Реферат: Строительные конструкции
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, γf
Расчетная нагрузка, кН/м2
I.Постоянные
0,015 · 2000/100 = 0,3
1,3
0,39
Плиточный пол t = 0,015м, 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, γf
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
--PAGE_BREAK--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:
продолжение--PAGE_BREAK--
/>
Определяем коэффициент продольного изгиба />
/>
6
0,98
7,34
0,926
8
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
/>
/>
200
0,599
230
0,552
240
0,542
Определяем А:
/>
/>
Находим />
/>
/>
Подбираем двутавр по сортаменту:
/>
/>
80
0,734
89,04
0,672
90
0,665
/>
/>
80
0,686
89,04
0,619
90
0,612
A=95,67 см2; imin=5,84см; № 35Ш1
Определяем гибкость, проверяем подобранное сечение:
/>
/>
89,04<120
Вывод: гибкость обеспеченна
Задаем расчетное сопротивление Ry=200 мПа
Определяем />методом интрополяции:
продолжение--PAGE_BREAK--
/>
Задаем расчетное сопротивление Ry=240 мПа
/>
/>
Ry
/>
200
,672
230
0,632
240
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:
L=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
1
0,74
/>
/>
/>
/>
Находим отношение:
/>
/>
Определяем значение коэффициентов методом интрополяции:
/>
/>
Задаемся коэффициентом армирования: />
Вычисляем коэффициент />
/>
/>
Предварительно задаемся:
0,5
0,84
1
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:
/>
/>,
продолжение--PAGE_BREAK--
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, продольную .
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 ∙ h=2∙37=74
/>
/>
Qb> Q28.95 < 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
продолжение--PAGE_BREAK--
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 dи продольную силу Nпринять 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
300
285
0.3
250
1
/>
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.
продолжение--PAGE_BREAK--
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= 20000кПа, площадь сечения сваи А = 0,4*0,4 = 0,16 м2 , несущая способность Fdвычисляют 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.