Proiect rezistenta - Se cere intocmirea proiectului de rezistenta pentru o cladire industriala cu doua nivele (parter si etaj1)

TEMA DE PROIECT

Se cere intocmirea proiectului de rezistenta pentru o cladire industriala cu doua nivele (parter si etaj1). Constructia este amplasata in orasul Craiova si are functiunea de depozit de marfuri incarcarea utila este notata cu p=500 daN/m.

Date geometrice :

inaltimea de nivel : hp=hef=4,2 m

dimensiuni in plan : - transversal: 3 deschideri egale (3x9+0,01N) [m] N=95

- longitudinal: 6 travee egale (6x6,00m)

peretii de inchidere sunt realizati din fasii orizontale de BCA in deschidere de 6,0 m

pardoseala de la parter si etaj se realizeaza din mozaic pe sapa

elementele structurii de beton nu se tencuiesc

acoperisul este termoizolat cu 9 cm de polistiren

hidroizolatia este de tip curent cu straturi de carton si bitum.

Structura de rezistenta

planseul este parter din beton armat monolit

planseul de acoperis din beton armat monolit

structura de rezistenta : cadre transversale si longitudinale din beton armat monolit

stalpii din beton armat monolit

nodurile sunt de tip rigid

riglele cadrului la parter si etaj sunt constituite din grinzi principale si secundare care descarca pe stalpi

fundatiile sunt realizate din bloc de beton simplu si cuzineti din beton armat pentru stalpi si sub forma de talpi din beton armat in cazul peretilor din zidarie.

Fundatiile se pot face incepand cu adancimea de 1,0m de la fata terenului natural.

Presiunea conventionala de calcul in gruparea fundamentala este de 0,3+0,01N si este data in

Continutul proiectului :

Obiectul principal al proiectului il constituie planseul din beton armat peste parter si cadrul transversal curent dintr-un ax central.

Proiectul se va baza pe calculul efectiv si dimensionarea elementelor la starea limita de rezistenta in gruparea fundamentala.

La dimensionare se va lua in considerare numai incarcarile verticale.

Proiectul contine : - piese scrise, evaluarea incarcarilor, evaluarea eforturilor sectionale ; dimensionare : placi, grinzi secundare, cadrul transversal, dimensionarea si calculul fundatiei.

Piese desenate :

sectiunea transversala si sectiunea longitudinala

plan cadru si armare planseu peste parter

armare grinzi secundare

armare grinzi principale

armare stalpi si fundatie.

Pentru structura de rezistenta se foloseste beton BC 25, pentru fundatii : BC 20

La armaturi se foloseste PC 52 si OB 37.

EVALUAREA INCARCARILOR

Evaluarea incarcarilor pentru planseu terasa

Greutate zidarie atic

(2*36,50m*0,50+2*30,35m*0,50)*530daN/m² = 35430,5 daN

3507,0 daN/(perimetru constructiei =133,7) = 265daN/m

Greutate utila - zapada

150daN/m²*1,4 = 210,0daN/m²

TOTAL 2 937,0+265 = 1147,0daN/m²

Calculul inchiderilor din BCA

840daN/m²*1,3    = 1092,0daN/m²

1.2 Evaluarea incarcarilor pentru planseu parter

Conform planului din figura 1 grinzile principale si secundare impart planseul in diferite suprafete ce au urmatoarele dimensiuni :

5,915 si 1,55

2. REPARTITIA INCARCARILOR DIN PLANSEE PE GRINZILE SECUNDARE - PLANSEUL TERASA

Avand in vedere deschiderile mari se predimensioneaza sectiunile grinzilor secundare la 25cm x 60 cm.

Conform planului din figura 1 grinzile principale si secundare impart planseul in diferite suprafete ce au urmatoarele dimensiuni :

5,915 si 1,55

Grinda centrala

Greutatea proprie a grinzii

Incarcarea totala pe grinda secundara din planseul terasa va deveni :

DETERMINAREA MOMENTELOR INCOVOIETOARE DE CALCUL PENTRU GRINDA SECUNDARA DE LA PLANSEUL TERASA

q =2880daN/m

In deschiderea I intre 1 si 2

In deschiderea II intre 2 si 3

Pe reazemul  2 :

Pe reazemul 3 :

Grinda secundara dupa cum s-a considerat mai sus are urmatorii parametrii geometrici :

b = 25 cm, h = 60 cm, a = 2,5 cm, h₀ = 57,5 cm.

Armatura: otel PC 52 cu rezistenta de calcul admisibila R_a = 3100 kg/cm².

Betonul: clasa 21/25 (BC 25) cu rezistenta admisibila R_c = 115 kg/cm².

Pentru determinarea ariei de armatura si implicit a modului de armare a grinzii se va considera solicitarea maxima la care este supusa grinda, dupa cum se vede mai sus aceasta are solicitare atat pe reazem cat si in camp, in consecinta vom determina armarea atat pe reazem cat si in camp la momentele cele mai mari deci cazurile cele mai defavorabile.

Calculul ariei de armare in camp se face la momentul maxim

 ;

- armare in camp adica -

Calculul ariei de armare pe reazem se face la momentul maxim

 ;

- armare pe reazem, adica -

Din rezemarea grinzilor secundare pe grinzile principale se obtin si reactiunile astfel :

3. REPARTITIA INCARCARILOR DIN PLANSEE PE GRINZILE SECUNDARE - PLANSEUL PARTERULUI

Avand in vedere deschiderile mari, ca si la planseul terasei se aleg sectiunile grinzilor secundare la 25cm x 60 cm.

Conform planului din figura 1 grinzile principale si secundare impart planseul in diferite suprafete ce au urmatoarele dimensiuni :

5,915 si 1,55 , la fel ca planseul terasei

Grinda centrala

Greutatea proprie a grinzii

Incarcarea totala pe grinda secundara din planseul terasa va deveni :

DETERMINAREA MOMENTELOR INCOVOIETOARE DE CALCUL PENTRU GRINDA SECUNDARA DE LA PLANSEUL TERASA

q =2746,25daN/m

In deschiderea I intre 1 si 2

In deschiderea II intre 2 si 3

Pe reazemul  2 :

Pe reazemul 3 :

Ca si la planseul terasa grinda secundara are urmatorii parametrii geometrici :

b = 25 cm, h = 60 cm, a = 2,5 cm, h₀ = 57,5 cm.

Armatura: otel PC 52 cu rezistenta de calcul admisibila R_a = 3100 kg/cm².

Betonul: clasa 21/25 (BC 25) cu rezistenta admisibila R_c = 115 kg/cm².

Detereminarea ariei de armatura in camp pentru grinda secundara de la planseul terasa

Momentul maxim in camp este ca atare vom determina aria de armatura in camp corespunzatoare acestui moment dupa cum urmeaza :

 ;

- armare in camp adica -

Calculul ariei de armare pe reazem se face la momentul maxim

 ;

- armare pe reazem, adica -

Din rezemarea grinzilor secundare pe grinzile principale la fel ca la planseul terasa se obtin si reactiunile astfel :

CALCULUL CADRELOR PRIN METODA CROSS

Pentru calculul cadrului se considera schematizarea de mai jos, dupa cum se poate vedea in figura avem cadrul transversal. Pe cadru sunt pozitionate si reactiunile din grinzile secundare ce reazema pe grinzile principale.

Dimensiunile adoptate pentru cadru sunt urmatoarele :

Stalpii : S 50x50 cm

Grinzile principale : G.P. 40x90 cm

Grinzile secundare : G.S. 25x60 cm

Determinarea incarcarilor aferente grinzilor principale de la planseul terasa :

1,55

Grinda centrala

Greutatea proprie a grinzii

Incarcarea totala pe grinda secundara din planseul terasa va deveni : terasa -

Determinarea incarcarilor aferente grinzilor principale de la planseul parter :

1,55

Grinda centrala

Greutatea proprie a grinzii

Incarcarea totala pe grinda secundara din planseul parter va deveni : parter -

Determinarea rigiditatilor . Momente de inertie. Momenete de inertie reduse

Momentele de inertie pentru elementele componente ale cadrului vor fi :

- momente de inertie pentru stalpi : I = I_s = = 5,208*10^-3 m⁴

- momente de inertie pentru grinzile principale : I = I_p = = 24,30*10^-3 m⁴

- momenete de inertie pentru grinzile secundare : I = I_s = = 4,5*10^-3 m⁴

Momentele de inertie reduse :

i_1p = m³ - moment de inertie redusa pentru stalp

I_2p = m³ - moment de inertie redusa pentru grinda principala

Structura dupa cum se vede in schematizare este impartita in noduri 8 noduri. In continuare se vor determina coeficientii de rigiditate in noduri tratand fiecare nod in parte dupa cum se vede mai jos :

NODUL 1

Verificare NODUL 1: δ₁₄ + δ₁₂ + δ₁₅ = 1 0,2520 + 0,4959 + 0,2520 = 1

NODUL 2 :

Verificare NODUL 2 : δ_2-1 + δ_2-3 + δ_2-B +δ_2-16 =1 0,1684 + 0,3315 + 0,1684+0,3315 = 1

NODUL 3 :

Verificare NODUL 2 : δ_3-2 + δ_3-4 + δ_3-C +δ_3-7 =1 0,1684 + 0,3315 + 0,1684+0,3315 = 1

NODUL 4

Verificare NODUL 4: δ₁₄ + δ₁₂ + δ₁₅ = 1 0,2520 + 0,4959 + 0,2520 = 1

NODUL 5

Verificare NODUL 5: δ_5-6 + δ_1-5 = 1 0,3369+0.6630 = 1

NODUL 6

Verificare NODUL 6: δ_5-6 + δ_2-6 + δ_6-7 = 1 0,4960+0,2520+0,2520 = 1

NODUL 7

Verificare NODUL 7: δ_5-6 + δ_2-6 + δ_6-7 = 1 0,4960+0,2520+0,2520 = 1

NODUL 8

Verificare NODUL 8: δ_5-6 + δ_1-5 = 1 0,3369+0.6630 = 1

Determinarea momentelor de incastrare perfecta varianta de incarcare uniform

distribuita

Se vor calcula momentele de incastrare perfecta pentru grinzile (riglele) planseului terasa precum si pentru grinzile (riglele) planseului intermediar, dupa cum se vede in formula se vor folosi incarcarile din cele 2 plansee - incarcare planseu interemediar si - incaracre planseu terasa

Pentru planseul intermediar sau planseul de la parter avem :

Rigla 1-2; 2-3;3-4

Pentru planseul terasei avem

Rigla 5-6;6-7;7-8

Determinarea momentelor de incastrare perfecta varianta de incarcare forte concentrate

Pentru planseul intermediar sau planseul de la parter avem :

Rigla 1-2; 2-3;3-4 unde

=46,33 tm

Rigla 5-6;6-7;7-8 unde

=53,88 tm

Odata determinate momentele de incastrare perfecta perfecta pentru varianta de incarcare cu sarcina uniform distribuita cat si pentru varianta pentru forte concentrate, se trece la aplicarea metodei Cross pentru cele 2 cadre, si ulterior determinarea momentelor maxime din cadru. Schemele cadrelor precum si aplicarea metodei Cross se regasesc mai jos.

Dupa determinarea momentelor din metoda Cross se trece la insumarea insumarea momentelor pe fiecare rigla si stilp (pentru fiecare nod).Pentru usurare cadru se considera simetric.

M_reazem56=9,28+22,53=31,81tm M_reazem67=64,10+25,84=89,94tm

M_reazem12=12,78+28,49=41,27tm    M_reazem34=24,20+53,13=77,33 tm

M_st51=9,38+22,67=32,05 tm    M_st1A=9,78+4,605=14,38tm

M_stA1 =4,89+2,302=7,19tm

CALCULUL ARMARII CADRULUI

. Determinarea armarii riglelor terasei si parterului

Avand momentele teterminate din insumarea momentelor pe noduri, dupa efectuarea metodei Cross, se trece la armarea riglei superioare (TERASA). Cadrul fiind simetric se va considera rigla 5-6 aceasta fiind si cea mai incarcata, ca atare se va dimensiona armatura acestei rigle. In figura de mai jos se considera rigla ce are fortele si incarcarile dispuse :

Determinarea reactiunii normale

 ;

determinarea momentului in camp.

Pentru armarea riglei de la TERASA se cunosc urmatoarele date geometrice : b = 40 cm, h = 90 cm, a = 2,5 cm, h_a = 87,5 cm,

Armatura: otel PC 52 cu rezistenta de calcul admisibila R_a = 3100daN/cm².

Betonul: clasa 21/25 (BC 25)    cu rezistenta admisibila R_c = 115 daN/cm².

Se impune conditia: p_min = 0,22%

Calculul armarii pe reazem (moment negativ):

- armare pe reazem adica - 3Φ20+3 Φ22

Calculul armarii in camp (moment pozitiv):

- armare pe in camp adica -3 Φ20+3 Φ22

CALCULUL ARMARII RIGLEI PRINCIPALE PARTER (GRINDA PRINCIPALA)

Determinarea reactiunii normale

 ;

determinarea momentului in camp.

Pentru armarea riglei de la PARTER se cunosc urmatoarele date geometrice : b = 40 cm, h = 90 cm, a = 2,5 cm, h_a = 87,5 cm,

Armatura: otel PC 52 cu rezistenta de calcul admisibila R_a = 3100daN/cm².

Betonul: clasa 21/25 (BC 25)    cu rezistenta admisibila R_c = 115 daN/cm².

Se impune conditia: p_min = 0,22%

Calculul armarii pe reazem (moment negativ):

- armare pe reazem adica - 3Φ20+2 Φ22

Calculul armarii in camp (moment pozitiv):

- armare in camp adica - 6Φ20

Odata determinate ariile de armare ale riglelor principale se trece la executarea detaliilor de armare anexate la sfarsitul prezentului proiect.

Determinarea armarii stalpilor cadrului

Se dimensioneaza sectiunea maxim solicitata si se pastreaza pe ambele etaje

Geometria sectiunii a=2,5cm, b=50cm, h=50cm, materiale folosite otel PC52 , OB 37 , beton clasa 21/25 (BC 25)    cu rezistenta admisibila R_c = 115 daN/cm²

Solicitari la parter :  ;

Solicitari etaj : ;

Armare simetrica

Rigiditatea sectiunii:

Forta critica de flambaj h=420cm este:

Coeficientul de majorare a efortului este:

pentru se poatefolosi calculul simplificat al stilpului

se alege

6. CALCULUL STATIC AL PLANSEULUI TERASEI SI PLANSEULUI PARTERULUI

Conform datelor de proiectare pe directiile : 1,2,3,4,5,6,7 vom avea grinzi principale atat la nivelul terasei cat si la nivelul planseului peste parter, iar pe directiile longitudinale : A, a,b,c,B,d,e,f,C,g,h,i,D vor f grinzi secundare.

fig.1

In directia de calcul placa are 12 deschideri : pentru simplificare, schema de calcul se considera o placa cu 5 deschideri egale cu reazeme simple dupa cum se poate vedea si in de mai sus.

Dupa cum se vede in figura am impartit planseu terasei in grinzi principale si secundare (nervuri). Facand raportul laturilor unui planseu delimitat de grinzi se observa urmatoarele:

- ca atare armarea planseului se va face pe o singura directie, deci si calculul planseului se va face pe o singura directie adica precum o grinda cu mai multe reazeme cu deschideri aproximativ egale, deschiderile de calcul fiind , sarcina totala si grosimea de 1 m .

6.1 DETERMINAREA MOMENTELOR INCOVOIETOARE DE CALCUL PENTRU PLANSEUL TERASA SI PLANSEUL TERASA

a. CALCULUL SI ARMAREA PLANSEULUI TERASA

In deschiderea I intre A si B (in camp a)

In deschiderea II si III (in camp b)

In reazemul  B :

In reazemul C :

fig3

In continuare se trece la dimensionarea armaturilor, aceasta se face la momentele maxime determinate anterior, se va face o dimensionare a armaturilor in camp cat si pe reazem dupa cum urmeaza :

Se considera grosimea placii de 10 cm si acoperirea de beton de 1,5 cm .

Dimensionarea armaturilor in camp :

Dimensionarea armaturilor pe reazem :

 ;

 ;

Planul ce va reprezenta armarea planseului terasa este anexat ca piesa desenata.

b. CALCULUL SI ARMAREA PLANSEULUI PESTE PARTER

Se va proceda intocmai ca in cazul planseului terasa, singurul lucru ce va fi diferit va fi incarcarea

Ca si mai sus se calculeaze momentele in camp si pe reazem considerand incarcarea

In deschiderea I intre A si B (in camp a)

In deschiderea II si III (in camp b)

In reazemul  B :

In reazemul C :

Se considera grosimea placii de 10 cm si acoperirea de beton de 1,5 cm .

Dimensionarea armaturilor in camp :

Dimensionarea armaturilor pe reazem :

Armarea planseelor se regaseste in plansa atasata, intrucat armaturile alese pentru armarea planseelor sunt de acelasi diametru se considera valabila armarea atat pentru planseul parter cat si pentru planseu terasa.

CALULUL FUNDATIILOR

Fundatia se proiecteaza din blocuri de beton simplu si cuzineti din beton armat pentru stalpi. Presiunea conventionala de calcul Pcc=0,3 +0,01N/ N=95

Pcc=0,3 +0,89=1,25N/mm² =12,5daN/cm² P_cc=12,5 t/m²

Se determina incaracarile pe fundatie, astfel avem incarcare din forta axiala N=151,5 t ; si momentul de la baza fundatiei M=

a=b (fundatie patrata si nu se tine cont de moment)

P=V₂+V₆=36.18+31.47=67.65t

a=2,50m

G_f=(3,00x3,00x0,60+2,00x2,00x0,50+1,00x1,00x0,50)x2,5t/m³=19,75

R=N+G_f=67,65t+19,75t=87,40t

M=6,10tm

p₁=11,06t/ m²; p₂=8,36 t/m²

Dimensiunile in plan ale fundatiei sunt 300x300.

Determinand dimensiunile fundatiei se trece la executarea planului de fundatii, precum si la detaliile de fundatie.