Расчетно-конструктивный раздел

В данном разделе рассмотрена методика подсчета нагрузок на все несущие строительные конструкции

Каждому студенту предлагается выполнить расчет одной или двух строительных конструкций здания (железобетонной плиты перекрытия или покрытия, фундаментной балки, стропильной ноги стропильного покрытия, лестничного марша, несущего элемента покрытия и т. д.).

Расчет элементов деревянных конструкций выполняется по двум группам предельных состояний, железобетонных конструкций - по первой группе предельных состояний.

Расчетно-пояснительная записка (10-15 страниц) выполняется на одной стороне писчей бумаги формата А4. Она должна содержать необходимые эскизы и чертежи (схемы грузовых площадей, расчетные схемы элементов, эпюры внутренних усилий и т.д.)

5.1 Содержание пояснительной записки при расчете плиты покрытия или перекрытия:

1 определение нагрузок, (выбор состава пола или покрытия, сбор нагрузок на 1м², сбор нагрузок на 1м_п);

2 определение расчетной длины элемента;

3 определение расчетных усилий;

4 расчетные данные для подбора сечений (выбор классов бетона и арматуры, определение их расчетных сопротивлений по СНиП);

5 расчет по нормальным сечениям (определение площади рабочей арматуры, проверка несущей способности);

6 расчет по наклонным сечениям (определение шага поперечной арматуры);

7 расчет элемента на монтажные нагрузки ;

8 расчет элемента при транспортировании;

9 расчет монтажных петель;

10 конструирование элемента.

5.2 Содержание пояснительной записки при расчете фундамента:

1 определение грузовой площади;

2 определение глубины заложения фундамента;

3 определение характеристик грунта;

4 подсчёт нагрузок на фундамент;

5 расчетные данные (выбор классов бетона и арматуры, определение их расчетных сопротивлений по СНиП);

6 определение размеров подошвы фундамента;

7 проверка на продавливание;

8 армирование фундамента;

9 конструирование фундамента.

5.3 Содержание пояснительной записки при проверке сечения брусков обрешетки или сечения стропильной ноги:

1 сбор нагрузок;

2 проверка прочности сечения;

3 проверка прогиба подобранного сечения.

Графическая часть выполняется на одном листе формата А2. Все чертежи выполняются с соблюдением требований ГОСТ, ЕСКД, СПДС.

5.4 Нагрузки на строительные конструкции

Строительной конструкцией называется система элементов или деталей, изготовленных из одного или нескольких материалов и соединенных между собой для выполнения определенных функций в здании или сооружении.

Основное назначение несущих строительных конструкций – восприятие действующих на них эксплуатационных нагрузок.

Нагрузки, действующие на конструкцию в процессе эксплуатации, а также характеристики прочности материалов, из которых конструкция изготовлена, обладают определенной изменчивостью и могут отличаться от установленных нормами значений.

Установленные нормами наибольшие величины внешних нагрузок и воздействий, позволяющие нормально эксплуатировать здания или сооружения, называются нормативными нагрузками и воздействиями.

Опасность превышения, а в отдельных случаях уменьшения нагрузок и воздействий по сравнению с нормативными значениями вследствие изменчивости нагрузок учитываются введением к нормативным нагрузкам множителя – коэффициента надежности по нагрузке γ_f.

Нагрузка, равная по величине произведению нормативной нагрузки на коэффициент надежности по нагрузке, называется расчетной нагрузкой.

Расчет строительной конструкции невозможно выполнить без подсчета нагрузок на конструкцию.

5.5 Подсчет нагрузок на 1м² перекрытия

Чтобы определить величину нагрузки на 1м² перекрытия необходимо знать состав пола, толщину и удельный вес материала каждого слоя и назначение здания.

Нагрузки собираются послойно в табличной форме.

Нормативная нагрузка равна произведению толщины материала слоя (м) на удельный вес материала слоя (Н/м³).

Величина расчетной нагрузки равна произведению нормативной нагрузки на коэффициент надежности по нагрузке γ_f (по СНиП «Нагрузки и воздействия»).

Например: здание – жилой дом

Рисунок 2 – состав пола

Таблица 5.1 – Сбор нагрузок на 1м² перекрытия

Вид нагрузки	Подсчет t * γ	Норматив-ная нагрузка, Н/м2	Коэфф. надежнос-ти по нагрузке, γf	Расчетная нагрузка, Н/м2
Постоянная 1.линолеум t=4мм; γ=11*103Н/м3 2.цементно-песчаная стяжка t=30мм; γ=18*103Н/м3 3.плита перекрытия вес=27100Н площадь 1,5м × 6,0м	0,004*11*103     0,03*18*103	3011,1	1,3     1,3   1,1	57,2       3312,2
Итого постоянная		3595,1		4071,4
Временная полезная			1,3
Всего		5095,1≈		6021,4≈

Вывод: Нормативная нагрузка на 1м² перекрытия q^н = 5095Н/м²;

Расчетная нагрузка на 1м² перекрытия q = 6021Н/м².

5.6 Подсчет нагрузок на 1м² покрытия

Чтобы определить величину нагрузки на 1м² покрытия необходимо знать состав покрытия, толщину и удельный вес материала каждого слоя и район строительства здания.

По СНиП «Нагрузки и воздействия» определяют снеговой район и величину расчетной снеговой нагрузки.

Нагрузки собирают послойно в табличной форме.

Нормативная нагрузка равна произведению толщины материала слоя (м) на удельный вес материала слоя (Н/м³).

Расчетная нагрузка равна произведению нормативной нагрузки на коэффициент надежности по нагрузке γ_f.

Значение коэффициента γ_f определяют по СНиП «Нагрузки и воздействия».

Например: здание строится в г. Нижний Тагил (IV –ый снеговой район)

Рисунок 3 – Состав покрытия

Таблица 5. 2 – Сбор нагрузок на 1м² покрытия

Вид нагрузки	Подсчет t * γ	Норматив-ная нагрузка, Н/м2	Коэфф. надежнос-ти по нагрузке, γf	Расчетная нагрузка, Н/м2
Постоянная 1 защитный слой t=1см; γ=16*103Н/м3 2 рулонный ковер t=2см; γ=6000Н/м3 3 цементно-песчаный слой t=25мм; γ=18*103Н/м3 4 утеплитель (ППЖ) t=100мм; γ=3500Н/м3 5 пароизоляция (обмазка битумная) t=5мм;γ=10,5*103Н/м3 6 плита покрытия вес = 27100Н площадь = 1,5м×6,0м	0,01*16*103   0,02*6000     0,025*18*103     0,1*3500     0,005*10,5*103	52,5   3011,1	1,1   1,3     1,3     1,3     1,3   1,1	68,25   3312,2
Итого постоянная		4143,6		4071,4
Временная полезная			0,7
Всего		5823,6≈		7152,42≈

Вывод: q^н = 58824Н/м²;

q = 7152Н/м²

5.7 Подсчет нагрузок на 1м_п перекрытия (покрытия)

Чтобы определить величину нагрузки на 1м_п покрытия (перекрытия) необходимо знать нагрузку на 1м² покрытия (перекрытия) и ширину плиты покрытия (перекрытия).

Нормативная нагрузка на 1м_п покрытия (перекрытия)

N^н = q^н * b

где N^н – нормативная нагрузка на 1м_п покрытия (перекрытия), Н/м;

q^н – нормативная нагрузка на 1м² покрытия (перекрытия), Н/м²;

b – ширина плиты покрытия (перекрытия), м;

N = q * b

где N – расчетная нагрузка на 1м_п покрытия (перекрытия), Н/м;

q – расчетная нагрузка на 1м² покрытия (перекрытия), Н/м²;

b – ширина плиты покрытия (перекрытия),

5.8 Подсчет нагрузок на ленточный фундамент

Нагрузки на ленточный фундамент собирают на 1м длины ленточного фундамента от всех вышележащих элементов (кровли, покрытия, перекрытия, стены).

Рисунок 4 – схема расположения ленточных фундаментов и грузовые площади.

Нагрузки на ленточный фундамент:

N^н = q^н * А_гр;

N = q * А_гр

где N^н – нормативная нагрузка на фундамент, Н/м;

q^н – нормативная нагрузка на 1м² грузовой площади на

фундамент от всех вышележащих элементов, Н/м²;

q – расчетная нагрузка на 1м² грузовой площади на фундамент

от всех вышележащих элементов, Н/м²;

А_гр – грузовая площадь или площадь, с которой нагрузки

действуют на фундамент, м.

Нагрузки на ленточный фундамент удобно собирать в табличной форме.

Таблица 5.3 – Сбор нагрузок на ленточный фундамент

Вид нагрузки	Подсчет	Нормативная нагрузка, Н/м	γf	Расчетная нагрузка, Н/м
1 от кровли 2 от покрытия 3 от перекрытия 4 от стены
Всего

Для заполнения таблицы 3 используют данные таблицы 1 и 2.

5.9 Содержание графической части:

1 расчетные схемы;

2 опалубочные, арматурно-опалубочные чертежи (М 1:50, 1:20);

3 арматурные чертежи (М 1:50, 1:20);

4 узлы и детали.