где его применение позволяло отказаться от устройства традиционной оклеечной гидроизоляции и получить надежную долговечную гидроизоляционную защиту.
Рассматривая перспективы применения монолитного железобетона, необходимо отметить, что речь идет о качественно новом техническом уровне его использования. Этот уровень характеризуется принципиально иным подходом ко всему комплексу вопросов его внедрения: проектированию, изготовлению опалубки, оснастки и арматурных изделий, транспортированию бетонной смеси и ее укладки, способам интенсивного твердения бетона. Комплексное решение этих и ряда организационных вопросов позволит создать индустрию монолитного железобетона.
Монолитный бетон и железобетон. замена монолитных железобетонных.
Одним из направлений технического прогресса в строительстве является широкое внедрение конструкций из монолитного и сборно-монолитного бетона и железобетона. bibliotekar.ru/spravochnik-92-opalubka/1.htm
Рекомендуем ознакомится: http://www.bibliotekar.ru
fix-builder.ru
