28 0 2MB
UNIVERSITATEA TEHNICĂ “GHEORGHE ASACHI” FACULTATEA DE CONSTRUCŢII, IAŞI
PROIECT Construcţii din beton armat
Student:
Tema proiectului Să se proiecteze o structură din beton armat cu următoarele caracteristici: -
Destinaţia : clădire de birouri
- Amplasament : zona 2 Cluj Napoca - Structura de rezistenţă: Cadre din beton-armat - Pereţi despărţitori: BCA - Sistemul de fundare: grinzi sub stâlpi - Regimul de înălţime: P+3E - Înălţimea etajelor: 3m -
Dimensiuni în plan: 3 deschideri şi 3 travei, L = 4+0,05N (m); L= 5,10 m
N= 22; numărul de ordine Schemă dispunere elemente:
2
1. Predimensionarea structurii şi calculul încărcărilor 1.1.
Încărcări permanente ( P )
1.1.1. Încărcări la nivelul terasei
• Greutatea planşeului: 3
gp=hp*γba(KN/m2)
gp=0,15*25=3,75(KN/m2)
γba= 25 (KN/m3) hp= 0,15 m ( izolare fonică ) • Greutate grizilor gg=bg*hg*γba (KN/m)
gg=0,55*0,3*25=4,125(KN/m)
hg=
hg =
= 0,55 m
bg= 0,3 m • Greutatea termoizolaţiei gth=0,65 (KN/m2); • Greutatea aticului ga= ba* ha* γbca (KN/m)
ga=0,2*1*8=1,6(KN/m)
γbca =8 (KN/m3); ha=1 m;
ba= 0,2 m;
• Greutate tencuială gt= ht * γm (KN/m2) ht= 0,03 m;
gt=0,03*19=0,57 (KN/m2)
γm= 19 (KN/m3);
1.1.2. La nivelul planşeului curent
• Greutatea pardoseală +şapă gps= 1,1 (KN/m2); • Greutatea pereţi despărţitori gpd= 1 (KN/m2); 4
1.2.
Încărcări variabile
1.2.1. Încărcarea din zăpadă (z) pz= µi*Ce*Ct*S0,k (KN/m2)
pz=0,8*1*1*1,5=1,2(KN/m2)
µi = 0,8 – coeficient de formă acoperişuri plane Ce= 1 – coeficient de expunere parţială Ct= 1 – coeficient termic acoperişuri cu termoizolaţii uzuale S0,k= 1,5 – valoare caracteristică a încărcări din zăpadă pe sol ( CR 1-1-3-2005 )
1.2.2. Încărcări utile ( u ) pu= 2 (KN/m2)
1.3.
Încărcări excepţionale
1.3.1. Încărcarea seismică ( S ) Tc= 0,7 – perioada de colţ ( P100/2006 ) q=5*1,35= 6,75 – factor de comportare γ1=1 – factor funcţie de clasa de importanţă β0=2,75 – factor de amplificare dinamică maxim ag= 0,2G – acceleraţia terenului pentru proiectare ( P100/2006 ) 1.4.
Predimensionarea stâlpilor
Abs= bs*hs=hs2 ≥ hs =
( modulat în plus la 50mm ≥ 300mm )
5
Rc*mbc =15*0,85= 12,75 ( N/mm2)
( C 20/25 )
– forţă axială în stâlp la nivelul încastrării în starea limită de serviciu de lungă durată ( P+0,4U+0,4Z ) =(gp+gth+gt+0,4pz)*Aafs +gg*L*2 +(gp+gps+gpd+gt+0,4pu)*Aafs*3 + gg*L*6 + +0,5*0,5*Het*γba*4 ( KN ) Calculul încărcărilor: •
gp= 3,75 (KN/m2);
•
gg= 0,3 *
•
ga= 0,2*1*8= 1,6 (KN/m);
•
gt= 0,57 (KN/m2);
•
pz=0,8*1*1*1,5=1,2 (KN/m2);
•
ag= 0,7848; Tc= 0,7; q=6,75; γ1=1; β0=2,75
* 25 = 4,125 (KN/m);
Predimensionarea stâlpilor =( 3,75+0,65+0,57+0,4*1,2 )*5,12 +4,125*5,1*2 + (3,75+1,1+1+0,57+0,4*2) * *5,1*3 +4,125*5,1*6+0,5*0,5*3*25*4=948,4311 (KN) hs =
hs =431,23mm => hs =450mm
Abs=452=2025 cm2 Rcs=12,75 N/mm2=0,01275 KN/mm2 2. Calculul static 2.1.
Modelul de calcul
6
Eb = 3000N/mm2 ( C 20/25 ) Ebr = 0,6* Eb – pentru grinzi Ebr = 0,8* Eb – pentru stâlpi Secţiunea de calcul pentru stâlpi:
Secţiunea de calcul pentru grinzi:
7
Δb=
(m)
Δb=
=0,2125 ( m )
l c= ( m )
l c=
bp=2*Δb+bg ( mm )
bp=2*0,2125+0,3= 725 ( mm )
2.2.
= 2,55 ( m )
Distribuţia încărcărilor gravitaţionale 8
Aafc=
2.3.
( m2 )
Aafc=
= 39,015 ( m2 )
Ipoteze de încărcare 9
2.3.1. Ipoteza încărcării permanente ( P )
t=(gp+gth+gt)*Aafc : 3 : L + gg (KN/m) t=( 3,75+0,65+0,57 )*39,015 : 3 : 5,1+4,125=16,7985 (KN/m) p=(gp+gps+gpd+gt) *Aafc : 3 : L + gg (KN/m) p=( 3,75+1,1+1+0,57 )*39,015 : 3 : 5,1+4,125=20,496 (KN/m) Rtm=[( gp+gth+gt) *Aafc : 3+(gg+ga)*L] : 2 (KN) Rtm=[( 3,75+0,65+0,57) *39,015 : 3+(4,125+1,6)*5,1] : 2 = 46,916175 (KN) R=(gp+gps+gpd+gt)* Aafc : 3+gg*L+hs*hs*Het*γba (KN) R=( 3,75+1,1+1+0,57 )*39,015 : 3+4,125*5,1+0,45*0,45*3*25=119,7171 (KN)
10
2.3.2.
Ipoteza încărcări din zăpadă ( Z )
z= pz*Aafc : 3 : L (KN/m) z= 1,2*39,015 : 3 : 5,1= 3,06 (KN/m) Rz= pz*Aafc : 3 (KN) Rz=1,2*39,015 : 3= 39,7953 (KN)
11
2.3.3.
Ipoteza încărcării utile ( U1 )
u= pu*Aafc : 3 : L (KN/m) u= 2*39,015 : 3 : 5,1= 5,1 (KN/m) Ru= pu*Aafc : 3 (KN) Ru=2*39,015 : 3= 66,3255 (KN)
12
2.3.4.
Ipoteza încărcării utile ( U2 )
u= pu*Aafc : 3 : L (KN/m) u= 2*39,015 : 3 : 5,1= 5,1 (KN/m) Ru= pu*Aafc : 3 (KN) Ru=2*39,015 : 3= 66,3255 (KN)
13
2.3.5.
Ipoteza încărcării din seism ( S )
STOT = γi*ag*λ*β(T1)*
(KN)
λ=0,8 – factor de corecţie ce ţine seama de contribuţia modului fundamental; m – masa construcţiei; β(T1) – spectru normalizat de răspuns elastic; β(T1)=β0 dacă T1 ≤ Tc β(T1)=β0*
dacă T1 > Tc
T1=0,3+0,05*nn (s) T1 ≤ Tc
nn – numărul de niveluri 0,5 ≤ 0,7 14
T1=0,3+0,05*4= 0,5 (s) => β(T1)=2,75
ag= 0,08*9,81= 0,7848 m=[(gp+gth+gt+0,4*pz)*(3*L)2+ga*12*L+gg*3*L*8*4+(gp+gps+gpd+gt+0,4*pu)*(3*L)2*3+ *Het*γba*64]*
(kg)
g= 9,81 m = [(3,75+0,65+0,57+0,4*1,2)*(3*5,1)2+1,6*12*5,1+4,125*3*5,1*8*4+ +(3,75+1,1+1+0,57+0,4*2)*(3*5,1)2*3+0,452*3*25*64]* m = (5,45*234,09+2117,52+7,22*234,09*3+972)* m = 961845,0459 (kg) STOT =1*0,7848*0,8*2,75* Si =
= 246,0271(KN)
(KN)
S1 = S2 = S3 = S4 =
Verificare : S1+ S2+ S3+ S4= 6,1507+12,3014+18,4520+24,6027 = 61,5068 = 61,5068 ( Adevărat ) 2.4.
Grupării de încărcări : 15
•
SLU 1 1,35P+1,5U1+1,05Z
•
SLU 2 1,35P+1,05U1+1,5Z
•
SLU 3 1,35P+1,5U2+1,05Z
•
SLU 4 P+0,4U1+0,4Z + S
•
SLU 5 P+0,4U1+0,4Z – S
•
SLS
2.5.
P+0,4U1+0,4Z+0,6S
Diagrame de eforturi :
•
Diagramă de efort axial Nx (KN)
•
Diagramă de moment încovoietor My ( KN*m )
•
Diagramă de forţă tăietoare Vz (KN)
• Deplasări pe direcţia x în grupările SLU şi SLS ( mm )
16
3. Proiectarea grinzilor
3.1.
Numerotarea nodurilor
3.2.
Proiectarea grinzilor peste parter
3.2.1.
Calculul momentului încovoietor din proiectare 17
Parter
∑
= 0 =>
=
= = =
18
=
=
=
=
=
=
∑
= 0 =>
=
= = =
∑
= 0 =>
=
= = 19
= 3.3.
Proiectarea grinzilor peste etajele 1, 2 şi 3 .
Etaj 1
= = =
∑
= 0 =>
=
= =
20
= = =
=
∑
= 0 =>
=
= = =
∑
= 0 =>
= 21
= = =
Etaj 2
∑
= 0 =>
=
22
=
=
=
=
=
=
= = =
∑
= 0 =>
=
= = =
23
∑
= 0 =>
=
= = = Etaj 3
24
∑
= 0 =>
=
= = =
∑
= 0 =>
=
= 25
=
=
=
=
=
=
= =
∑
= 0 =>
=
= = =
26
3.3.1. Calculul armăturii longitudinale din reazem
B=
a = 70 mm
x= x*
27
Parter Calculul armături longitudinale din reazemul marginal
Calculul armături longitudinale din reazemul interior
611
28
Etaj 1 Calculul armături longitudinale din reazemul marginal
Calculul armături longitudinale din reazemul interior
29
Etaj 2 Calculul armături longitudinale din reazemul marginal
31
Calculul armături longitudinale din reazemul interior
30
Etaj 3 Calculul armături longitudinale din reazemul marginal
Calculul armături longitudinale din reazemul interior
31
363
3.3.2.
I
Calculul armăturii longitudinale din câmp
condiţie
a= 70 (mm)
32
II
condiţie
33
Parter 181
Etaj 1 170
Etaj 2
34
177
Etaj 3 145
3.4.
Verificarea la forţă tăietoare
3.4.1.
Calculul forţei tăietore de proiectare
35
3.4.2.
Dimensionarea armături transversale
36
37
3.5.
Plan cofraj peste parter şi etajele 1-3
38
3.6.
Armare grinzi peste parter şi etajele 1-3 39
4. Proiectarea stâlpilor 40
4.1.
Calculul momentelor de proiectare
4.1.1.
Stâlpul marginal
41
4.1.2. Stâlpul central
42
4.2.
Calculul armăturilor longitudinale
4 bare pe latură Caz 1: - Dacă Caz 2 : - Dacă
4.3.
Verificare compresiune excentrică oblică
43
ν β
0,1 1,70
0,2 1,60
0,3 1,55
Stâlp marginal parter
44
0,4 1,50
0,5 1,45
Stâlp marginal etaj 1
45
Stâlp marginal etaj 2
46
Stâlp marginal etaj 3
47
Stâlp central parter
48
Stâlp central etaj 1
49
Stâlp central etaj 2
50
Stâlp central etaj 3
51
4.4.
Verificarea la forţă tăirtoare
4.4.1. Calculul forţei tăietoare de proiectare
52
4.4.2. Dimensionarea armături transversale
53
•
5,85 (mm)=>
•
7,94 (mm)=>
•
’ 6,46 (mm)=>
54
•
5,24 (mm)=>
•
7,26 (mm)=>
•
6,08 (mm)=>
•
5,22 (mm)=>
•
55
4,00 (mm)=> 4.5.
Verificarea deplasărilor relative de nivel
4.5.1. Verificarea la starea limită ultimă SLU
4.5.2. Verificarea la starea limită de serviciu SLS
factor de reducere care ţine seama de perioada de revenire mai scurtă a acţiuni seismice
Dacă iar nu se verifică se fac pereţi structurali minim 4 pereţi structurali
56
4.6.
Verificarea nodurilor
4.6.1. Calculul forţei tăietoare de proiectare orizontală Noduri centrale
Noduri de margine
57
4.6.2. Verificarea la forţă orizontală Noduri centrale
58
Noduri de margine
Dacă nu se verifică modificăm clasa de beton sau
4.6.3. Verificarea armăturilor transversale Noduri centrale
59
.
Noduri de margine
60
Dacă nu se verifică mărim diametrul etrieriilor
4.6.4. Verificarea armături longitudinale din nod
61
armătura longitudinală verticală care trece prin nod, incluzând armătura longitudinală a stâlpului aria totală de etrieri orizontali în nod distanţa interax între armăturile marginale ale stâlpilor distanţa interax între armăturile de la partea superioară şi cea inferioară a grinziilor Dacă nu se verifică mărim diametrul armături longitudinale.
Noduri centrale
62
Noduri marginale
63
4.7.
Armare stâlpii
64
65