Проектирование конструкций многоэтажного здания, расчет Ж/Б плиты и ригеля

ЖБ_Курсовой_№1_Богатырев.dwg

фасад в осях B"-"A"
Сварка по ГОСТ 5264-83
Сварку выполнить электродами типа Э42 ГОСТ 9467-75*
Реконструкция здания
Кафедра металлических конструкций
х175х3500 ГОСТ 19903-74
х135х3500 ГОСТ 19903-74
Потребность в металле для усиления одной балки
железобетонный настил
Расчётная схема балки
фактич. длина усиления
Бетон перекрытия: В20.
Арматурная сетка С-1 марки:
Схема каркаса А-А; схема перекрытий; плита перекрытия П-1; армирование
КР "Железобетонные конструкции
Московский Государственный Строительный Университет группа III-5 зу
Рис. 3.1. Конструктивное решение плиты перекрытия.
Плита перекрытия П-1
Рис. 3.2. Схема опирания плиты перекрытия на ригиля
Рис. 3.3. Схема армирования плиты перекрытия.
Рис. 3.4. Каркас К-1 продольного ребра.
Рис. 4.1. Конструктивное решение ригеля.
Рис. 4.2. Схема опирания ригеля на колонны.
Рис. 4.3. Схема армирования ригеля.
Рис. 5.1. Схема армирования колонны.
Колонна К-1; армирование констркукций
Данный лист смотреть с листом 1
Монолитный фундамент
МОНОЛИТНЫЙ ФУНДАМЕНТ
Бетон тяжелый класса В20.
Рабочая арматура стержней класса А400.
СПЕЦИФИКАЦИЯ АРМАТУРЫ
Под основание фундамента предусмотреть песчано-гравийную подготовку толщиной 100 мм.
Ригель Р-2; армирование констркукций
КР 2 "Железобетонные конструкции
Рис. 4.1. Схема фундамента.
места опирания при складировании
А - А (Схема каркаса)
по железобетонным конструкциям
Бетон плиты перекрытия В20
Арматурная сетка С-1 марки
Данный лист смотреть с листом 2
Проектируемые здания и сооружения 2 очереди . строительства

ЖБ_Курсовой №1_Богатырев.docx

Министерство образования и науки РФ
Московский Государственный Строительный Университет
Факультет Промышленного и Гражданского строительства
Кафедра металлических конструкций
по курсу «Железобетонные конструкции»
Тема: «Проектирование конструкций многоэтажного здания
расчет ЖБ плиты и ригеля»
Студент факультета ИАФ гр. Э-5-А Б
Принял Горбатов Сергей Васильевич
г.Москва 2010 - 2011уч.г.(осень)
Компоновка сборного балочного перекрытия3
Проектирование сборной ребристой ненапряжённой плиты перекрытия3
1 Конструктивное решение плиты3
3 Определение конструктивной и расчётной длины плиты3
6 Расчёт плиты по нормальному сечению (подбор продольной рабочей арматуры)3
7 Подбор поперечной арматуры продольного ребра3
8 Расчёт полки плиты на местный изгиб3
9 Конструирование каркаса продольного ребра3
Расчёт сборного ригеля таврового сечения3
1 Конструктивное решение ригеля3
2 Сбор нагрузок на ригель3
3 Определение конструктивной и расчётной длин ригеля3
6 Расчёт ригеля по нормальному сечению (подбор продольной рабочей арматуры)3
7 Расчёт ригеля по наклонному сечению (подбор поперечной арматуры)3
8 Построение эпюры материалов3
9 Конструирование каркаса К-1 ригеля3
Компоновка сборного балочного перекрытия
Размеры здания в плане (расстояние между крайними осями) 21х427м
Высота надземного этажа – 3.3м подвального – 3.3 м
Определяем поперечный шаг колонн 21м х4 = 525м;
Определяем продольный шаг колонн 427м х 7= 61м;
Назначаем размеры сетки в плане 525 х 6.1 м
Принимаем конструктивную схему с поперечным расположением ригелей и продольным расположением плит
-Ригель таврового сечения без предварительного напряжения шириной bb=20 см с нижней полкой шириной 40 см высота ригеля 60 см. По схеме принимаем номинальную длину ригеля 525 см.
-Плиты ребристые без предварительного напряжения высотой 30 см толщина полки 5 см. Принимаем в соответствии с размерами здания номинальную номинальную ширину: рядовых (П-1) и распорных (П-1) плит – 525 4 = 131 см доборные плиты (П-2) =0.2+ (1312)= 85 см
-Колонны сечением 40х40 см
-Временная нагрузка 9 кНм2
Рис. 1 Компоновочная схема перекрытия
Проектирование сборной ребристой ненапряжённой плиты перекрытия
1 Конструктивное решение плиты
Рис. 2 Сечение плиты перекрытия
Конструктивная ширина плиты bf =131 см
Нормативная нагрузка
Коэффициент надежности
Древесноволокнистые плиты
Цементно-песчаный раствор
Ребристая плита перекрытия
Итого постоянная нагрузка g
3 Определение конструктивной и расчётной длины плиты
Рис. 3 Определение длин плиты перекрытия
Конструктивная длина плиты в соответствии с рис. 3 равна:
lп.к.= 6100-2100-210 = 5880 мм
Расчетный пролет плиты в соответствии с рис. 3 равен:
l0 = lп.к.- 245 = 5880-90 = 5790 мм
Плита рассчитывается как однопролетная шарнирно-опертая балка загруженная равномерно-распределенной нагрузкой.
Изгибающий момент от полной расчётной нагрузки в середине пролета:
Поперечная сила на опорах от расчётной нагрузки:
Бетон – тяжелый класса по прочности на сжатие В20.
МПа - расчетное сопротивление бетона осевому сжатию для предельных состояний первой группы
Коэффициент условий работы бетона
Rs = 355 МПа –расчетное сопротивление арматуры класса А400 растяжению для предельных состояний первой группы
6 Расчёт плиты по нормальному сечению (подбор продольной рабочей арматуры)
Рабочая высота сечения :
где h=30 cм – высота плиты а = 3 см – расстояние от центра тяжести сечения арматуры до нижней грани плиты.
по таблице приложения №1 определяем
т.е. сжатая зона находится в полке плиты и расчитываем растянутую арматуру как для прямоугольного сечения
Требуемая площадь арматуры
По сортаменту подбираем 2 стежня 25 мм с
7 Подбор поперечной арматуры продольного ребра
В курсовом проекте подбор сечения поперечной арматуры не производим. Диаметр и шаг данной арматуры принимаем по конструктивным требованиям.
Диаметр поперечной арматуры принимаем 8 мм из условия сварки с продольной рабочей арматурой 25 мм.
Шаг поперечной арматуры:
- вблизи опор (l0 4) принимаем
- в середине пролёта принимаем
8 Расчёт полки плиты на местный изгиб
В курсовом проекте расчёт полки на местный изгиб (подбор поперечной арматуры сетки С-1) не производим. Конструктивно принимается сетка
9 Конструирование каркаса продольного ребра
Длину каркаса определяем исходя из конструктивной длины плиты и защитного слоя бетона (по 20 мм с кажной стороны ) а так же исходя из принятых сечений стержней арматуры.
Рис. 4 Схема каркаса
Расчёт сборного ригеля таврового сечения
1 Конструктивное решение ригеля
Поперечное сечение ригеля тавровое (рис.5 ).
Рис. 5 Сечение ригеля
2 Сбор нагрузок на ригель
Постоянная распределенная нагрузка от перекрытия на ригель:
где gnл - постоянная расчетная нагрузка на перекрытие (берется из табл.2.1.); gnл =3.62 кНм2
γn - коэффициент надежности по назначению; γn = 0.95;
g = 3.62 6.1 0.95 = 20.98 кНм.
Собственный вес погонного метра ригеля;
Постоянная распределенная нагрузка на ригель;
gпост = g + gриг = 20.98 + 6.0 = 26.98 кНм.
Временная распределенная нагрузка на ригель:
где nл – временная расчетная нагрузка на перекрытие (берется из табл.2.1.);
= 10.8 6.1 0.95 = 62.58 кНм.
Понижающий коэффициент для временной нагрузки определяем по формуле:
где А – грузовая площадь ригеля определяемая по формуле:
А = 5.25 6.1 = 32.02 м2
Полная распределенная нагрузка на ригель:
q = gпост + A1 = 26.98 + 62.58 0.718 = 71.91 кНм.
3 Определение конструктивной и расчётной длин ригеля
Конструктивная длина ригеля определяется из условия ее опирания на колонны (рис.6) Для удобства монтажа между колонной и ригелем с обеих сторон оставляется зазор по 20мм.
Учитывая размеры колонны и величину номинальной длины ригеля определим конструктивную длину плиты по формуле:
где - номинальная длина ригеля принятая в разделе 1; = 5250 мм;
По центру площадок опирания ригеля на колонны действуют опорные реакции. Расстояние между этими реакциями – это расчетная длина ригеля. Длина площадки опирания ригеля на колонну равна 130мм. Следовательно опорные реакции будут находиться в 65мм (1302) от краев ригеля с обеих сторон. Расчетная длина будет определяться по формуле:
Рис. 6 Определение длин ригеля
Расчетные усилия в ригеле определяются как для однопролетной шарнирно опертой балки по формулам:
где q – полная распределенная нагрузка на ригель; q = 71.91 кНм;
Бетон – тяжелый класса по прочности на сжатие В30.
6 Расчёт ригеля по нормальному сечению (подбор продольной рабочей арматуры)
Схема армирования ригеля указана на рис.4.3.
Коэффициент определяется по формуле:
где М – расчетный момент; М = 196.87 кНм;
Rb - расчетное сопротивление бетона; Rb = 14.5 МПа;
b - ширина ригеля поверху; b=20 см;
=55см - расстояние от оси арматуры до верхней грани ригеля (рабочая высота сечения);
По приложению 1 находим значения и соответствующие найденному значению = 0.249 - =0.875; =0.219. По приложению 2 для арматуры класса А400 =0.531. Проверяем выполнения условия . Данное условие выполняется (0.2190.531).
Находим требуемое сечение арматуры по формуле:
где - расчетное сопротивление стали; RS=355 МПа;
По сортаменту подбираем ближайшее большее значение к требуемой площади для четырех стержней. Принимаем арматуру 420 А400 с фактической площадью сечения = 12.57 см2.
в пролёте на опорных участках
Рис. 7 Сечение ригеля
7 Расчёт ригеля по наклонному сечению (подбор поперечной арматуры)
Диаметр поперечной арматуры принимаем 6 мм из условия сварки с продольной рабочей арматурой 20 мм.
8 Построение эпюры материалов
Для построения эпюры материалов необходимо в первую очередь построить эпюру моментов возникающих в ригеле и нанести на нее максимальное и промежуточные значения моментов. Промежуточные значения величин моментов определяем по формулам:
где Q –поперечная сила; Q = 168.27 кН;
- расчетная длина ригеля; = 4.68 м;
q- полная распределенная нагрузка на ригель; q = 71.91 кНм;
Определим фактическое усилие которое сечение ригеля может выдержать. Для этого найдем значение по формуле:
где – фактическая площадь рабочей арматуры; для 420 А400 = 12.57 см2
- расчетное сопротивление арматуры растяжению; = 355 МПа;
=55см - расстояние от оси арматуры до верхней грани ригеля (рабочая высота сечения); =0.9;
По приложению 1 находим значение соответствующее найденному значению =0.310. Для =0.310 значения этой величины будет равно =0.845.
Максимальный момент воспринимаемый сечением определяется по формуле:
Т.к. изгибающий момент в ригеле не постоянен (уменьшается к краям) то ближе к краю ригеля сечение будет недогружено (будет перерасход арматуры). Следовательно часть рабочей арматуры можно до конца не доводить. Т.к.арматура принята одинаковой то не доводим до конца верхние стержни рабочей арматуры. В данном сечении фактическая площадь для 220 А400 будет равна =628 см2. Расстояние от оси арматуры до верха ригеля (рабочая высота) будет равна
Для этого сечения найдем значение по формуле:
По приложению 1 находим значение соответствующее найденному значению =0.074. Для =0.074 значения этой величины будет равно =0.96.
Максимальный момент воспринимаемый данным сечением (с двумя стержнями арматуры) определяется по формуле:
Значение максимальных моментов М4 и М2 наносим на эпюру материалов. В точках пересечения линии М2 и эпюры моментов М верхние стержни будут обрываться. Но для работы верхних стержней необходима их дополнительная заделка с каждой стороны на величину W равную 20 диаметров арматуры:
Рис. 8 Эпюра материалов
9 Конструирование каркаса К-1 ригеля
Каркас К-1 (см. рис 9) конструируем исходя из принятых сечений стержней арматуры а так же из принятых величин шага поперечной арматуры в разных частях пролета.
Длина верхнего продольного стержня 12 А400 в каркасе К-1 будет равна:
Длина нижнего продольного стержня 28 А400 в каркасе К-1 составит:
Длина продольного обрываемого стержня 20 А400 в каркасе К-1 определяется графически из эпюры материалов и состовляет 3702 мм.
Рис. 9 Конструирование каркаса К-1 ригеля