Алгоритм решения. Основы проектирования строительных конструкций

ЗАДАНИЯ

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1

Калининград, 2013

Основы проектирования строительных конструкций

ФГАОУ ВПО БФУ им. Канта

Градостроительный колледж

Методические указания с заданиями

по выполнению расчетно-графических работ

специальность 270802 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений»

Рассмотрено

на заседании П(Ц)К строительство и

эксплуатация зданий и сооружений

«___»_____________20__ г. Председатель П(Ц)К

С.А.Завьялов __________

УТВЕРЖДАЮ:

Зам. директора по УМР «___»______________20__ г.

Т.А.Маркина _______________

Согласовано

Зав. методическим кабинетом

_______________К.Н. Тулебаева

Составитель: Завьялов С.А.

преподаватель специальных дисциплин

градостроительного колледжа

Тема: Определение нормативных и расчетных значений нагрузок, действующих на конструкции. Определение нормативных и расчетных значений нагрузок на 1 м² покрытия, перекрытия в табличной форме

Все нагрузки могут принимать нормативные и расчетные значения

Нормативные нагрузки в расчетах обозначаются индексом «n», который записывается снизу или сверху буквенного обозначения нагрузки.

N_n, F_n – нормативные сосредоточенные нагрузки (кН)

q_n, g_n – нормативные распределенные нагрузки (кН/м, кПа)

Нормативные нагрузки от веса конструкций определяются по проектным размерам и плотностям материалов. Для сбора нагрузок нужно знать размеры конструкций или частей здания, плотность строительных материалов приводится в справочниках.

Нормативные временные нагрузки, необходимые для расчета конструкций, установлены СНиП 2.01.07-85*

Расчетные нагрузки определяются как произведение нормативной нагрузки на коэффициент надежности по нагрузкам γ_f, который учитывает возможность отклонения нагрузки в неблагоприятную сторону от нормативных значений.

N = N_n γ_f - расчетная сосредоточенная нагрузка

q = q_n γ_f - расчетная нагрузка, распределенная по площади или по длине элемента (погонная нагрузка).

Для определения расчетных значений нагрузок устанавливаются соответствующие коэффициенты надежности по нагрузкам γ_f. Для постоянных нагрузок от веса конструкций γ_f определяются по табл.1 СНиП 2.01.07-85*. Например, для бетонных (со средней плотностью ρ > 1600 кг/м³), ж/б, каменных и деревянных конструкций γ_f = 1,1; для стяжек, засыпок, теплоизоляционных слоев, выполняемых на строительной площадке γ_f = 1,3

Задание 1. Выполнить сбор нормативных и расчетных нагрузок на

1м² покрытий следующих составов:

Варианты: 1, 11, 21, 31

Защитный слой из гравия, втопленного в битум -15мм

3 слоя рубероида

керамзит – 40мм

пароизоляция – 1слой толя

ж/б ребристая плита 3х 6 м

1 район по снеговому покрову

Варианты: 2, 12, 22, 32

4 слоя рубероида

Асфальтобетон литой – 20мм

Плиты из ячеистого бетона 100мм

Пароизоляция - 0,02 кН/м²

ж/б многопустотная плита 220 мм

III район по снеговому покрову

Варианты: 3, 13, 23

Защитный слой гравия 12мм

4 слоя рубероида

Цементно-песчаная стяжка 15мм

Плиты из керамзитобетона 70мм

1 слой рубероида

ж/б многопустотная плита покрытия 220мм

II район по снеговому покрову

Варианты: 4, 14, 24

3 слоя рубероида на битумной мастике

Литой асфальтобетон 30мм

Гранулированный шлак 60мм

ж/б ребристая плита 1,5 х 12 м

IV район по снеговому покрову

Варианты: 5, 15, 25

Защитный слой из мраморной крошки 10мм

4 слоя рубероида на мастике

Цементно-песчаная стяжка 20 мм

Шлакобетон 35мм

1 слой пергамина на мастике

ж/б плоская плита 100 мм

III район по снеговому покрову

Варианты: 6, 16, 26

Гравий, втопленный в битум 10мм

Трехслойный рубероидный ковер

Цементно-песчаная стяжка 30мм

Керамзит 200мм

Пароизоляция (0,03 кН/м²)

Пустотная плита ПК (3,2кН/м² = 3,2 кПа)

II район по снеговому покрову

Варианты: 7, 17, 27

Керамочерепица 25мм

Обрешётка 50*50 мм с шагом 0,35 м

Контробрешётка 40*50 мм по стропилам с шагом 0,9 м

Пароизоляция

Стропила ρ=600 кг/м³, h=150 мм b=50 мм, шаг= 0,9 м

Утеплитель Урса 150мм

Обрешётка под гипсоплиту 25*50 мм с шагом 0,4 м

Гипсоплита 10мм

II район по снеговому покрову

Варианты: 8, 18, 28

Металлочерепица 0,5 мм ρ=7850 кг/м³

Обрешётка b=100 мм, h=25 мм ρ=600 кг/м³, шаг=0,4 м

Контробрешётка b=50 мм, h=30 мм ρ=600 кг/м³, шаг=0,8 м

Гидроизоляция

Стропила ρ=600 кг/м³, h=200 мм b=75 мм, шаг= 0,8 м

Минераловатная плита ρ=120 кг/м³ h=150 мм

Пароизоляция

Гипсокартон 10мм

III район по снеговому покрову

Варианты: 9, 19, 29

Керамочерепица 30мм

ОСП 10мм

Контробрешётка 40*50 мм по стропилам с шагом 0,6 м

Пароизоляция

Стропила ρ=600 кг/м³, h=150 мм b=50 мм, шаг= 0,6 м

Утеплитель Урса 150мм

Гипсоплита 12 мм

IV район по снеговому покрову

Варианты: 10, 20, 30

Металлочерепица 0,5 мм ρ=7850 кг/м³

Обрешётка b=75 мм, h=25 мм ρ=600 кг/м³, шаг=0,4 м

Контробрешётка b=50 мм, h=30 мм ρ=600 кг/м³, шаг=0,6 м

Гидроизоляция

Стропила ρ=600 кг/м³, h=175 мм b=50мм, шаг= 0,6 м

Минераловатная плита ρ=120 кг/м³ h=150 мм

Пароизоляция

Гипсокартон 12мм

IV район по снеговому покрову

Сбор нагрузок обычно выполняется последовательно сверху вниз.

Сначала определяется постоянная нагрузка.

Находим нормативную нагрузку на 1м²

qⁿ (кН/м²) = t (м) х ρ (кН/м³)

если определяется нагрузка от конструкций расположенных с шагом (а) (обрешетка, лаги, стропила), то

qⁿ =bhγ/a, где b, h –размеры сечения (в метрах)

γ = ρ g, Н/м³ – удельный вес

ρ – плотность материала определяется по таблице 1 Приложение 4

g – ускорение свободного падения g =9,81 м/с² (допускается 10).

Определяем расчетную нагрузку на 1м²

q = qⁿ γ_f=

Затем определяется временная снеговая нагрузка

s = s_q μ

где s_q – вес снегового покрова на 1м² горизонтальной проекции поверхности земли (табл.4 СНиП) в зависимости от снегового района РФ (карта1 Приложения СНиП). Так Калининградская область относится ко 2 району и s_q =1,2 кПа (1район – 0,8 кПа; 3 – 1,8кПа; 4 – 2,4 кПа; 5 – 3,2 кПа; 6 – 4,0 кПа)

μ – коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытии. Коэффициент учитывает, что на крутых кровлях (α≥60⁰) μ=0, при уклонах кровли α≤25⁰ μ=1, т.е. считается что весь снег остается на крыше. При промежуточных значениях наклона кровли μ принимается по интерполяции.

Результаты оформляются в виде таблицы

№ п/п	Наименование нагрузки	Плотность материала в кг/м^3	Подсчёт в Па qn = ρ*g*t	qn кПа	γf	q кПа
1. Постоянные нагрузки на кровлю
	Керамочерепица		qn = 1500*10*0,025	0,38	1,3	0,49
	Обрешётка 50*50 мм c шагом 0,35 м		qn = 600*10*0,05*0,05/0,35	0,043	1,1	0,047
	Контробрешётка 40*50 мм по стропилам с шагом 0,6 м		qn = 600*10*0,04*0,05/0,6	0,025	1,1	0,028
	Пароизоляция	-	-	0,03	1,3	0,04
	Стропила		600*10*0,2*0,075/0,6	0.15	1,1	0.165
	Утеплитель		qn = 25*10*0,2	0,05	1,3	0,065
	Обрешётка под гипсоплиту 25*50 мм с шагом 0,4 м		qn = 600*10*0,025*0,05/0,4	0,019	1,1	0,021
	Гипсоплита		qn = 1100*10*0,012	0,13	1,3	0,172
2. Временные нагрузки на кровлю
	Длительная снеговая нагрузка	п.1.7 СНиП 2.01.07-85*	S=Р*μ=1.2*0,5 Sn=0,7Р*μ=0,7*1.2*0,5	0.42		0,6
	Кратковременная снеговая нагрузка	п. 1.8 СНиП 2.01.07-85*	0,5 S и 0,5Sn	0,21		0,3
Всего:	1,43	-	1,89

Задание 2. Выполнить сбор нормативных и расчетных нагрузок на

1м² перекрытий следующих составов:

Варианты: 1, 6, 11, 16, 21, 26, 31

Паркет ламинир. 12мм

Гидроизоляционная прослойка

Цем.-песч. стяжка 30мм

Утеплитель «Пеноплекс» 100мм

Монолитная плита 120мм

Варианты: 2, 7, 12, 17, 22, 27, 32

Ламинат 10 мм

Прослойка из мастики

Гидроизоляционная прослойка

Цем.-песч. стяжка 40мм

Утеплитель «Пеноплекс» 100мм

Монолитная плита 160 мм

Варианты: 3, 8, 13, 18, 23, 28

Линолеум 4мм

ДСП 16 мм

Пароизоляция

Цементно-песчаная стяжка 30мм

Гидроизоляция

Плита перекрытия пустотная

Варианты: 4, 9, 14, 19, 24, 29

Линолиум 5 мм

Фанера 12 мм

Пароизоляция

Цементно-песчаная стяжка 40 мм

Гидроизоляция

Плита перекрытия пустотная

Варианты: 5, 10, 15, 20, 25, 30

Паркет ламинированный 12мм

Гидроизоляционная прослойка

Цем.-песч. стяжка 20мм

Утеплитель «Урса» 150мм, плотность 50 кг/м³

Монолитная плита 140мм

Наименование слоя	Плот ность, кг/м^3	Подсчет нагрузки	Норма-тивная нагруз-ка, кПа	Коэффи-циент надеж-ности по нагрузке, γƒ	Расчетная нагрузка, кПа
Линолиум		1100*10*0,004	0,044	1,3	0,057
ДСП		800*10*0,016	0,128	1,2	0,154
Пароизоляция			0,03	1,3	0,039
Цементно-песчаная стяжка		1800*10*0,03	0,54	1,3	0,702
Гидроизоляция			0,03	1,3	0,039
Плита перекрытия ПК			3,2	1,1	3,84
Итого:			3,97		4,83
Временные нагрузки
Нагрузка на перекрытие		табл.3 СНиП 2.01.07-85	1,5	1,2	1,8
Нагрузка от перегородок		п. 3.6 СНиП 2.01.07-85	0,5	1,1	0,55
Итого:			2,0		2,35
Всего:			5,97		7,18

После определения нагрузок на 1м² нагрузки собираются на рассчитываемый элемент (конструкцию). Нагрузка на рассчитываемый элемент передается с площади, которая называется грузовой (А_гр).

Задание 3. Произвести сбор нагрузок на низ кирпичной колонны сечением

… ^х… в осях Б-2. Здание двухэтажное. Пол первого этажа выполнен по грунту. Район строительства … снеговой

Вариант	1,7,13, 19,25	2,8,14,20,26	3,9,15,21,27	4,10,16,22,28	5,11,17, 23,29	6,12,18, 24,30
Сечение балки, мм^2	200х300	200х400	150х300	200х500	150х500	150х400
Длина балки, м			4,5			4,5
Сечение столба, мм^2	250х250	510х380	250х380	640х640	640х510	510х510
Высота столба,м	6,4	6,6	6,2	6,6	6,9	6,8

1-1

1. Собираем нагрузки на 1м² покрытия (включая снеговую) qⁿ_{покрытия} =

q_{покрытия} =

2. Собираем нагрузки на 1 м² перекрытия (постоянные и временные)

qⁿ_{перекрытия =} q_{перекрытия =,}кН/м²

3. Определяем нагрузку от кирпичной колонны для чего:

· Находим высоту колонны по разрезу здания

Н = 6,9 +0,35 = 7,25м

· Находим нормативную нагрузку

Nⁿ _c = b_c h_c H γ = 0,38 ^. 0,38 ^. 7,25 ^. 18 = 18, 84 кН

γ - удельный вес кирпича 18 кн/м³

· Расчетная нагрузка N _c = Nⁿ _c γ_f = 18,84 ^. 1,1 =20,72 кн

4. Определяем нагрузку от веса ж/б балок

· Принимаем сечение балок b h = 200 ^x 400 mm, длина балки 4,5 м

· Находим нормативную нагрузку

Nⁿ _балки = b h l γ_бетона = 0,2 ^. 0,4 ^. 4,5 ^. 25 = 9, 0 кН

γ_бетона - удельный вес бетона 25 кн/м³

· Расчетная нагрузка N _балки = Nⁿ _балки γ_f = 9,0^. 1,1 =9,9 кн (всего на колонну передается нагрузка от одной балки покрытия и одной балки перекрытия)

5. Собираем нагрузку на низ колонны (верхний обрез фундамента)

N_n = qⁿ_{покрытия} А_гр + qⁿ_{перекрытия} А_гр+ 2 ^. Nⁿ _балки + Nⁿ _с

N = q_{покрытия} А_гр + q_{перекрытия} А_гр+ 2 ^. N _балки + N _с

При расчетах конструкций необходимо помнить, что расчетные нагрузки необходимо умножать на коэффициент надежности по ответственности γ_п = 0,95 (для большинства жилых и общественных зданий)

Вопросы самоконтроля:

· Какая связь между нормативной и расчетной нагрузкой?

· Что такое грузовая площадка?

· От чего зависит величина снеговой нагрузки?

· Как определяется временная нагрузка на перекрытия зданий?

Литература: В.И. Сетков «Строительные конструкции»,М.,

ИНФРА-М,2009, с. 54-64

Дата добавления: 2015-07-02