Железобетонные конструкции многоэтажного каркасного здания

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Дальневосточный федеральный университет»

ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ШКОЛА)
Инженерный департамент Инженерно-строительное отделение

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

«ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ МНОГОЭТАЖНОГО КАРКАСНОГО ЗДАНИЯ»
по дисциплине «Железобетонные и каменные конструкции» по специальности 08.03.01 «Строительство»

Выполнил: студент гр. Б3121-08.03.01(6) Саакян О. К. (подпись)
Руководитель: ст. преподаватель Сафронова И. А. (подпись)

Регистрационный № _________ «___» ________ 2024 г.
Оценка _________ «___» ________ 2024 г.

г. Владивосток 2024

ЗАДАНИЕ на курсовой проект

Тема проекта: «Железобетонные конструкции многоэтажного каркасного здания».

Таблица 1 – Исходные данные

№ задания	Сетка колонн lр  a, м	Число пролетов, к	Ширина панели bн, м	Тип панели	Число этажей n	h эт, м	h под, м	Сопротивление грунта R, МПа	Временная нагрузка Vn,кН/м2	Район строительства
15	5,7 * 5,2	6	1,9	пустотная	6	4,1	4	0,21	6	г. Калининград

Пол здания: вариант № 6: Цементная стяжка 17 мм, Керамическая плитка 15 мм. Толщина ребристой монолитной плиты 8 см.

Оглавление

• Расчет элементов сборного балочного перекрытия
  • Проектирование плиты перекрытия П1
    • Сбор нагрузок на плиту
    • Расчетная схема плиты, нагрузки, усилия
  • Расчет прочности нормальных сечений
  • Расчет прочности наклонных сечений
  • Расчет по второй группе предельных состояний
  • Проектирование ригеля среднего пролета Р1
    • Расчѐтная схема ригеля, нагрузки, усилия
    • Расчѐт прочности нормального сечения
    • Расчѐт прочности наклонных сечений
    • Конструирование арматуры ригеля
    • Расчет консольных свесов полки
  • Проектирование средней колонны подвала К1
    • Нагрузки на колонну, расчетная схема, расчетное усилие
    • Расчет прочности колонны
  • Проектирование центрально нагруженного фундамента под колонну
    • Расчѐт основания
    • Расчѐт тела железобетонного фундамента
• Проектирование монолитного ребристого перекрытия с балочными плитами
  • Расчет и армирование монолитной балочной плиты
    • Расчѐтная схема, нагрузки, усилия
    • Расчеты на прочность нормальных сечений плиты
  • Расчет и армирование второстепенной балки
    • Расчетная схема и нагрузки
    • Расчет прочности нормальных сечений
    • Расчет прочности наклонных сечений
• Список использованной литературы

Расчет элементов сборного балочного перекрытия

Проектирование плиты перекрытия П1

Исходные данные: Многопустотная предварительно напряженная панель с номинальными размерами: длина lн = 5 м; ширина bн = 1,9 м. Конструктивные размеры плиты: lк = 4,95 м; bk = 1,89 м.

Рисунок 1.1 – Поперечное сечение плиты

Материалы: продольная напрягаемая арматура класса А600(A-IV) – Rs = 520 МПа; Rsn= 600 МПа; Еs = 20  104 МПа; поперечная арматура В500; бетон тяжелый В20 – Rb = 11,5 МПа; Rbt = 0,9 МПа; Rbn = 15 МПа; Rbtn = 1,35 МПа; Еb = 27,5  103 МПа.

Сбор нагрузок на плиту

Определяем нагрузки на 1 м2 перекрытия.

Таблица 1 — Нагрузки на 1м2 перекрытия

Номер	Наименование нагрузки	Толщина, м	Удельный вес, кН/м3	Нормативная нагрузка	Yf	Расчётная нагрузка
1	Керамическая плитка	0,015	18,00	0,27	1,30	0,35
2	Цементная стяжка	0,017	22,00	0,37	1,30	0,49
3	Плита	0,22	25,00	5,50	1,10	6,05
Итого постоянная:				6,14		6,89
Временные нагрузки
Длительная			6,00	1,20	7,20
Кратковременная			1,00	1,20	1,20
Итого временная:				7,00		8,40
Полная:				13,14		15,29

Расчетная схема плиты, нагрузки, усилия

Рисунок 1.2 — Расчетная схема плиты

Расчетная схема плиты – балка, свободно лежащая на двух шарнирных опорах. Расчетный пролет lo – расстояние между осями опирания плиты на ригели.

Рисунок 1.3 – Опирание плиты на ригель прямоугольного сечения

Усилия: От расчетной нагрузки M0 = 83,6 кH · m; Q = 69,72 кH. От полной нормативной нагрузки: nM = 71,91 кH · m. От нормативной длительной нагрузки: Ml,n = 66,44 кH · m.

Расчет прочности нормальных сечений

Рисунок 1.4 – Расчетное сечение плиты в расчетах на прочность

Расчетное сечение плиты принимается тавровым. Размеры: полная высота h = 22 см, ширина полки bf = 1850 мм; высота полки hf = 31 мм. Ширина ребра b = 419 мм.

Определяем положение нейтральной оси: Mf = 115,087 кH · m. Так как Mf > M0, нейтральная ось проходит в полке. Сечение рассчитывается как прямоугольное.

Требуемая площадь арматуры: Asp = 7,06 см2. Принимаем 8  12 А600 с Asp = 9,05 см2.

Расчет прочности наклонных сечений

Прочность наклонных сечений проверяется на действие поперечной силы Q. Qmax = 69,72 кН.

Проверяем прочность сжатой бетонной полосы: Qceı = 274,65 кH > Qmax = 69,72 кH. Прочность достаточна.

Принимаем поперечную арматуру из стержней 4 В500, число каркасов n = 4, Asw = 0,5 см2, шаг s = 10 см.

Проверка прочности наклонного сечения: Qb + Qsw = 96130 H > Q = 53160 H. Прочность достаточна.

Расчет по второй группе предельных состояний

Рисунок 1.5 – Расчетное сечение плиты для расчетов по второй группе предельных состояний

Расчетное сечение панели принимается двутавровым. Высота h = 22 см. Площадь приведенного сечения Ared = 2293,95 см2. Статический момент Sred = 24799,23 см3.

Определяем потери предварительных напряжений: первые потери 16,2 МПа, вторые потери 88,96 МПа. Полные потери 105,16 МПа.

Расчѐт по раскрытию трещин и деформациям

Момент трещинообразования Mcrc = 73,44 кH · m. Так как Mcrc > M = 71,91 кH · m, трещины не образуются.

Расчет прогиба: fm = 1,32 см < fult = 2,325 см. Требование выполняется.

Рисунки 1.6, 1.7, 1.8 – Спецификация и конструкция пустотной плиты.

Проектирование ригеля среднего пролета Р1

Рисунок 2.1 — Ригель сборного балочного перекрытия

Расчетная схема ригеля – балка, свободно лежащая на двух шарнирных опорах. Расчетный пролет l0 = 5,1 м. Полная расчетная нагрузка q = 85,81 кH/м.

Усилия: Mmax = 278,98 кH · m; Qmax = 218,82 кH.

Расчѐт прочности нормального сечения

Рисунок 2.2 — Поперечные сечения ригеля

Сечение прямоугольное: b = 20 см, h = 60 см, h0 = 54 см. Требуемая площадь арматуры As = 16,96 см2. Принимаем 225 А400 + 222 А400 с As = 17,42 см2.

Расчѐт прочности наклонных сечений

Проверяем прочность сжатой бетонной полосы: Qceı = 631,8 кH > Qmax = 218,82 кH. Прочность достаточна.

Принимаем поперечную арматуру 8 А240, Asw = 1,006 см2, шаг s = 25 см. Проверка прочности наклонного сечения: Qb + Qsw = 397689,83 H > Q = 140732,9 H. Прочность достаточна.

Конструирование арматуры ригеля

Для экономного армирования продольные стержни верхнего ряда обрываются в пролете. Несущая способность сечения 1-1: M = 285,2 кH · m. Несущая способность сечения 2-2: M = 180 кH · m.

Рисунок 2.3 – Конструкция ригеля крайнего пролета

Расчет консольных свесов полки

Нагрузка на консольный свес ригеля Q = 69,72 кH. Изгибающий момент Mmax = 3,66 кH · m/м. Требуемая площадь арматуры As = 0,23 см2/м. Принимаем 53 В500 с шагом 20 см.

Проектирование средней колонны подвала К1

Рисунок 3.1 – Расчетная схема колонны

Сечение колонны 30 х 30 см. Расчетная длина l0 = 2,695 м. Усилия: N = 3273,86 кH.

Расчет прочности колонны

Рисунок 3.2 – Нормальное сечение колонны

Расчет как условно центрально сжатого элемента. Требуемая площадь арматуры As,tot = 64,25 см2. Принимаем 832 А400 (As,tot = 64,34 см2).

Рисунок 3.3 – Конструкция колонны подвала

Проектирование центрально нагруженного фундамента

Рисунок 4.1 – Центрально нагруженный фундамент под колонну

Принимаем высоту фундамента H = 120 см. Сторона подошвы aф = 400 см.

Расчѐт тела железобетонного фундамента

Проверка на продавливание: Rbtbmho = 7790,56 кH > P = 739,195 кH. Прочность достаточна.

Рисунок 4.2 – Расчетная схема нормальных сечений фундамента

Расчет арматуры у подошвы: принимаем сетку С1 из 18 18 А400.

Рисунок 4.3 – Конструкция монолитного фундамента

Проектирование монолитного ребристого перекрытия

Рисунок 5.1 – Монолитное ребристое перекрытие с балочными плитами

Перекрытие состоит из плиты, второстепенных балок и главных балок. Плита толщиной 6 см.

Расчет и армирование монолитной балочной плиты

Рисунок 5.2 – Расчетная схема с эпюрой моментов и армирование

Расчетная нагрузка q = 10,89 кН/м. Моменты: M1 = 2,86 кН·м, M2 = 1,576 кН·м. Требуемая арматура: As = 1,01 см2/м.

Расчет и армирование второстепенной балки

Рисунок 5.3 — Расчетная схема второстепенной балки

Расчетная нагрузка q = 22,561 кН/м. Моменты: M1 = 50,25 кН·м, Mb = 39,49 кН·м, Mc = 34,55 кН·м.

Расчет прочности нормальных сечений

Рисунок 5.4 – Расчетное сечение в первом пролете

Требуемая арматура в крайних пролетах: 218 А400 (As = 5,09 см2). В средних пролетах: 214 А400 (As = 3,08 см2).

Расчет прочности наклонных сечений

Рисунок 5.5 – Расчетное сечение балки

Проверка прочности наклонных сечений: Qb + Qsw = 90504 H > Q = 42640,12 H. Прочность достаточна.

Список использованной литературы

1. ГОСТ 2.105-95 Общие требования к текстовым документам.
2. ГОСТ Р 21.1101-2013 Система проектной документации для строительства.
3. ГОСТ 27751-2014 Надежность строительных конструкций.
4. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций (к СП 52-101-2003).
5. Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетонных конструкций (к СП 52-102-2003).
6. СП 63.13330.2012 Бетонные и железобетонные конструкции.
7. СП 52–101–2003. Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения.
8. СП 52–102–2004. Предварительно напряженные железобетонные конструкции.
9. СП 20.13330.2011 Нагрузки и воздействия.
10. Байков В.Н., Сигалов Э. Е. Железобетонные конструкции.