7972
.pdfМИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
А.П. Помазов
РАСЧЕТ СБОРНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ МНОГОЭТАЖНОГО ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ЗДАНИЯ
Учебно-методическое пособие
по выполнению курсовой работы по дисциплине «Железобетонные и каменные конструкции»
для обучающихся по направлению 08.03.01 Строительство, направленность (профиль) Промышленное и гражданское строительство
Нижний Новгород
2023
МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
А.П. Помазов
РАСЧЕТ СБОРНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ МНОГОЭТАЖНОГО ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ЗДАНИЯ
Учебно-методическое пособие
по выполнению курсовой работы по дисциплине «Железобетонные и каменные конструкции»
для обучающихся по направлению 08.03.01 Строительство, направленность (профиль) Промышленное и гражданское строительство
Нижний Новгород ННГАСУ
2023
УДК 624.012.35 (075.8)
Помазов, А. П. Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания : учебно-методическое пособие / А. П. Помазов ; Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет. – Нижний Новгород : ННГАСУ, 2023. – 36 с. : ил. – Текст : электронный.
Приведены указания и пояснения к расчету и конструированию сборных железобетонных элементов каркаса многоэтажного производственного здания, решенного в поперечном направлении по рамной и в продольном – по рамно-связевой конструктивным схемам. Приведены числовые примеры расчета элементов. В таблицах приложений помещены необходимые для проектирования данные нормативных документов и других литературных источников.
Использованы материалы методического пособия А.В. Нифонтова и О.О. Иваева «Расчет сборных железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания». Предназначено обучающимся в ННГАСУ для выполнения курсовой работы по учебной дисциплине «Железобетонные и каменные конструкции» по направлению 08.03.01 Строительство, направленность (профиль) Промышленное и гражданское строительство.
© А.П. Помазов, 2023 © ННГАСУ, 2023.
|
|
|
3 |
|
|
|
|
Содержание |
|
Введение....................................................................................................................... |
|
4 |
||
1 |
Конструктивное решение здания и компоновка балочной клетки перекрытия 5 |
|||
2 |
Проектирование элементов монолитного железобетонного ребристого |
|
||
перекрытия ................................................................................................................... |
|
7 |
||
|
2.1 |
Предварительное назначение размеров сечений элементов перекрытия |
.... 7 |
|
|
2.2 |
Общие указания к расчету .............................................................................. |
|
10 |
Библиографический список............................ |
Ошибка! Закладка не определена. |
|||
4
Введение
В настоящих методических указаниях рассмотрено проектирование и конструирование элементов междуэтажного перекрытия и каркаса (ребристой плиты, неразрезного ригеля, средней колонны) в сборном железобетоне.
Даны пояснения к принятым конструктивным решениям здания и его каркаса; изложены общие принципиальные указания по методике выполнения расчетов проектируемых железобетонных элементов; подробно рассмотрены вопросы определения нагрузок, усилий в элементах и приведены с необходимыми пояснениями все рабочие формулы, используемые при расчете их сечений на прочность. Для продольного ребра сборной плиты даны также пояснения к расчету его по предельным состояниям второй группы – по деформациям и раскрытию трещин.
Проектирование элементов железобетонных конструкций выполняется в соответствии с действующими Нормами, указанными в библиографическом списке в конце Пособия.
Вопросы конструирования железобетонных элементов подробно изложены в нормативных документах и других литературных источниках, приведенных в указанном списке, на которые сделаны ссылки; в необходимых случаях пояснения по конструированию даны в тексте Пособия.
Для удобства выполнения проекта исходные данные Нормативных документов и других источников, используемые при проектировании, приведены в таблицах Приложений к настоящему Пособию.
5
1 Конструктивное решение сборного железобетонного каркасного здания
Конструктивное решение здания (план рассчитываемой секции, разрезы) разрабатывается студентом на основании индивидуального задания на курсовой проект, выдаваемого руководителем. В соответствии с заданием студенты проектируют сборные железобетонные конструкции 3…5-этажного, 3…4-пролетного производственного здания без подвала, с обычными условиями эксплуатации помещений (относительная влажность воздуха не выше 75%) и временными нагрузками на перекрытиях pn = 10…25 кН/м2. На рис. 1 показаны план и поперечный разрез рассчитываемого здания. Расстояния между разбивочными осями здания – продольными l и поперечными lk – принимаются 5…7 м; высота этажей – от 3,6 до 6 м. Здание имеет полный железобетонный каркас с рамами, расположенными в поперечном направлении. Поперечные рамы образуются из колонн, располагаемых на пересечениях осей,
иригелей, идущих поперек здания. Ригели опираются на короткие консоли колонн. Места соединения ригелей и колонн, после сварки выпусков арматуры
изамоноличивания стыков, образуют жесткие рамные узлы. Ригели и колонны делаются применительно к серии ИИ 20 (420).
На ригели опираются плиты перекрытий (покрытия), располагаемые длинной стороной вдоль здания и длина плит равна расстоянию между осями рам lk – 450 мм, ширина плит принимается в пределах от 1,3 до 1,6 м. Плиты ребристые, у продольных стен укладываются плиты половинной ширины, называемыми пристенными или доборными. По рядам колонн размещаются связевые (межколонные) плиты, приваренные в четырёх точках к закладным деталям ригелей и соединяющиеся между собой поверх продольных рёбер стальными накладками.
Продольные стены выполняются навесными или самонесущими из легкобетонных панелей. Привязка колонн крайних рядов и наружных стен к продольным разбивочным осям – «нулевая» (рис. 1).
Поперечные стены (торцевую и внутреннюю) в учебном курсовом проекте рекомендуется выполнять самонесущими кирпичными. Они должны иметь надежную связь с примыкающими рамами. Расстояние между поперечными стенами следует назначать не более 42 м. В этом случае в поперечном направлении здание будет с жёсткими опорами [7], при которых элементы каркаса (ригели, колонны) рассчитываются только на вертикальные нагрузки, а горизонтальная (ветровая) нагрузка воспринимается поперечными стенами, выполняющими функции вертикальных связевых диафрагм. В продольном направлении жесткость здания обеспечивается металлическими
6
портальными вертикальными связями, устанавливаемыми в одном среднем пролете по каждому продольному ряду колонн.
Рис. 1 – Конструктивная схема многоэтажного каркасного здания. а – план перекрытия; б – разрез здания 1-1
7
2 Проектирование сборного железобетонного перекрытия
2.1 Компоновка сборного перекрытия
План и поперечный разрез проектируемого здания, решенного в сборном железобетоне, даны на рис. 1.
Сборное железобетонное перекрытие компонуется из двух элементов: сборных ребристых плит (именуемых ниже «плиты») и сборных ригелей. Принятые в плане обозначения пролетов ригелей по осям колонн l и расстояния между ригелями (по их осям) lk сохранены в дальнейшем изложении. Численные значения l и lk даются каждому студенту индивидуально в задании на проектирование. Там же указывается количество пролетов ригеля. Количество пролетов вдоль здания определяется длиной рассматриваемой секции между торцевой и внутренней поперечными стенами (не более 42 м). Ригели поперечных рам во всех зданиях направлены поперек, а плиты – вдоль здания. На шаг колонн средних рядов поперек здания l должно приходиться пять плит (рис. 1), т. е. номинальная ширина плиты BП = l/4. При толщине шва между продольными ребрами плит по низу, равной 15 мм (рис. 2. б), конструктивная ширина плит B1 = B – 15 мм (рис. 2. а); конструктивная длина плит lп = lk – 450мм (рис. 2, в), где lk – шаг колонны вдоль здания.
Высота плиты h определяется расчетом по прочности и по деформациям. Предварительно высоту сечения плиты h, удовлетворяющую одновременно условиям прочности и требованиям жесткости, можно определить по рекомендациям, данным ниже (см. «Расчет ребристой плиты»). При шаге колонн вдоль здания lk = 5…7 м, высота сечения плиты получается в пределах
300…400 мм.
Толщина полки плиты принимается 50 мм, поперечных рёбер 200мм. Все остальные горизонтальные и вертикальные частные размеры проектируемой плиты можно назначить по рис. 2.
Сборные элементы ригеля рамы делаются номинальной длиной «на пролёт» l. При размере сечения колонны в плоскости рамы hс и толщине замоноличиваемого бетоном зазора между торцом ригеля и гранью колонны δ = 60 мм, конструктивная длина ригеля равна:
Lрг = lос – hс – 120 мм,
где lос – расстояние между геометрическими осями колонн поперек здания
(рис. 3).
8
Рис. 2 – Сборная ребристая плита перекрытия:
а– основные размеры; б – продольный стык между плитами;
в– схема опирания плит на ригели
9 |
Рис. 3 – Сборный крайний ригель перекрытия
Ригели проектируются с ненапрягаемой рабочей арматурой. Поперечное сечение ригеля принимается по рис. 3. Высота сечения может быть предварительно назначена h ≈ l/10 с округлением до 50 мм, где l – шаг колонн поперек здания. Ширина сечения ригеля принимается равной 300 мм.
Для определения расчётного пролёта ригеля (см. п. 2.4.) необходимо предварительно назначить размеры сечения колонны и вылет консоли для опирания ригеля. Рекомендуется поперечное сечение колонны принять квадратным с размерами сторон 400 мм. Для полезных нагрузок 20...25 кН/м2 сечение колонн нижних этажей может быть 400×600 мм.