Временная нагрузка и толщина стен здания для заданного района

Пояснительная записка

К курсовой работе по

дисциплине

“Реконструкция зданий

и сооружений”

Выполнил:

студент 4 курса АСФ

группы ПГС-41

Принял:

Саратов 2005

Содержание

1. Задание на проектирование.................................................................... 3

2. Определение габаритных размеров колонн, балок и плит................... 4

3. Расчет многопустотной плиты перекрытия........................................... 5

3.1. Определение геометрических размеров плиты.............................. 5

3.2. Определение расчетных усилий...................................................... 6

3.3. Выбор материала............................................................................. 7

3.4. Расчет плиты на прочность по нормальным сечениям.................. 7

3.5. Определение положения нейтральной оси..................................... 8

3.6. Расчет плиты на прочность по наклонным сечениям..................... 9

3.7. Конструирование плиты.................................................................. 9

4. Устройство армошвов и армопоясов при надстройке здания............ 10

5. Усиление железобетонных многопустотных плит............................... 11

6. Расчет усиления кирпичного простенка.............................................. 14

7. Усиление стен металлическими тяжами............................................... 17

8. Список использованной литературы................................................... 18

Приложение 1............................................................................................ 19

Приложение 2............................................................................................ 20

Задание на проектирование

Характеристики здания

Таблица 1

Размеры здания в осях м.	№ схемы	Высота этажа, м.	Количество этажей, шт.
Длина	ширина
26,6	16,2	а	3,9

Временная нагрузка и толщина стен здания для заданного района

Таблица 2

Район строительства	Толщина несущей стены, см.	Временная нагрузка на перекрытие, кН/м.
Калининград		6,0

Конструкция пола и тип плиты перекрытия

Таблица 3

Конструкция пола	Тип плиты перекрытия	Толщина слоёв, мм.	Плотность, кН/м³
1)ксилоилтовая плитка		t1=30
2)мастика		t2=20
3)древесно-стружечная плита		t3=20
плита перекрытия	многопустотная	по расчёту

Определение габаритных размеров колонн, балок и плит

Колонны

Размеры поперечного сечения колонн К1 рекомендуется принять из условия:

hк=bк=(1/20)∙hэт

hк=bк=(1/20)∙3900=195мм.

но кратные 50 мм и не меньше, чем 200 мм.

Принимаем

hк=bк=400 мм.

Прогон (ригель)

Прогон прямоугольного сечения размерами:

h=(1/8 – 1/12)∙l1

h=(1/8 – 1/12)∙6700=700 мм.

b=(1/2 – 1/3)∙h

b=(1/2 – 1/3)∙700=300 мм.

Высота поперечного сечения должна быть кратна 50 мм, если h<600 мм и кратна 100 мм, если h>600 мм. Ширина поперечного сечения должна быть кратна 50 мм.

Плиты перекрытия

Ширина плит ВПл назначается согласно следующим рекомендациям:

а) ширина плит перекрытия (многопустотные или ребристые) должна быть 1.0<В<3.0 м;

б) ширина плит П1 всегда кратна основному модулю 100 мм;

в) между колоннами укладываются связевые (распорные) плиты перекрытия П3 – 0.4< ВПл<0.9 м, имеющие вырезы для пропуска колонн;

г) если при выбранной ширине плит П1 заданный размер l1 не делится на целое число, то рекомендуется около стен размещать доборные (пристенные) плиты П2 номинальной шириной 0.4< ВПл<1.2 м.

Принимаем ширину плит перекрытий: - основная (П1) – 1 м,

- доборная (П2) – 0,4 м,

- связевая (П3) – 0,6 м.

- добоорная 2 (П4) – 1,4 м

Высота пустотных плит кратна 10 мм и по условию равна:

h=(1/25¸1/30)∙ l2

h=(1/30)∙6100=200 мм

Диаметр и количество отверстий определяется методом подбора из выражения:

ВПл=dотв∙nотв + 2∙b'р + (nотв – 1)∙bр

где ВПл =1000 мм – ширина плиты;

dотв =140 мм – диаметр пустот;

nотв =5 – количество пустот;

b'р =70 мм – толщина от крайнего отверстия до боковой грани поперечного сечения плиты;

bр =40 мм – расстояние между пустотами;

hf =30 мм – расстояние от пустот до верхней и нижней граней плиты;

1000=140∙5 + 2∙70 + (5 – 1)∙40.

Таблица 4

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м²	Коэффициент надёжности по нагрузке	Расчётные нагрузки кН/м²
1.Бетон =22кН/м t =50 мм 2.Цем.-песч. р-р =18кН/м t=50 мм 3.Легкий бетон =18кН/м t=50 мм 4.Плита ж/б многопустотная 5.Временная нагрузка	1.q¹n=ρ1∙t1=1,1 2.q²n=ρ2∙t2=0,9 3.q³n=ρ3∙t3=2,7 4.qn=0,5∙h∙ρ=2,5 5.qn=V n =6,0	1.γf1=1,3 2.γf2=1,3 3.γf3=1,3 4.γf4=1,1 5.γf5=1,2	1.q¹=1,43 2.q²=1,17 3.q³=3,51 4.q=2,75 5.q=7,2
Итого	q n=13,2		q =16,06

Временная нагрузка и толщина стен здания для заданного района - student2.ru Расчётная схема плиты – однопролётная балка на шарнирных опорах, загруженная равномерно распределённой нагрузкой q по длине всего пролёта l_о. Величины максимальных расчётных усилий определяется по формулам:

М маx=q∙ lо²/8

М маx=16,06∙5,927²/8=70,52 кН∙м

Q маx= q∙ lо/2

Q маx=16,06∙5,927/2=47,59 кН.

3.3. Выбор материала

Таблица 6

Характеристики арматуры	Класс стали
A-I	A-III	Вр-I
Rs, МПа
Rsw, МПа
Es, МПа

3.4. Расчёт плиты на прочность по нормальным сечениям

Временная нагрузка и толщина стен здания для заданного района - student2.ru

Расчётное сечение может рассматриваться как тавровое высотой h с толщиной в сжатой зоне:

h'f = (h – dотв)/2

h'f =(200 – 140)/2=30 мм.

Ширина полки должна быть принята равной конструктивной ширине плиты поверху:

b'f=В(1)Пл=950 мм.

Ширина ребра расчётного сечения определяется как сумма всех рёбер многопустотной плиты:

b=2∙ b'р + (nотв – 1)∙ bр

b=2∙70 + (5 – 1)∙40=300 мм.

Рабочая высота поперечного сечения:

hо=h-а

где а = С + d/2 – расстояние от центра тяжести арматуры до нижней грани ребра (С=10 – 15 мм – защитный слой бетона, d – диаметр рабочей арматуры, который можно принять равным 20 мм.)

а =15+20/2=25 мм

hо=200 – 25=175 мм.

3.5. Определение положения нейтральной оси

С этой целью найдём изгибающий момент, воспринимаемый сечением при X= h'f. X – высота сжатой зоны бетона

Мn=Rb∙ γb2∙ b'f∙h'f∙(hо- h'f/2)

Временная нагрузка и толщина стен здания для заданного района - student2.ru где γb2=0.9 для тяжёлого бетона

Мn=11500∙0,9∙0,95∙0,03∙(0,175-0,015)=47,18 кН∙м

Т. к. Ммах> Мn, то нейтральная ось будет проходить ниже полки (в ребре), и в этом случае сжатая зона сечения состоит из сжатой зоны ребра и свесов полки.

Определяем величину изгибающего момента, воспринимаемого свесами полки

М_св= Rb∙ γb2∙( b'f – b) ∙h'f∙( hо- 0,5∙h'f)

М_св=11500∙0,9∙(0,95 – 0,3)∙0,03∙(0,175 – 0,5∙0,03)=32,292 кН∙м.

Определяем величину табличного коэффициента

Ао=(Ммаx – М_св)/( Rb∙ γb2∙ b'f∙hо²)

Ао=(70,52– 32,292) /(11500∙0,9∙0,95∙0,175²)=0,12

Площадь рабочей арматуры:

Временная нагрузка и толщина стен здания для заданного района - student2.ru ,

Аs=(0,12∙0,3∙0,175+(0,95 – 0,3) ∙0,03)∙11500/365000=0,000812 м²=8,12см²

Процент армирования плиты:

μ=Аs/(bs∙hо) 100%

μ=8,12/(30∙17.5) 100%=1,54 %

Сравниваем с оптимальной величиной:

1%< μопт <2%

1%<1,54%<2%

При рациональном армировании плиты фактический процент армирования соответствует оптимальному значению. Количество рабочих стержней рекомендуется принимать по числу рёбер плиты:

n=nотв + 1

n=5 + 1=6

Диаметры стержней рабочей арматуры могут быть одинаковой величины во всех рёбрах или различной величины при условии, что стержни большего диаметра располагают в крайних рёбрах. Если принять диаметр стержней одинаковым, то площадь сечения одного стержня будет равна:

Аs1=Аs/n

Аs1=8,12/6=1,35 см²

По таблице сортамента арматуры:

d=12 мм,

g=0,888 кг

Необходимо учесть, что различие между фактической площадью и площадью рабочей арматуры не должна превышать 5%.

3.6. Расчёт плиты на прочность по наклонным сечениям

Минимальная поперечная сила, воспринимаемая бетоном над наклонной трещиной:

Qb=b3∙Rbt∙γb2∙b∙hо

где b3=0,6 для тяжёлого бетона

Qb=0,6∙900∙0,9∙0,3∙0,175=25,515 кН.

Т. к. Qb<Q маx, то расчет поперечной арматуры не проводится. Диаметр и шаг стержней принимаются конструктивно. Диаметр поперечной арматуры принимают в этом случае по диаметру стержня рабочей арматуры по условию сварки.

Диаметр поперечной арматуры назначаем конструктивно 3 мм.

Шаг поперечных стержней назначают из условия:

S<h/2, т.к h=200 мм,

S<200/2,

S<100

Принимаем шаг поперечной арматуры, равный 90 мм.

3.7. Конструирование плиты

Верх пустотной плиты армируют конструктивной сеткой С-1 из арматуры Временная нагрузка и толщина стен здания для заданного района - student2.ru А-III диаметром 5мм. Продольные стержни сетки С-1 располагаются над отверстиями. Поперечные стержни сетки С-1 ставят с шагом 90 мм. Стержни продольной рабочей арматуры размещаются снизу каждого ребра. Эти стержни объединяют в нижнюю сетку С-2 конструктивными поперечными стержнями из арматуры класса А-III. Диаметр поперечных стержней определяют из условия технологии сварки по диаметру рабочей арматуры. Плоские сварные каркасы Кр-1 размещают на приопорных участках через два-три ребра (согласно эпюре Q) длиной, не менее четверти конструктивной длины плиты l'. По четырём углам плит монтируют монтажные петли (МП)

Временная нагрузка и толщина стен здания для заданного района - student2.ru

Таблица6

Фактор	Возможная оценка
1 балл	2 балла	3 балла
Число этажей надстройки	1 этаж	2 этаж	3 и более этажей
Техническое состояние стен существующего здания и требуемая степень их усиления	Снижение прочности кладки не более 1/3 от первоначальной. Усиление не требуется	Ослабление кладки первичной 1/3 первоначальной прочности. Необходимо частное усиление.	Несущая способность кладки по расчёту недостаточна.
Несущая способность грунта основания существующих фундаментов	0.3 МПа и более(без опрессовки)	От 0.2 до 0.3 МПа	До 0.2 МПа

Условия, определяющие целесообразность выбора железобетонных и армокирпичных поясов или растворных швов при надстройкездания Таблица 7

Конструктивные мероприятия (методы борьбы с трещинами)	Балл
Не требуется	Меньше или равно 3
Растворные армошвы
Армокирпичные пояса	4-5
Железобетонные пояса	Свыше 5

Наиболее рационально располагать армокирпичные пояса на уровне междуэтажных перекрытий и обеспечить надёжную связь их со стенами. Пояса должны быть непрерывными по всем капитальным стенам, включая поперечные. Сечение арматуры в железобетонных поясах равно 6÷10 мм.

В тех случаях, когда деформация не очень значительна, железобетонные пояса заменяют армированными растворными швами. Продольная арматура шва принимается того же диаметра, что в железобетонном. Таким образом, получается армокирпичный пояс высотой 300-450 мм с арматурой вверху и внизу сечения пояса.

Таблица 8

№ п/п	Нагрузка	q^н, кН/м²	γ_f	q, кН/м²
	4 слоя рубероида	0,3	1,3	0,39
	Стяжка ρ=20 кН/м³, t=0,11 м	2,2	1,2	2,64
	Утеплитель (керамзит) ρ=8 кН/м³, t=0,38 м	3,04	1,3	3,95
	Пароизоляция	0,05	1,3	0,065
	Ж/б плита (ребристая)	1,3	1,1	1,43
	Итого: постоянная нагрузка	6,89		8,475
	Снеговая (3 район)	1,2	1,43	1,2
	Итого: полная нагрузка	8,12		9,675

Сбор нагрузок на плиту перекрытия

Таблица 9

№ п/п	Нагрузка	q^н, кН/м²	γ_f	q, кН/м²
	Ксилоилтовая плитка ρ =14 кН/м³ t =30 мм	0,42	1,3	0,546
	Мастика ρ =12 кН/м³ t=20 мм	0,24	1,3	0,312
	Древесно-стружечная плита ρ =8 кН/м³ t=20мм	0,16	1,3	0,208
	Плита ж/б многопустотная	2,5	1,1	2,75
	Итого: постоянная нагрузка	3,32		3,816
	временная
	Итого: полная нагрузка	9,32		21,816

Грузовая площадь: А=(1,5+0,75+0,7)∙4,05=11,95 м².

Расчетная нагрузка от покрытия, передаваемая с грузовой площади

· Постоянная 11,95∙8,475=101,28 кН

· Временная 11,95∙1,2=14,34 кН

· Полная 11,95∙9,675=115,62 кН

Расчетная нагрузка от перекрытия, передаваемая с грузовой площади

· Постоянная 11,95∙3,816=45,6 кН

· Временная 11,95∙18=215,1 кН

· Полная 11,95∙21,816=260,7 кН

Список использованной литературы

1. Фёдоров М.В. Основы проектирования строительных конструкций: Учебное пособие/СГТУ

2. Шагин А.Л. Реконструкция зданий и сооружений. М.: Высш. шк., 1991. 352 с.

3. СНиП II-22-81 «Каменные и армокаменные конструкции»

4. СниП 2.03.01-84* «Бетонные и железобетонные конструкции»

5. Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции: Общий курс. М.: Стройиздат, 1991. 767 с.

Приложение 1

Спецификация на железобетонную обойму

Поз.	Обозначение	Наименование	Кол. ед.	Масса	Примечание
		Документация
		Сборочный чертёж

		Изделия закладные
		Уголок № 75		15.46
		Хомут Ç 6 S 150
		Стержень Ç 6 S 100
		Стяжной болт

		Материал
		Бетон класса В 5	1.2		м³

Спецификация

Поз.	Обозначение	Наименование	Кол. ед.	Масса	Примечание
		Документация
		Сборочный чертёж

		Изделия закладные
		Тяж Т1
		Тяж Т2
		Уголок

Приложение 2

Ведомость курсового проекта

№ п/п	Формат	Наименование	Кол-во	Примечание
	А-4	Пояснительная записка
	А-1	Графическая часть