Строительные конструкции
Назначаем диаметры и шаг постановки поперечных стержней: принимаем поперечную арматуру 4 Вр — I; шаг поперечных стержней округляем и принимаем шаг s=300мм. Цель работы: Изучить основы расчета колонн. Научиться выполнять проверку устойчивости и подбирать сечение стальной колонны из прокатного двутавра. Принимаем арматуру, задаемся шагом стержней арматуры S = 200 мм, определяем количество стержней… Читать ещё >
Строительные конструкции (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Практическое занятие № 1
Определение нормативных и расчетных значений нагрузок
Цель работы: Научится собирать нагрузку на строительные конструкции.
Исходные данные:
Схема перекрытия — 1
Схема покрытия — 2
Район строительства — Екатеринбург Помещение — квартира Количество этажей — 4
Пролет L, м. — 3,6
Шаг колонн В, м. — 3,6
Вес балки, кН — 4,30
Вес колонны, кН — 18,0
Ход работы:
Собрать нагрузку на 1 кв.м.
Сбор нагрузки на 1 кв.м. перекрытия
Вид нагрузки | Нормативная нагрузка, кН/м2 | Коэф. Надежности по нагрузке, гf | Расчетная нагрузка, кН/м2 | |
I. Постоянные | 0,015 · 2000/100 = 0,3 | 1,3 | 0,39 | |
Плиточный пол t = 0,015 м, р = 2000кг/м3 | ||||
Цементный раствор t = 0,015 м, р = 2000кг/м3 | 0,015 · 2000/100 = 0,3 | 1,3 | 0,39 | |
ж/б многопустотная плита t = 0,22 м, р = 2500 кг/м3 | 3,2 | 1,1 | 3,52 | |
Итого: | 3,8 | 4,3 | ||
II. Временная | 1,5 | 1,3 | 1,95 | |
Всего | 5,3 | 6,25 | ||
Сбор нагрузки на 1 кв. м покрытия.
Вид нагрузки | Нормативная нагрузка, кН/м2 | Коэф. Надежности по нагрузке, гf | Расчетная нагрузка, кН/м2 | |
4 слоя рубероида | 4· 0,05 = 0,2 | 1,3 | 0,26 | |
Цементно-песчанная стяжка t = 0,02 м, р = 2000кг/м3 | 2000 · 0,02/100 = 0,4 | 1,3 | 0,52 | |
Утеплитель минераловатные плиты t=0,12 м, р = 300кг/м3 | 0,12 · 300/100 = 0,36 | 1,2 | 0,43 | |
Пароизоляция, 1 слой рубероида | 0,05 | 1,3 | 0,065 | |
ж/б многопустотная плита t = 0,22 м, р = 2500кг/м3 | 3,2 | 1,1 | 3,52 | |
Всего: | 4,21 | 4,79 | ||
II. Временные | ||||
1.Снеговая для Екатеринбурга | 1,8 · 0,7 = 1,26 | 1,8 | ||
Всего | 5,48 | 6,59 | ||
2. Собрать нагрузку на 1 м.п. балки перекрытия (железобетонной, металлической, деревянной) Нагрузка на 1 м.п. железобетонной балки Нормативная:
Б1 qн = 5,30 · 1,8 + 4,30/3,6 = 9,84+1,19 = 11,03 кН Расчетная:
q = (6,25 · 1,8)+(4,30/3,6 · 1,1) = 11,25+1,24 = 12,49 кН Металлическая балка Нормативная:
qн = 5,30 · 1,8+0,25 = 9,79 кН Расчетная:
q = (6,25 · 1,8) + (0,25 · 1,05) = 11,25+0,26 = 11,51 кН Деревянная балка Нормативная:
qн = 5,30 · 1,8+0,5 = 9,54+0,5 = 10,04 кН Расчетная:
q = (6,25 · 1,8)+(0,5 · 1,1) = 11,25+0,55 = 11,8 кН
3.Собрать нагрузку на колонну 1 этажа (железобетонную, металлическую, деревянную, каменную)
3.1 Продольная сила, действующая от нагрузки на железобетонную колонну Расчетная
N = (6,25 · 12,96) · (4−1)+6,59 · 12,96+4,30 · 4 · 1,1+18 · 4 · 1,1 = 426,02 кН
3.2 Продольная сила, действующая от нагрузки на металлическую колонну Расчетная:
N = (6,25 · 12,96) · (4−1)+6,59 · 12,96+0,25 · 3,6 · 4 · 1,05+3 · 4 · 1,05 = 344,78 кН
3.3 Продольная сила, действующая от нагрузки на деревянную стойку Расчетная:
N = (6,25 · 12,96) · (4−3)+6,59 · 12,96+0,54 · 3,6 · 4 · 1,1+2 · 4 · 1,1 = 345,12 кН
3.4 Продольная сила, действующая от нагрузки на каменную колонну Расчетная:
N = (6,25 · 12,96) · (4−1)+6,59 · 12,96+4,30 · 4 · 1,1+14 · 4 · 1,1 = 408,3 кН
Конструкции | Нормативная нагрузка | Расчетная нагрузка | |
Плита перекрытия | 5,3 Кн/м2 | 6,25 кН/м2 | |
Плита покрытия | 5,47 кН/м2 | 6,59 кН/м2 | |
Сбор нагрузки на 1 п.м. | |||
На ж/б балку | 11,03 кН/м | 12,49 кН/м | |
металлическую | 9,79 кн/м | 11,51 кН/м | |
деревянную | 10,04 | 11,8 кН/м | |
Сбор нагрузки на колонну 1-ого этажа | |||
Ж/б колонна | 426,02 кН | ||
металлическая | 344,78 кН | ||
каменная | 408,3 кН | ||
деревянная | 345,12 кН | ||
Практическое занятие № 5
Расчет кирпичного центрально — сжатого столба
Цель работы: Изучить основы расчета кирпичных столбов. Научится подбирать размеры сечения столба и если необходимо армирование.
Произвести подбор размеров кирпичного столба. Нагрузку принять по результатам практической работы № 1. Материалы принять самостоятельно, согласно регламентациям, приведёнными выше, Расчетную длину l принять по таблице согласно варианту.
Исходные данные: L=470 см.
Кладка выполнена из кирпича глиняного, пластического прессования; марка кирпича М100; марка раствора М50.
N=408,3 кН Решение:
l0 = l · µ = 470 · 1 = 470 см Находим расчетное сопротивление сжатию кладки:
R=1,5МПа = 0,15 кН/см2
Определяем упругую характеристику:
Задаемся коэффициентами:
Определяем требуемую площадь сечения столба:
Принимаем столб сечением 64 см Находим площадь столба:
Определяем коэффициенты:
h ?38 см
т.к. А> 3000
Определяем гибкость:
Определяем коэффициент продольного изгиба
0,98 | ||
7,34 | 0,926 | |
0,92 | ||
Рассчитываем принятый кирпичный столб на устойчивость:
Устойчивость обеспечена
Практическая работа № 2
Расчет стальной центрально — сжатой колонны
Цель работы: Изучить основы расчета колонн. Научиться выполнять проверку устойчивости и подбирать сечение стальной колонны из прокатного двутавра.
Исходные данные: N=2500кН Сталь С245
Н=580см Решение:
Находим расчетную длину колонн:
Определяем расчет сопротивления стали:
Задаемся гибкостью
Определяем методом интрополяции:
=0,552
0,599 | ||
0,552 | ||
0,542 | ||
Определяем А:
Находим
Подбираем двутавр по сортаменту:
0,734 | ||
89,04 | 0,672 | |
0,665 | ||
0,686 | ||
89,04 | 0,619 | |
0,612 | ||
A=95,67 см2; imin=5,84 см; № 35Ш1
Определяем гибкость, проверяем подобранное сечение:
89,04<120
Вывод: гибкость обеспеченна Задаем расчетное сопротивление Ry =200 мПа Определяем методом интрополяции:
Задаем расчетное сопротивление Ry=240 мПа
Ry | ||
0,672 | ||
0,632 | ||
0,619 | ||
Рассчитываем колонны на устойчивость:
<
Вывод: устойчивость обеспечена.
Практическое занятие № 4
Расчет железобетонной колонны со случайным эксцентриситетом
Цель работы: Научиться рассчитывать и выполнять чертежи сжатой ж/б конструкции.
Исходные данные:
L0=3,6 м.
Сечение 300 300
Пролет L=3,6 м.
Бетон В25
N=344,78 кН.
Решение:
Собираем расчетную нагрузку:
0,5 | 0,81 | |
0,74 | ||
Находим отношение:
Определяем значение коэффициентов методом интрополяции:
Задаемся коэффициентом армирования:
Вычисляем коэффициент
Предварительно задаемся:
0,5 | 0,84 | |
0,82 | ||
Вычисляем коэффициент продольного изгиба:
0,745+2(0,821−0,745)0,279=0,7875<0,884
Определяем требуемую площадь арматуры:
=
=
Проверяем процент армирования:
что больше минимального значения =0,4% и меньше максимального =3,0%
Принятая арматура обеспечивает необходимый процент армирования.
Назначаем диаметры и шаг постановки поперечных стержней: принимаем поперечную арматуру 4 Вр — I; шаг поперечных стержней округляем и принимаем шаг s=300мм.
Вывод: поперечную арматуру следует принять 4, продольную 16.
Практическое занятие № 8
Расчет железобетонного прогона
Цель работы: научиться рассчитывать и выполнять чертежи изгибаемой железобетонной конструкции.
1. Исходные данные:
Необходимо рассчитывать и законструировать железобетонный прогон.
Продольную рабочую арматуру принять класса AIII; поперечную (хомуты) — класса ВР — I; для петель принять арматуру класса A — I.
Расчетную нагрузку на 1 метр погонный (q) принять по результатам практической работы № 1.
Марка прогона, размеры прогона и класс бетона принять по таблице в зависимости от пролета (L) см. практическое занятие № 1.
Пролет (L) — 3,6
Марка прогона — ПРГ 36,1 м Длина, мм — 3580
Ширина, мм — 120
Высота, мм — 400
Класс бетона — В15
Перемычка 5ПБ21−27
а=3 см Определяем рабочую высоту сечения.
Определяем вспомогательный коэффициент
С=2 • h0=2•37=74
Qb > Q 28.95 < 33.3
Вывод: Расчет прочности по наклонной трещине обеспечен.
Расчет монтажных петель.
Расчет прочности сжатой полосы между наклонными трещинами.
Практическое занятие № 7
Расчет деревянной балки
Цель работы: Научиться подбирать сечение деревянной балки по двум группам предельных состояний.
Задание № 2
Произвести подбор деревянной балки перекрытия. Длинна балки, нормативная и расчетные нагрузки на 1 м.п. балки принимаются по данным практической работы № 1. Пролет L, м — 3,6
Акация 2 сорт Нормативная — 10,04кН/м Расчетная — 11,8 кН/м
1. Устанавливаем расчетные схемы балки.
2. Определяем изгибающий момент и поперечную силу приходящуюся на балки.
Ru = 1.4 кН/см2
mn = 1.5
mb = 1
Определяем требуемый момент сопротивления Принимаем высоту 20 см.
высота 17,5
Практическое занятие № 9
Расчет стыковых и угловых сварных швов
Цель работы: Научиться рассчитывать сварные швы.
Задание № 3
N = 350 кН
It = 10 мм
t1 = 12 мм
b = 23 см
=21 см Вывод: прочность шва двух элементов обеспечена.
Задание № 4
N = 340 кН
t = 10 мм
l = 460 мм Определить из формулы
t = 10 мм
Kf = 5
Вывод: Определили толщину сварного шва стыка двух листов, толщина сварного шва 5 мм.
Практическое занятие № 10
Расчет нагельного соединения
Цель работы: Научиться рассчитывать и конструировать нагельные соединения.
tд = 75 мм = 7,5 см
tн = 40 мм = 4 см
d = 18 мм = 1,8
N = 51 кН Рассчитать (определить количество нагелей) и законструировать (определить расстояние S1 S2 S3 и размеры накладок) соединения из досок на стальных цилиндрических нагелях. На соединения действует сила N. Трещина досок tд, накладок tн, диаметр нагелей d и продольную силу N принять по вариантам.
кН
nср = 2
N = 51
Практическое занятие № 11
Определение глубины заложения и размеров подошвы фундамента
Цель работы: Научиться определять глубину заложения и размеры подошвы ж/б фундамента под колонну.
Задание 1.
Определить глубину заложения фундамента. Регион строительства принять по данным практической работы № 1. Вид грунта и особенности здания согласно варианта работы № 12.
Суглинок полутвердый:
Коэффициент пористости е = 0,55
Удельный вес грунта кН/м3
Показатель текучести Ic = 0.30
Особенности здания: Без подвала с полами, устроенных на лагах, по грунту.
Задание 2. Определить размеры сечения подошвы фундамента под колонну.
Расчетную нагрузку на ж/б колонну принять по результатам практической работы № 1. Фундамент принять квадратного сечения.
1)
2)
e = 0.95
0.3 | ||
3)
4)
7)
8)
9)
Вывод: Условие выполняется. Глубина заложения равна 2 м, размер подошвы 1
2. Рассчитать фундамент по материалу под ж/б колонну гражданского здания по данным примера 1
2.1. Нагрузка на фундамент с учетом коэффициента надежности по ответственности N = 426,02 кН.
Глубина заложения фундамента d1 = 1.6 м.
Размеры подошвы фундамента ab =
Размеры сечения колонны hcbc =
Решение:
1) Определяем давление под подошвой фундамента:
— площадь фундамента Af = ab =
— давление p = N/Af = 426.02/1.44 = 295.84 кПа.
2) Определяем расчетное сечение фундамента.
Рассчитываем сечение переходящее по краю колонны (1 — 1)
3) Задаемся защитным слоем бетона.
ab = 3.0 см
a = 40 см
4) Принимаем класс прочности бетона B20; класс арматуры, А = III; Rb = 11.5 мПа; Rbt = 0.90 мПа; Rs = 365 мПа.
5) Поперечная сила в рассчитываемом сечении:
6) Изгибающий момент в сечении 1 — 1
7) Требуемая площадь арматуры фундамента в сечении 1 — 1
8) Принимаем арматуру, задаемся шагом стержней арматуры S = 200 мм, определяем количество стержней, расположенных в данном направлении арматурной сетки.
Принимаем (по приложению 3) диаметр арматуры
11) Проверяем фундамент на продавливания.
Определяем стороны основной пирамиды продольные.
Вывод: Для армирования принимаем арматуру
Практическое занятие № 12
Определение несущей способности сваи стойки
Определить шаг свай в ростверке, используя данные, но при других грунтовых условиях. Принимаем сваи с центральным армированием, сечение бетон сваи B25, арматура — стержень
Решение:
1) Назначаем в качестве несущего слоя малосжимаемый грунт — песок, плотный с включением гравия. Заглубление нижнего конца в таких грунтах принимается не менее 0,5 м. Так как сваи опираются на малосжимаемый грунт, они работают как сваи — стойкие. Длину свай принимаем 6,0 м.
2) Для свой — стоек расчетное сопротивление R = 20 000кПа, площадь сечения сваи, А = 0,4*0,4 = 0,16 м2, несущая способность Fd вычисляют по формуле:
4) Несущая способность сваи по материалу:
Несущая способность по грунту меньше несущей способности сваи по материалу, её и принимаем для определения требуемого шага свай.
5) Определяем требуемый шаг свай:
что больше минимального шага свай (для свай стоек
Вывод: Требуемый шаг свай, а = 6,7 м. При окончательном назначении шага свай необходимо учитывать конструкцию здания, его размеры, материал стен, сваи в обязательном порядке ставятся по углам здания, в местах пересечения стен, в панельных зданиях каждая панель должна опираться не менее чем на две сваи, окончательно принятый шаг свай может быть меньше требуемого.