Многоэтажное каркасное здание с монолитным ребристым перекрытием

ZBK Sveta.dwg

РКм - 1 Перекриття на позначці +3600
План перекриття на відмітці 0.000
Схема армування монолітної плити Пм1
Фрагмент плану розміщення арматури
ПДТУ ім. Ю.Кондратюка
Перекриття на позначці
000. Плита ПМ-1.Балка Бм-1
Багатоповерхова каркасна будівля у м.Полтава
Монолітне ребристе nзалізобетонне перекриття
Адміністративно - побутовий корпус
ПНТУ ім. Ю.КондратюкаnКафедра ЗБіКК і ОМ
Перекриття на позначціn3.600. Плита ПМ-1.Балка Бм-1
Специфікація перекриття ПМ-1
Відомість витрати сталі на елемент кг
Розрахункові навантаження:
постійне: 1192 кНм тимчасове: 3348 кНм
Розрахункова схема Бм-1
Розрахункова схема Пм-1

Копия Sveta.doc

Розрахунок і конструювання монолітного ребристого залізобетонного
перекриття з балочними плитами
Компоновка конструктивних схем і вибір оптимального варіанта перекриття
Розрахунок і конструювання плити
Визначення навантажень що діють на плиту
Розрахункова схема плити
Статичний розрахунок плити
Уточнення конструктивних параметрів поперечного перерізу плити
Визначення площ робочої арматури в розрахункових перерізах плити
Конструювання плити із урахуванням вимог СНиП 2.03.01-84
Визначення кількості стержнів армування
Розрахунок і конструювання другорядної балки
Розрахункова схема балки
Статичний розрахунок балки
Уточнення розмірів перерізу балки
Розрахунок міцності балки в нормальних перерізах
Розрахунок міцності балки в похилих перерізах
Розрахунок на дію поперечної сили
Розрахунок на дію згинального моменту
Побудова обгинаючої епюри моментів
Побудова епюри матеріалів
Конструювання перерізу 1-1
Конструювання перерізу 2-2
Конструювання перерізу 3-3
Розрахункові перерізи для епюри матеріалів
Згинальні моменти другорядної балки
Список використаної літератури
Монолітне ребристе перекриття являє собою єдину конструкцію що
складається з плит другорядних і головних балок. У перекритті з балочними
плитами використовується така схема розподілу на окремі елементи: плита
обпирається на другорядні балки другорядні балки – на головні головні
балки – на колони й стіни.
Вважається що за такою схемою здійснюється передача навантаження з
перекриття на фундамент.
Проектування монолітного ребристого залізобетонного перекриття з
балочними плитами включає: компоновку конструктивної схеми; розрахунок і
конструювання балочної плити другорядної і головної балок.
Компоновка конструктивних схем і вибір оптимального варіанта
Компонуючи конструктивну схему перекриття вибираємо сітку колон
напрямок головних і крок другорядних балок. По конструктивним міркуванням
головні балки розміщуємо вздовж будівлі.
Вихідні дані для розрахунку перекриття над підвалом:
будинок цивільного призначення; розміри будинку в плані в осях – 516х244;
кількість поверхів – 3; висота поверхів – 3 м; тип підлоги – бетонна
мозаїчна; клас бетону конструкцій перекриття – В15; арматурна сталь класу
Вр- – для плит і А- для балок; стіни будинку – у дві цеглини з
ефективним утеплювачем.
Тимчасове корисне нормативне навантаження на перекриття vser=2500 Нм2.
Для заданних матеріалів знаходимо розрахункові характеристики:
для бетону класу В15 – Rb=85 МПа γb2=09; для арматури класу А-I –
Rs=365 МПа для Вр-1 - Rs=360МПа
Знаходимо максимальну і мінімальну кількість прольтів головних балок
Приймаємо nmb=8. Тоді довжина прольоту балки [pic].
Знаходимо максимальну і мінімальну кількість прольтів в прольоті головної
Приймаємо ns=3 а вздовж будинку [pic]=24 прольотів плит.
Знаходимо довжину середніх і крайніх прольотів плит
Знаходимо довжину середніх і крайніх прольотів головної балки
Знаходимо максимальну і мінімальну кількість прольтів другорядних балок
Знаходимо довжину середніх і крайніх прольотів другорядних балок
Розрахунок виконуємо в два етапи: спочатку статичний а потім –
конструктивний. Для розрахунку навантажень конструкцію підлоги вибираємо
згідно з вимогами СНиП 2.03.13-88. Підрахунок навантажень групуємо в
табличній формі. Нормативні навантаження на 1м2 складаються з постійного
навантаження [pic] а також з корисного (тимчасового) [pic]. Значення
нормативних навантажень являє собою розподілену на 1м2 перекриття власну
вагу цього перекриття й вагу кожного із шарів підлоги окремо. При
визначенні розрахункових навантажень [pic] і [pic] їх нормативні значення
перемножають на коефіцієнт надійності за навантаженням [pic] і коефіцієнт
надійності за призначенням будівлі [pic]. Таким чином отримаємо:
Таблица 1. Підрахунок навантажень що діють на 1м2 перекриття
№ Навантаження ХарактеристиКоефіцієнт надійності Розрахунков
п[pic] [pic] чне е Розрахунков
п навантаження експлуат е
навантаженннавантаженн
навантаженнпризна-ченн
Мозаїчне поле 600 11 095 570 627
Цементної 440 13 095 418 5434
Звукоізоляційно640 13 095 608 7904
Плити 1500 11 095 1425 15675
Разом постійне — — [pic]3021 [pic]3528
Тимчасове 2500 12 095 [pic]1995 [pic]2394
Загальне — — [pic]5016 [pic]11922
Розрахункова схема плити.
За розрахункову схему плити вважаємо нерозрізну балку що являє собою
смугу шириною 1м вирізану з перекриття уздовж головних балок (між осями Б
і А). Опори балки розміщуватимуться в місцях обпирання на другорядні балки.
За розрахункову схему вважаємо п'яти пролітну балку.
Щоб знайти розрахункові прольоти слід спочатку задатися розмірами
поперечного перерізу другорядної балки:
Розрахунковий проліт [pic] середніх плит береться таким що дорівнює
відстані в просвіті між другорядними балками:
Розрахунковий проліт крайньої плити при обпиранні її із одного боку на
несучу стіну дорівнює:
Розрахунковими перерізами плити вважаються такі:
-1 — у першому прольоті на відстані [p
-2 — на опорі В зліва і справа від неї;
-3 посередині другого прольоту;
Знаходимо зусилля в найбільш небезпечних перерізах 1-1 2-2 3-3 4-4:
Уточнення конструктивних параметрів поперечного перерізу
Як видно із схеми плити її розрахунковим перерізом за всією довжиною
буде прямокутник ширина якого [pic].
Товщину плити визначену раніше як зведену [pic] у процесі порівняння
варіантів перекриття уточнюють так. За максимальним моментом обчислюють її
необхідну робочу висоту:
[pic] розрахунковий опір бетону Мпа для граничного стану першої
групи. Приймаємо за ([1] стр.18 табл.13). Для заданого по завданню
класу бетона В15 приймаємо [pic].
[pic] коефіцієнт умов роботи який приймаємо згідно ([1] стр.19
табл.15) рівним [pic]
[pic] ширина перерізу. [pic].
[pic]розрахункова відносна висота стиснутої зони. Визначаємо за
[pic]коефіцієнт армування який з досвіту проектування приймаємо
[pic] розрахунковий опір арматури для граничних станів першої групи
який приймаємо згідно ([1] стр.19 табл.15). [pic].
Врахувавши що максимальний момент діє в перерізі 1-1 і дорівнює
[pic] отримаємо робочу висоту плити:
[pic] діаметр робочої арматури який приймаємо [pic].
[pic] товщина захисного шару яка приймається не меншою за діаметр
робочої арматури і не менша згідно ([1] стр.58 п.5.5) 10 мм. Приймаємо
Отже приймаємо товщину плити [pic].
Визначення площ робочої арматури в розрахункових
Робочу арматуру підбираємо для прольотних 1-1 3-3 і опорних 2-2 4-4
перерізів де згинальні моменти максимальні. Потрібну площу її поперечного
перерізу визначають у такій послідовності. Спочатку для вибраного перерізу
обчислюємо коефіцієнт [pic]:
потім визначають за підрахованим значенням [pic] коефіцієнт [pic] за
за отриманим значенням [pic] знаходимо площу робочої арматури:
Конструювання плити із урахуванням вимог СниП 2.03.01-85
За знайденою в 1.2.5. площею арматури [pic] виконуємо конструювання
плити згідно з ( [2] п.5.33. 5.38. 5.39. 5.64. 5.65. стр.157-158 ).
Анкерування плити приймаємо роздільне ( так як [pic]) окремими стержнями.
Мінімальний крок арматури (відстань між центрами сусідніх стержнів)
приймаємо згідно ( [2] п.5.39 стр. 158.) :[pic]. Округлюючи до значення
Максимальний крок арматури так як [pic] приймаємо [pic]. Визначаємо
кількість стержнів в кожному з чотирьох перерізів плити згідно ( [2]стр.
Таблиця 1.2. Армування плити окремими стержнями
№ Проліт або As із Армування
розрахункові нку мм2
Робоча арматура Розподільна
діаметркрокфактична діаметр крок
клас мм площа клас мм
Крайній проліт;187 10 Вр-1100 192 3Вр- 350
Перша проміжна 187 10 Вр-1100 192 3Вр- 350
Середні 162 10 Вр-1200 170 3Вр- 350
Армування - 10 А-1 200 393 3Вр- 350
Арматура над - 10А- 350 3Вр- 350
Конструювання плити починаємо з визначення необхідного числа
стержнів за сортаментом арматури (напр. дод.4 [3]) потрібна площа
яких розрахована в п.1.2.4. Робочу арматуру призначаємо відповідно
до завдання — класу Вр-1 діаметр стержнів приймаємо відповідно до
розрахунку в п.1.2.4 — 10 мм. Клас розподільчої (монтажної) арматури
відповідно до завдання — класу Вр- діаметр та крок приймаємо за
рекомендаціями табл. 6.24 [4] — d=3мм крок – 350мм.
Відповідно до п.5.65 [3] для сприйняття розтягуючи зусиль у
місцях сполучення плити з головною балкою передбачуємо укладання (у
верхній зоні плити) перпендикулярно до головної балки додаткової
арматури з розрахунку не менш ніж 5 стержнів діаметром 10 мм на
м і площею перерізу не менш третини найбільшого перерізу
прольотної робочої арматури. ї заводимо у кожний бік плити від
грані балки на довжину розрахункового прольоту плити.
Результати підбору арматури зводимо в табл. 1.3.
Анкерування поздовжніх робочих стержнів здійснюємо в другорядних
балках на відстані [pic] від їх граней (за рис.6.91 [4]). На кінцях
стержнів з метою забезпечення їх надійного анкерування виконуємо
гаки відповідно до п.5.11 [3]. У результаті довжина робочих
стержнів збільшується на 125d (за черт.92 [3]).
Таблиця 1.3. Специфікація арматури плити ПМ
Поз.Найменування КількістьМаса Найменування КількістьМаса
10А- [12] 122 604 10А- [12] 309 305
Армування плит прилеглих до стіни вздовж осі 1 здійснюємо
такимиж стержнями що застосовується в плитах повністю опертих на
балки оскільки відповідно до розрахунків (табл.1.2) діаметр стержнів
арматури такий самий – 10 мм. У плиті між осями Б і Д
установлюємо додаткові стержні (поз.6) з кроком 350 мм оскільки в
цьому разі крок поздовжніх стержнів у першому і наступних
Статичний розрахунок другорядних балок монолітного ребристого
перекриття з балочними плитами виконують за методом граничної рівноваги.
Розрахунок міцності балки виконують за перерізами нормальних а також
похилих до поздовжньої осі. Балки конструюють відповідно до вимог СниП
У розрахунках другорядна балка розглядається як нерозрізна
багатопролітна опорами якої є головні балки. Ми маємо три таких проліта.
За всією довжиною балка завантажена рівномірно розподіленим погонним
навантаженням [pic] інтенсивність якого дорівнює навантаженню
прикладеному до [pic] помноженому на відстань між осями другорядних балок
і навантаженню від власної ваги [pic]погонної довжини другорядної балки
яке можна визначити помноживши площу поперечного перерізу на об’ємну масу
[pic]крок другорядних балок. [pic]
[pic]відповідно висота і ширина другорядної балки
[pic]об’ємна маса залізобетону. [pic]
[pic]коефіцієнт надійності відповідно за призначенням будівлі і за
За розрахункові прольоти середніх балок беруть відстань у просвіті між
Для крайньої балки розрахунковий проліт:
Висоту і ширину головної балки визначаємо попередньо зі співвідношень:
У статичних розрахунках другорядних балок з рівними прольотами або
такими які відрізняються не більше як на 20% розрахункові згинальні
моменти визначають використовуючи метод граничної рівноваги:
На крайній вільній опорі [pic]:
На першій проміжній опорі [pic] зліва:
На першій проміжній опорі [pic]справа і на решті опор:
Оскільки другорядна балка і плита з’єднані монолітно то і працюють
вони разом. Це означає що за розрахунковий переріз другорядної балки в
прольотах (переріз 1-1 3-3) слід вважати тавр оскільки в цих місцях плита
опиняється в стиснутій зоні. На опорах (переріз 2-2) розрахунковим
перерізом другорядної балки буде прямокутник оскільки тут плита опиняється
в розтягнутій зоні й у роботі перерізу участі не бере.
Призначаючи розміри полки таврового поперечного перерізу слід враховувати
те що ширина звисання [pic] в кожний бік від ребра має бути не більше ніж
[pic] і так як [pic] не більше ніж [pic]. Тобто:
Згідно з цих умов за основну приймаємо умову: [pic]. .
Тоді отримаємо що [pic]
Визначаємо робочу висоту балки [pic] на дію згинального моменту
[pic]біля грані другої від краю опори ( переріз 2-2 ). Оскільки на цій
опорі діє негативний момент і плита перебуває в розтягнутій зоні то
розрахунок ведемо як для прямокутного перерізу шириною [pic]:
[pic] розрахунковий опір бетону МПа для граничного стану першої
класу бетона В20 приймаємо [pic].
[pic] ширина другорядної балки. [pic].
Врахувавши що момент який діє в перерізі 2-2 дорівнює [pic]
отримаємо робочу висоту другорядної балки:
Висота перерізу балки:
[pic] діаметр робочої арматури
робочої арматури і не менша згідно ([1] стр.58 п.5.5) 20 мм.
Товщину захисного шару з дотриманням вимог СниП приймаємо [pic].
Тоді висота перерізу балки становить:
Приймаємо висоту перерізу балки [pic].
Уточнюємо робочу висоту перерізу балки:
Визначити міцність балки в нормальних перерізах для наявних данних –
значить підібрати таку кількість поздовжньої арматури в розрахункових
перерізах яка забезпечує міцність балки в них на дію відповідних
згинальних моментів.
Перерізи 1-1 і 3-3 балки мають форму тавра. Тому площу робочої
арматури балки в цих перерізах слід визначити залежно від положення границі
Обчислюємо момент що сприймається цим перерізом у припущені що
границя стиснутої зони проходить по нижній грані полки а саме при [pic].
Так як [pic] то переріз балки розглядаємо як прямокутний з розмірами
Приймаємо поздовжню робочу арматуру у вигляді 4 стержні діаметром
[pic]. Фактична площа вибраних стержнів:
Приймаємо поздовжню робочу арматуру у вигляді 4 стержнів діаметром
У перерізі 2-2 вплив полки не враховується оскільки вона міститься в
розтягнутій зоні. Тому поперечний переріз тут розраховуємо як прямокутний
Приймаємо поздовжню робочу арматуру у вигляді 2 стержнів діаметром
[pic] і 2 діаметром [pic]. Фактична площа вибраних стержнів:
У перерізі 4-4 вплив полки не враховується оскільки вона міститься в
Розрахунок міцності балки в похилих перерізах виконують згідно з
вимогами нормативних документів окремо на дію поперечної сили і згинального
Спочатку перевіряємо міцність балки в похилому перерізі на дію
головних стискальних напружень в похилій смузі між похилими тріщинами
[pic]поперечна сила в нормальному перерізі який розташовується на
відстані від опори не менше ніж [pic]. [pic].
[pic]поперечне зусилля яке сприймається бетоном в найбільш
небезпечному перерізі балки при наявності конструктивно установленої
поперечної арматури.
[pic]коефіцієнт що враховує вплив хомутів установлених
[pic]модуль пружності арматури. [pic]
[pic]початковий модуль пружності бетону. Для важкого бетону класу
[pic]площа перерізу у хомутів в одній площині перерізу балки.
Приймаємо діаметр хомутів [pic] так як [pic].
[pic]ширина другорядної балки. [pic].
[pic]крок хомутів вибираємо згідно ([1] стр.62. п.5.27.). Так як
[pic] то повинні задовольнятися умови:
Отже приймаємо крок [pic].
[pic]коефіцієнт що визначається за формулою:
[pic]коефіцієнт який залежить від виду бетону. Для важкого бетону
Перевіряємо чи виконується умова:
Отже умова виконується. Міцність балки по похилій смузі між похилими
тріщинами забезпечена.
[pic]коефіцієнт який вибираємо для важкого бетону згідно ([1]
стр.40. п.3.32.) [pic]
[pic]розрахунковий опір бетону на розтяг для першої групи граничних
станів. Для важкого бетону класу [pic] [pic].
Отже умова виконується. Вибраний крок хомутів залишаємо незмінним.
Перевіряємо міцність балки за похилими перерізами на дію головних
розтягуючих напружень у припущені відсутності хомутів за умовою:
[pic]максимальна поперечна сила обчислена на опорах [pic]. [pic].
[pic]поперечне зусилля яке сприймається бетоном у найбільш
небезпечному перерізі балки в припущені відсутності хомутів.
[pic]коефіцієнт який приймаємо для важкого бетону згідно ([1]
стр.39. п.3.31.) [pic]
[pic]коефіцієнт що враховує вплив стиснутих полок таврових
двотаврових елементів:
[pic] але для прямокутних елементів [pic].
Отже умова не виконується тріщини утворюються. Потрібне врахування
хомутів. Перевіряємо міцність балки за похилими перерізами з урахуванням
хомутів припустивши спочатку що відігнуті стержні в роботі балки не
[pic]поперечна сила від зовнішнього навантаження в найбільш
віддаленому від опори кінці похилого перерізу:
[pic]поперечна сила в опорному перерізі. [pic]
[pic]зовнішнє навантаження на другорядну балку. [pic].
[pic]довжина проекції похилого перерізу на поздовжню вісь елемента.
Для знаходження [pic] потрібно знати [pic]:
[pic]розрахунковий опір поперечної арматури для першої групи граничних
[pic]коефіцієнт який враховує вид бетону і визначається згідно ([1]
стр.39. п.3.31.). Для важкого бетону [pic]. Тоді:
[pic]поперечне зусилля що сприймається бетоном:
[pic]поперечне зусилля що сприймається хомутами:
Так як [pic] то повинні задовольнятися умови:
Так як остання умова не виконується то приймаємо [pic].
Оскільки умова виконується то міцність балки за похилими перерізами
армованими хомутами [pic] забезпечена. Відігнуту арматуру не потрібно
Побудова згинаючої епюри моментів
Обгинаючу епюру моментів будуємо наступним чином. Для цього знаходимо
спочатку відношення тимчасового навантаження до постійного:
За обчисленим відношенням [pic] знаходимо значення коефіцієнтів [pic]
і [pic]. Моменти обчислюємо в табличній формі. Точку перетину верхньої
правої частини обгинаючої епюри в прольоті [pic] з горизонтальною віссю
знайдемо за виразом:
Таблиця II. Обчислення значень ординат обгинаючої епюри моментів у
перерізах другорядної балки
Проліт Розрахун-Відстань Значення коефіцієнта[pic] Згинальні
ковий від лівої [pic] моменти [pic]
[pic] [pic] [pic] [pic]
АБ 1 0837 0065 — 58638 3811 —
1674 0090 — 58638 5277 —
2511 0075 — 58638 4398
0075 — 58638 1173 —
3348 0020 — 58638 1173 —
00 — 00715 58638 — 4193
БВ 5 00 — -00715 99992 — 4193
5465 — -00625 99992 — -6249
Під епюрою матеріалів розуміють графік згинальних моментів які
сприймаються нормальними перерізами сконструйованої другорядної балки.
Епюра матеріалів будується накладанням її на обгинаючу епюру згинальних
моментів (в однаковому масштабі). Це дозволяє наочно оцінити наскільки
відрізняється момент що сприймається перерізом балки від згинального
моменту який діє в цьому самому перерізі від зовнішнього навантаження. Для
того щоб цю різницю звести до мінімуму і таким чином економно заармувати
балку необхідно зайву арматуру обірвати в прольоті або перевести у верхню
зону. Для цього спочатку потрібно законструювати розрахункові перерізи.
Епюру матеріалів будуємо в прольотах [pic] і [pic]. Ординати епюри
матеріалів в [pic] перерізі балки знаходимо за формулою:
Побудову епюри починаємо від опори [pic].
У цьому перерізі момент сприймається 4 стержнями ( [pic] при [pic] і
[pic]. Щоб знайти [pic] спочатку обчислюємо [pic]:
У цьому самому перерізі момент сприймається 2 стержнями ( [pic] при
У цьому перерізі момент сприймається 2 стержнями ( [pic] при [pic] і
У цьому самому перерізі момент сприймається 4 стержнями ( [pic] і 2
стержнями ( [pic] при [pic]. Щоб знайти [pic] спочатку обчислюємо [pic]:
У цьому самому перерізі момент сприймається 4 стержнями ( [pic] і 1
стержнем ( [pic] при [pic]. Щоб знайти [pic] спочатку обчислюємо [pic]:
У цьому самому перерізі момент сприймається 4 стержнями ( [pic] при
У цьому самому перерізі момент сприймається 2 стержнями ( [pic] та 2
СНиП 20.03.01-84. Бетонные и железобетонные конструкции. - М.
СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. – М. 1986
Залізобетонні конструкції: П.Ф.Вахненко А.М.Павліков О.В.Горик
В.П.Вахненко. За ред. П.Ф.Вахненко.-К.:Вища школа 1999
Проектирование железобетонных конструкций.Справочное пособие.
Под ред. А.В.Голышева.-К.1990
Железобетонные конструкции. Курсовое и дипломное
проектирование.под ред. А.Я.Барашикова. –К.Высшая школа1987
Конструювання залізобетонних елементів. Навч.
ПосібникП.П.Воскобійник М.М.Губій О.А.Довженко та інші За ред.
М.М.Губія. – Полтава:Полтавський державний технічний університет
імені Юрія Кондратюка 2002

tytul.doc

Міністерство освіти і науки України
Полтавський національний технічний університет
імені Юрія Кондратюка
Кафедра залізобетонних і кам’яних конструкцій
Розрахунково-пояснювальна записка до курсового проекту “Багатоповерхова
№ залікової книжки 06188
студентка групи 401-БПН