Проект балочного перекрытия из монолитного и сборного железобетона

ZhBK Fedorovich.doc

1. Компоновка конструктивной схемы балочного перекрытия:
Согласно заданию в курсовом проекте необходимо разработать два варианта
балочного перекрытия: в монолитном железобетоне и с использованием сборного
Наименование параметра Значение параметра
Ширина здания м. 156
Количество этажей 6
Временная нагрузка pn (кНм2) 85
Материал пола асфальт
Напрягаемая арматура в плите перекрытия Ат- V
В здании предусмотрен деформационный шов расположенный посредине длины
здания чтобы он делил его на два однотипных блока (для обеспечения
унификации конструкций технологичности возведения здания).
1. Компоновка конструктивной схемы монолитного балочного перекрытия.
Расстояние между колоннами:
-в поперечном направлении (пролеты главных балок) Lгб=78 м.
-в продольномнаправлении( пролетывторостепенных балок) Lвб=65 м.
-расстояниемеждувторостепенными балками(шаг) S=26м.
-толщинаплиты[pic]=8см(т.к. временная нагрузка pn=85(кНм2)).
-толщина пола из асфальта п=5см.
Предварительные размеры сечений балок перекрытия:
hвб=(112 120)Lвб;hвб=113* Lвб=113 *6.5= 05м.
bвб=(03 05)hвб;bвб=0.4*0.5=02м.
hгб=(18 115)Lгб;hгб=112*Lгб=113*7.2= 06м.
bгб=(03 05) hгб;bгб=0.5*0.6=03м.
2. Компоновка конструктивной схемы сборного балочного перекрытия.
При временной нагрузке pn>5 кНм2 (pn=85(кНм2)) используют ребристые
плитыперекрытия высоту сечения которых при наличии напряженной арматуры
следует принимать в пределах [p где L-размер пролета плиты(L=65м);
Форма поперечного сечения ригеля принимаем прямоугольной. Размеры сечения:
- высота ригеля [pic]
- ширина ригеля [pic]
Размер сечения колонны предварительно принимаем при компоновке перекрытия
Окончательные размеры сечений должны быть приняты только по результатам
расчетов т.е. предварительные размеры не всегда есть окончательными.
Проектирование конструктивных элементов монолитного балочного
1.Расчет и конструирование монолитной плиты балочного типа.
Монолитная плита перекрытия поделена системой балок при соотношении сторон
LвбS≥2(6.52.6=2.5) плиту рассчитываем в направлении короткого пролета
S(плита балочного типа). В направлении длинного пролета Lвб расчет
армирования не выполняют а выполняют конструктивное армирование.
Монолитную плиту ребристого железобетонного перекрытия рассматриваем как
полоску шириной b=1м которая условно вырезана из плиты в направлении ее
короткого пролета S(т.е. в направлении который перпендикулярный
второстепенным балкам). Расчетная схема-неразрезная балка промежуточными
опорами которой являются второстепенные балки перекрытия.
Расчет плиты монолитного перекрытия:
Расчетные пролеты многопролетной неразрезной плиты:
где s-пролет плиты по плану перекрытия;
c-глубина опирания плиты на стенку здания принимаем с=120мм;
a-привязка принимаем а=200мм.
Расчет нагрузок на 1 пог.м. плиты:
Расчет нагрузок на 1м2 плиты монолитного перекрытия
Наименование нагрузки Нормативное Коэф. Расчетное
значение надежности значение
кНм2 по нагрузке кН.м2
Постоянная нагрузка:
а) бетонный пол – 16( 005 08 1.1 096
б) стяжка цементная – 20( 002 04 1.2 048
в) шлаковая подготовка –14( 042 1.3 0546
г) монолитная плита – 008( 25
Временная( полезная) нагрузка: 85 1.2 102
Всего ПОЛНАЯ нагрузка - - q1 = 14386
Расчетная нагрузка на 1 пог.м. плиты: q=q1*B кНпог.м. где В=1м;
q=14386*1=14386кНпог.м.
Изгибающие моменты в пролетах на опорах:
где :q-равномерно распределенная полная нагрузка для плиты
Принимаем класс бетона и класс арматуры:
Принимаем бетон класса В20 при этом учитывая коэффициент условий работы
Rb=0.9*11.5=10.35мПа;
Rbt=0.9*0.9=0.81мПа.
Принимаем стержневую арматуру класса А-I(Rs=225мПа) при армировании
сварными сетками принимаем арматуру класса Вр-I (Rs=360мПа).
Расчет продольной арматуры в плите монолитного перекрытия:
Задаемся рабочей высотой сечения: ho=hf’- ho=0.08-0.015=0.065м;
где as=(10÷15)мм принимаем as=15см.
Определяем коэффициент [pic]:
где b=1м-ширина расчетной полосы плиты.
По найденному значению [pic] определим и .
Определяем требуемую площадь арматуры:
По сортаменту подбираю стержневую арматуру и сетку(при армировании
Проверяю процент армрования плиты:
Оптимальное значение коэффициента армирования для плит составляет
Требуемая площадь арматуры:
- на 1-ой промежуточной опоре:
Подбираю стержневую арматуру и сетку:
-в 1-ом пролете принимаем арматуру класса А-I 6(12мм (As=679 см2);
-сетку классаВр-I5Вр-I-50_с As=392 см2.
- на 1-ой промежуточной опоре принимаем А-I 3(12 и 3(10 мм (As=575 см2);
- сетку классаВр-I 5Вр-I-50_ с As=392 см2.
- во 2-ом пролете принимаем арматуру класса А-I 6(10мм (As=471см2);
- сетку классаВр-I 4Вр-I-50_ с As=252 см2.
Проверяем процент армирования:
- на 1-ой промежуточной опоре:[p
-во 2-ом пролете принимаем:[p
2. Расчет и конструирование второстепенной балки.
Статическая расчетная схема и пролеты второстепенной балки:
Второстепенная балка при расчетах рассматривается как неразрезная
многопролетная опорами которой являются главные балки.
Для крайней балки расчетный пролет принимаем: [p
Расчетный пролет для средних балок: [p
опирания балки настенку с=210мм;а-привязка оси к стене а=200мм.
Расчет нагрузок на второстепенную балку:
Расчетная полная нагрузка на второстепенную балку:
q=q1*S+γf*b*(h-hf’)*ρж.б.;q=14386*2.6+1.1*0.2*(0.5-0.08)*25=39.71кНм;
где: q1-расчетная полная нагрузка на 1м2 плиты q1=14386кНм2;
S-шаг второстепенных балокS=2.6м;
γf-коэффициент надежности по нагрузке γf=1.1;
bh-высота и ширина второстепенной балки;
hf’-толщина монолитной плиты;
ρж.б.-обьемный вес железобетона ρж.б=25кНм3;
Расчет усилий во второстепенной балке:
Максимальные расчетные усилия:
При армировании второстепенной балки принимаем арматуру:
-продольную арматуру:класса А-III(Rs=365мПа);
-поперечную арматуру:класса А-I(Rsw=175мПа).
Бетон-класса В20 при этом учитывая коэффициент условий работы
Расчет рабочей продольной арматуры второстепенной балки:
Определяем значение ширины полки таврового сечения второстепенной балки:
Принимаем b’f=1.16м;
Определим высоту сжатой зоны бетона и проверим положение границы сжатой
зоны в сечении т.е. сравним x c толщиной полки в сечении hf’.
Проверяем условие ≤R;
Расчитываем требуемую площадь рабочей арматуры As:
По сортаменту подбираю необходимое количество арматуры так чтобы
выполнялось условие:
Проверяю процент армирования:
Задаюсь размерами рабочей высоты сечения: h0= h – a = 05 - 005 = 045м;
- сечение в 1ом пролете:
Принимаем 2 стержня (18 и 2 стержня (14 мм A-III с Аs=817 см2;
Проверяю процент армирования: [pic]
Принимаем 2 стержня (18 и 2 стержня (14 мм A-III с Аs=817см2;
Принимаем 2 стержня (16 мм и 2 стержня (12 мм A-IIIс Аs=628 см2;
- на 2-ой промежуточной опоре:
Принимаем 2 стержня (18 мм и 2 стержня (10 мм A-III с Аs=666 см2;
Расчет поперечной арматуры второстепенной балки:
Поперечную арматуру принимаем класса А-I(Rsw=175мПа).
Назначаем шаг поперечной арматуры на расстоянии 025l0 от опоры в
соответствии с конструктивными требованиями:[p при h>450мм(h=500мм)
Назначаем шаг поперечной арматуры на расстоянии 05l0:[p принимаем
Проверяю второстепенную балку с поперечной арматурой на действие поперечной
силы для обеспечения прочности по наклонной трещине:
Определяю величину поперечной силы воспринимаемую бетоном:
[pic]-коэффициент учитывающий влияние сжатых полок таврового сечения
[pic]-коэффициент учитывающий влияние продольных сил[pic]
Определяю поперечную силу воспринимаемую поперечной арматурой:
[pic]=qsw*c0где qsw-усилие в хомутах на единицу длины
Где Asw-площадь сечения хомутов в одной плоскости(принимаем 2 стержня (8мм
Определяем величину наклонной трещины:
[p h0≤c0[p где с-длина проекции наиболее опасного наклонного
сечения на продольную ось элемента;
[pic]-коэффициент учитывающий
влияние хомутов нормальных к продольной оси элемента.[pic]=1+5w≤1.3 где
Коэффициент [pic]определяется по формуле [pic]=1- Rb где -коэффициент
принимаемый для тяжелого бетона равным 001.
Проверим расчетные сечения в местах действия масимальных поперечных усилий
в каждом пролетет.е. на опорах а именно:Qa=9086 кН;Qbлев=14772 кН;
Проведем расчет в каждом из сечений:
bf’≤ 3hf’+b=0.2+3*0.08=0.44;
=EsEb=21000027000=7.778;где Es=210000мПа-модуль упругости стали А-I
Eb=27000мПа-модуль упругости бетона В20.
w=Aswbs=101*10-4(02*015)=0003367;
c=[pic](1+[pic]bt*b*h020.5Q=2*1.16*0.81*103*0.2*0.452(0.5*9086)=1.67
Qa=9086кН);c=[pic](1+[pic]bt*b*h020.5Q=2*1.16*0.81*103*0.2*0.452(0.5*147
(дляQ= Qbлев=14772 кН);
c=[pic](1+[pic]bt*b*h020.5Q=2*1.16*0.81*103*0.2*0.452(0.5*1231)=124
(дляQ= Qbпр=Qc=1231кН);
qsw=Rsw*AswS=175*103*101*10-40.15=11783кНм≥[pic](1+[pic]bt*b2=
=06*116*081*103 *022=56376кНм;
h0≤c0≤[pпринимаем с0=0804м;
[pic]=2*1.16*0.81*103*0.2*0.452167=455кН
выполняется принимаем Qb=50738кН (для Q= Qa=9086кН);
[pic]=2*1.16*0.81*103*0.2*0.452103=7389кН
[pic]=2*1.16*0.81*103*0.2*0.452124=6138кН
Проверяем выполнение условия [p
Qa=9086кН≤50738кН+947кН=145438кН;
Qbлев=14772кН≤7389кН+947кН=16859кН;
Qbпр=Qc=1231кН≤6138кН+947кН=15608кН;
Построение огибающих эпюр моментов и поперечных сил во второстепенной балке
монолитного перекрытия:
расчетная постоянная нагрузка на второстепенную балку перекрытия:
расчетная временная (полезная) нагрузка на второстепенную балку перекрытия:
расчетная полная нагрузка на второстепенную балку:
q=g+p=26.52+13.194=39714кНм;
расчетные пролеты второстепенной балки составляют: l02=6.2м.
Соотношение временной и постоянной нагрузок: pg=26.5213.194=201
Расчет значений огибающей эпюры поперечных сил:
Расчет значений огибающей эпюры моментов выполним в табличной форме:
Расчет значений ординат огибающей эпюры моментов в сечениях второстепенной
№ сечения Расст. от
пролета левой Коэффициенты Расчетные моментыкН*м
Построение эпюры материалов во второстепенной балке монолитного перекрытия:
Армирование сечений второстепенной балки:
Номер расчетного Площадь As по Принятая продольная арматура
сечения расчету см2
Кол-во и диаметр Asфаксм2
' - 2 ( 16+2 ( 14 71
Произведем расчеты MсечI и результаты занесем в таблицу:
Для каждого из выявленных типов сечений вычисляем предельный внутренний
момент Мсечі который воспримет сечение из условия прочности с учетом
оставленной в нем арматуры по формуле:
Мсечі = Rs(Asi((hoi- 05(x) где высота сжатого бетона [pic]
Для второстепенной балки величину «b» в формуле принимаем: для пролетных
сечений b = bf’=116м для опорных сечений b = bвт.б=02м.
( 16+2 ( 14 A-III c Asфак=71см2:
Мсечі = Rs(Asi((ho i- 05(x)=365*103*71*10-4*(0.472-
5*0.0216)=119.52кНм;
( 16 A-III c Asфак=402см2:
Мсечі = Rs(Asi((ho i- 05(x)=365*103*4.02*10-4*(0.472-
( 14 A-III c Asфак=616см2:
Мсечі = Rs(Asi((ho i- 05(x)=365*103*6.16*10-4*(0.473-
( 14 A-III c Asфак=308см2:
Мсечі = Rs(Asi((ho i- 05(x)=365*103*3.08*10-4*(0.473-
Мсечі = Rs(Asi((ho i- 05(
( 12 A-III c Asфак=226 см2 (коротыши):
Мсечі = Rs(Asi((ho i- 05(x)=365*103*226*10-4*(0.474-
( 12 A-III c Asфак=226 см2 (монтажные стержни):
Определения мест теоретического обрыва и отгиба стержней для заданной
второстепенной балки.
Расстояния от точек теоретического обрыва (отгиба) стержня до опоры см.
графический лист №2 или эпюру материалов для второстепенной балки
армированной отдельными стержнями.
Определим величину W перепуска стержней за место их теоретического обрыва
(отгиба) по формуле: W( [p
В формуле Qi - поперечная сила в точке теоретического обрыва стержней.
Определяем графическим путем.
Величину qsw вычисляем по формуле: [p
Здесь Si - шаг поперечных стержней принятый по результатам расчета
поперечной арматуры и соответствующий расположению точки теоретического
обрыва. Следовательно для решения вопроса о том какой шаг (S1 или S2 )
принять необходимо прямо на эпюре материалов разделить пролет на четыре
равные части и посмотреть в зону какого шага попала точка теоретического
[pic]=175*103*101*10-4015=11783кНм - для приопорных
участков.[pic]=175*103*101*10-4035=505кНм - для пролетных участков.
Сечение в первом пролете:
Обрываемые (отгибаемые) стержни- 2(14A-III.
Q1=5507 кН; Q2=7341 кН.
W1≥Q1(2*qsw)+5*dобр=5507(2*11783)+5*0014=0307м.
Принимаем величину перепуска W1=031м.
W2≥Q2(2*qsw)+5*dобр=7341(2*505)+5*0014=0797м.
Принимаем величину перепуска W2=08м.
Сечение во втором пролете:
Обрываемые (отгибаемые) стержни - 2(14A-III.
Q3=6231кН; Q4 =644кН;
W3≥Q3(2*qsw)+5*dобр=6231(2*505)+5*0014=0687м.
Принимаем величину перепуска W3=069м.
W4≥Q4(2*qsw)+5*dобр=644(2*505)+5*0014=0708м.
Принимаем величину перепуска W4=071м.
Сечение на первой промежуточной опоре:
Обрываемые (отгибаемые) стержни - 2(12A-III.
Q5=10543кН; Q6=7351кН.
W5≥Q5(2*qsw)+5*dобр=10543(2*11783)+5*0012=0506м.
Принимаем величину перепуска W5=051м.
W6≥Q6(2*qsw)+5*dобр=7351(2*11783)+5*0012=0372м.
Принимаем величину перепуска W6=038м.
Q7=12754кН; Q8=9968кН.
W7≥Q7(2*qsw)+5*dобр=12754(2*11783)+5*0014=0611м.
Принимаем величину перепуска W7=062м.
W8≥Q8(2*qsw)+5*dобр=9968(2*11783)+5*0014=0493м.
Принимаем величину перепуска W8=05м.
Сечение на второй промежуточной опоре:
W9-10≥Q9-10(2*qsw)+5*dобр=8107(2*11783)+5*0012=0404м.
Принимаем величину перепуска W9-10=041м.
W11-12≥Q11-12(2*qsw)+5*dобр=1101(2*11783)+5*0014=0537м.
W11-12≥20*0014=028м.
Принимаем величину перепуска W11-12=054м.
Эпюра материалов для второстепенной балки армированной отдельными
Проектирование конструктивных элементов сборного балочного перекрытия:
1.Проектирование предварительно напряженной плиты сборного перекрытия:
Выбор материалов для плиты:
Класс бетона для плиты принимаем с учетом напрягаемой арматуры(Ат- V).
Для армирования полки плиты используем типовую рулонную сетку в
соответствии с ГОСТ 8478 из проволки класса Вр-I 345 мм или стержневую
арматуру класса А-III если по расчету нужен диаметр арматуры больше чем 5
Ребра плиты армируют плоскими сварными каркасами из стали А-III Вр-I и
Для напрягаемой арматуры класса Ат- V расчетные сопротивления Rs=680мПа
Для поперечной арматуры класса А-I (Rsw=175мПа) или Вр-I (Rsw=260мПа);
Для проволоки класса Вр-I (Rs=365мПа) которую используют для армирования
Расчет нагрузки на плиту перекрытия:
Расчет полной нагрузки на 1м2 плиты сборного перекрытия:
q0=(q1-γf*hf’*25)+ γf*gnпл.;q0=(14386 -11*008*25)+11*25=14936кНм2 ;
где: q1-расчетная полная нагрузка на 1м2 плиты q1=14386 кНм2;
S-шаг второстепенных балок S=2.6м;
gnпл-нормативная нагрузка от собственного веса сборной плиты
перекрытия(кНм2) для ребристой плиты принимаем gnпл=25 кНм2;
Для статического расчета плиты используют значение нагрузки которая
действует на 1пог.м. длины пролета т.е. погонная нагрузка
q=q0*Bплном(кНм) где
Bплном-номинальная ширина плиты Bплном=26м.
q=14936*2.6=38.834 кНм.
Назначение размеров сечения плиты и выбор расчетного сечения плиты:
Для предварительно напряженной сборной плиты перекрытия высоту сечения
принимаем по соотношению:[p где L-размер пролета плиты(L=65м).
Окончательную высоту сечения плиты принимаем типовую: h=0.3м;
Номинальная ширина плиты: Bном=26м;
Конструктивная ширина плиты: Bконстр=Bном-t=2.6-0.01=2.59м;где t=10мм;
Ширина верхней полки: d= Bконстр-0.03=2.56м;
Ширина ребра: bp=90мм;
Толщина полки:hf’=60мм;
Рабочая высoта сечения:h0=270мм;
Ширина прямоугольника эквивалентного по площади фактическому ребру плиты:
Статический расчет плиты:
Статическая расчетная схема принимается в виде однопролетной балки с
Расчетный пролет: l0=lкон-2*23*с где lкон-конструктивная длина плиты
c-глубина опирания плиты с=120мм;
При равномерно распределенной нагрузке q максимальные усилия в плите
Расчет рабочей продольной арматуры ребер плиты:
Определяем значение ширины полки таврового сечения плиты:
Принимаем b’f= d= Bконстр-0.03=2.56м;
где [pic]коэффициент учитываемый при расчете по прочности железобетонных
элементов с высокопрочной арматурой (в нашем случае класса Ат- IV).
Задаюсь размерами рабочей высоты сечения: h0= 027м;
При механическом способе натяжения арматуры значение p принимаем равным
Рассчитываем требуемую площадь рабочей арматуры As:
элементов с высокопрочной арматурой (в нашем случае класса Ат- V).
[pic]=1.2-(1.2-1)*(2*0.1050.7234-1)=1.35≥12.
Принимаем 2 стержня (25 мм Ат- IV с Аs=982 см2;
Расчет поперечной арматуры ребер плиты:
Поперечную арматуру принимаем класса А-I (Rsw=175мПа).
Назначаем шаг поперечной арматуры на приопорных участках равных при
равномерно распределенной нагрузке пролета в соответствии с
конструктивными требованиями:[p при h450мм(h=300мм) принимаем
Назначаем шаг поперечной арматуры на расстоянии на остальной части
пролета:[p принимаем S2=200мм.
[pic]-коэффициент учитывающий влияние продольных сил [pic]
Где Asw-площадь сечения хомутов в одной плоскости (принимаем 2 стержня
(10мм A-I с Аs=1.57 см2).
Проверим расчетные сечения для обеспечения прочности наклонных сечений на
действие поперечной силы Qma
bf’≤ 3hf’+b=0.18+3*0.06=0.36;
=EsEb=21000027000=7.778; где Es=210000мПа-модуль упругости стали А-I
w=Aswbs=157*10-4(018*015)=00058;
Проверим условие прочности наклонного сечения по поперечным усилиям.
Т.к. условие выполнены то размеры сечения ребристой плиты считаются
достаточными и окончательными.
qsw=Rsw*AswS=175*103*1.57*10-40.15=18317кНм≥[pic](1+[pic]bt*b2=
=06*11667*081*103 *0182=5103кНм;
h0≤c0≤[pпринимаем с0=04м;
[pic]=2*1.1667*0.81*103*0.18*0.27204=62кН
Расчет полки ребристой плиты на местный изгиб:
Необходимое количество арматуры следует рассчитывать из условия прочности
нормальных сечений на действие изгибающего момента.
Т.к. LдLкор=6526≥2 то расчет арматуры полки проводим только в коротком
направлении Lкорт.е. как плиту балочного типа.
Для расчета условно вырезается полоска полки шириной b=1м.
Расчетная нагрузка на полку плиты: gпол=q1-g3+γgρ
gпол=14386-2.2+1.1*25*0.06=13836 кНм2;
где γg=11коэффициент надежности по нагрузке;
ρ-обьемный вес железобетона ρ =25кНм3;
hf=0.06м-толщина полки плиты;
q1=14386 кНм2-значение полной нагрузки на 1 м2монолитного перекрытия;
g3=2.2 кНм2-значение веса 1 м2монолитного перекрытия;
Определяем значение расчетного пролета
Расчетный момент в полке при частичном ее защемлении на опорах:
Задаюсь размерами рабочей высоты сечения: h0= hf’ – a = 006 - 001 =
Принимаем 10 стержня ( 8 и A-III с Аs=503 см2;
Расчет передаточной прочности бетона Rbp и начального контролируемого
напряжения (con для плиты:
Значения Rbp и (con технологические параметры которые используются при
проективании и изготовлении предварительно напряженной железобетонной
Передаточную прочность бетона Rbp принимаем равным-11МПа.
Значение (con определяем по формуле:
(con= (sp – (3=680-14615=53385МПа
где: (sp – значение предварительного напряжения в арматуре принимаем
(3 – потери предварительного напряжения в арматуре от деформаций анкеров.
Расчет плиты на действие нагрузок возникающих при ее подьеме и монтаже:
Подьем и монтаж плиты осуществляется на монтажных петлях.
За расчетную схему принимаем двухконсольную балку.Расстояние между опорами
принимаем равной расстоянию между петлями для монтажа плит- 06l=39м.
Нагрузкой будем считать собственный вес плиты:
[pic]25 *259=648кНм.
Определение диаметров арматуры монтажных петель:
Требуемая площадь поперечного сечения одной петли определяется по формуле:
[pic]=648*6.53*225*103=0.624см2.
По требуемой площади принимаем диаметр монтажной петли- 10 с
Для монтажних петель элементов сборных железобетонных конструкций
принимается арматурная сталь класса А-.
2.Проектирование неразрезного ригеля перекрытия
Расчетные пролеты и расчетная схема:
c-глубина опирания ригеля на стенку с=210мм;
Расчет нагрузок на ригель:
Полная нагрузка на ригель q состоит из постоянной и временной т.е.:
Нагрузка на каждый ригель передается с площадки перекрытия ширина которого
равняется шагу ригелей lриг.
Постоянная расчетная нагрузка:
g=q0Lпл+ρжбbhγf=4186*6.5+25*0.6*0.3*1.1=3216кНм.пог.;
ρжб - обьемный вес железобетона ρ =25кНм3;
bh-размеры сечения ригеля;
γf=1.1-коэффициент надежности по нагрузке;
p=γf*pн* Lпл=12*85*65=663 кНм.пог.;
Полная расчетная нагрузка:
q=g+p=3216+663=9846 кНм.пог.;
Статический расчет ригеля:
Для каждого пролета вычислим три значения моментов - два для опор один
максимальный - пролетный.
Выбор материалов для ригеля:
Принимаем бетон класса В40 при этом учитывая коэффициент условий работы
Rbt=0.9*1.4=1.26мПа.
Принимаем продольную арматуру класса А-III (Rs=365мПа) поперечную арматуру
класса А-I (Rsw=175мПа) монтажную (конструктивную) арматуру класса-А-I Вр-
Проверка достаточности размеров сечения ригеля:
Принятые предварительно размеры сечения ригеля b*h должны быть проверены на
восприятие максимальных расчетных усилий Mmax и Qmax по условию прочности.
Значения расчетных усилий примем по результатам статического расчета ригеля
Проверим достаточность принятых размеров сечения ригеля из условия
Выполняем проверку высоты ригеля по моменту:
принимаем принимаем в соответствии принятого значения =04÷05т.е.
сначала задаемся значением принимаем его равным 045.
Принимаем размер сечения высоты сечения из условия:
Рабочая высота балки которую нужно принимать для последующих расчетов
[pic]принимаем (30[pic]60)мм.
Принимаем рабочую висоту сечения h0=55см.
Проверяем условие прочности наклонного сечения по поперечным усилиям:
[pic]-коэффициент учитывающий влияние хомутов нормальных к продольной оси
Коэффициент [pic] определяется по формуле [pic]=1- Rb где -коэффициент
=EsEb=21000036000=58333; где Es=210000мПа-модуль упругости стали А-I
Eb=36000мПа-модуль упругости бетона В40.
w=Aswbs=402*10-4(03*02)=00067;
Т.к. условие выполняется то размеры сечения балки считаем достаточными и
Максимальный момент МВгр который действует на грани колонны рассчитываем
по формуле: МВгр= MmaxВ-Qсоотв.Вмин*05*hкол=72215-
где MmaxВ-абсолютное значение наибольшего момента на опоре по огибающей
Qсоотв.Вмин - наименьшее по абсолютному значению поперечное усилие на
опоре которое соответствует той же нагрузке для которой принят момент
hкол- размер сечения колонны принятый предварительно 400мм;
Расчет продольной арматуры ригеля:
Требуемая площадь рабочей арматуры Asтр должна быть определена из условия
прочности нормальных сечений на действие изгибающих моментов М.
Расчетные сечения для подсчета Asтр примем из огибающей эпюры в местах
максимальных моментов в пределах каждого пролета.
Для двухпролетного ригеля это будут сечения где действуют моменты:
М1=5025кНм MгрВ=62787кНм.
Расчетная схема нормального сечения ригеля-прямоугольное сечение с
поодиноким армированием.
Оптимальное значение коэффициента армирования для ригелей составляет
Задаюсь размерами рабочей высоты сечения: h0= hриг – a = 06 - 005 =
Принимаем стержни 3(28+3(25мм мм с Аs=332см2;
На промежуточной опоре:
Принимаем стержни3(32+3(28мм с Аs=426см2;
Расчет поперечной арматуры ригеля:
Расчет производится из условия прочности наклонных сечений ригеля на
действие поперечной силы Q. Расчетные сечения принимаем в местах наибольших
поперечных усилий. В двухпролетном ригеле это сечения где действуют
поперечные силы: Qamax=31457кН Qb=47138кН.
соответствии с конструктивными требованиями:[p при h>450мм (h=600мм)
Проверяю ригель с поперечной арматурой на действие поперечной силы для
обеспечения прочности по наклонной трещине:
Где Asw-площадь сечения хомутов в одной плоскости (принимаем 3 стержня
(10мм A-I с Аs=236 см2).
в каждом пролете т.е. на опорах а именно: Qamax=31457кН Qb=47138кН.
=EsEb=21000036000=58333;где Es=210000мПа-модуль упругости стали А-I
w=Aswbs=236*10-4(03*01)=000787;
c=[pic]bt*b*h020.5Q=2*128*103*0.3*0.552(0.5*31457)=148
c=[pic]bt*b*h020.5Q=2*128*103*0.3*0.552(0.5*47138)=099
qsw=Rsw*AswS=175*103*236*10-40.1=413кНм≥[pic](1[pic]bt*b2=
=06*1*128*103 *032=1152кНм; принимаем qsw=413кНм;
h0≤c0≤[pпринимаем с0=075м;
[pic]=2*1*128*103*03*0.552148=156.97кН≥[pic](1+[pic]bt*b*h0=06*1*128*1
принимаем Qb=156.97кН (дляQ= Qama
[pic]=2*1*128*103*03*0.552099=234.67кН
принимаемQb=234.67кН (дляQ= Qb =47138кН);
Qa=31457кН≤12672+309.75кН=436.47кН;
Qb=47138кН≤38282+309.75кН=692.57кН;
Расчет ригеля на действие изгибающего момента возникающих при его подьеме
Подьем и монтаж ригеля осуществляется на двух монтажных петлях.
За расчетную схему принимаем двухконсольную балку. Расстояние между опорами
принимаем равной расстоянию между петлями для монтажа ригеля- 06l=468м.
Нагрузка от собственноговеса ригеля:
[pic](жбbpигhpиг=25*03*06=45кНм.
[pic]=45*782*225*103=0.78см2.
Для монтажних петель элементов сборных железобетонных конструкцій
Построение эпюры материалов в сборном неразрезном ригеле:
Армирование сечений неразрезного ригеля:
Расчетное сечение Площадь As по Принятая продольная арматура
й пролет 30.09 3(28+3(25 33.2
пром.опора 40.36 3(32+3(28 42.6
Результаты определения мест теоретического обрыва стержней для заданного
неразрезного ригеля:
Для ригеля величину «b» в формуле принимаем b = bриг=03м.
( 28 +3 (25 A-III c Asфак=332см2:
h0=h-as=0.6-0.0622=0538м;
( 28 A-III c Asфак=1847см2:
Мсечі = Rs(Asi((ho i- 05(x)=365*103*1847*10-4*(0.558-
( 32 +3 ( 28 A-IIIcAsфак=426см2:
h0=h-as=0.6-0.075=0.525м;
Мсечі = Rs(Asi((ho i- 05(x)=365*103*426*10-4*(0.525-
( 10 A-III c Asфак=236см2(монтажные стержни):
Мсечі = Rs(Asi((ho i- 05(x)=365*103*226*10-4*(0.575-
Определения мест теоретического обрыва и отгиба стержней для заданного
неразрезного ригеля.
эпюру материалов для неразрезного ригеля армированного отдельными
Величину qsw вычисляем по формуле:[p
[pic]=175*103*2.36*10-401=413кНм - для приопорных участков.
[pic]=175*103*2.36*10-403=137.67кНм - для пролетных участков.
Обрываемые стержни - 3(25 A-III.
Q1=14933кН; Q2=20984кН.
W1≥Q1(2*qsw)+5*dобр=14933(2*413)+5*0025=0306м.
Принимаем величину перепуска W1=05м.
W2≥Q2(2*qsw)+5*dобр=20984(2*137.67)+5*0025=0887м.
Принимаем величину перепуска W2=089м.
Сечение на промежуточной опоре:
Обрываемые (отгибаемые) стержни - 3(32A-III+3(28A-III.
W5≥Q5(2*qsw)+5*dобр=29743(2*413)+5*0032=052м.
Принимаем величину перепуска W5= W6=064м.
Эпюра материалов для ригеля армированного отдельными стержнями
(пролет Б-В зеркально пролету А-Б)
3.Проектирование стыка неразрезного ригеля на колонне
Стык неразрезного ригеля воспринимает значительный изгибающий момент [pic]и
поперечную силу [pic].
Расчет незабетонированного стыка ригелей на колонне:
Расчетное растягивающие усилие которое воспринимают стыковые стержни:
где z – плече внутренней пары сил в стыке:
z=h+(10÷12мм)+ (10÷15мм)=600+20=620мм;
Требуемая площадь поперечного сечения стыковых стержней при условии
прочности центрально растянутых элементов:[pic] =
где[pic]-расчетное сопротивление стали([pic]=365МПа).
По сортаменту по значению[pic]примем 2[pic]3 стержня(12(32мм.
Принимаем 3 стержня (36мм A-III с Аs=3054 см2.
Расчет общей длинны верхнихсварных швов[pic]которые закрепляют стыковые
стержни к закладной детале М-1 ригеля:
Rwf = 2105 КПа – расчетное сопротивление сварнях швов; t2 – катет
сварного шва который должен бать предварительно принят при условии[pic]
Расчет необходимой длины сварного шва который накладывается с каждой
стороны каждого стыкового стержня:
[pic] + 0.01=0.71(2*3)+0.01=0.128 (м).[pic]
n – количество стыковых стержней;
01м – добавка на непровар в начале и вконце шва.
Принимаем l2=13см (длина шва с одной стороны).
Определение требуемой площади поперечного сечения верхней закладной детали
М-1 ригеля при условии равномерности ее со стыковыми стержнями:
Asз.д= Rs(Asфакт Ry=365*103*3054*10-4225*103=4954см2;
Ry= 225105кНм2 – расчетное сопротивление стали Ст-3 из которой
зготовлена закладная деталь.
По значению Asз.д назначу размеры сечения пластины детали М-1 как для
центрально растянутого элемента: пл ≥ Asз.д (2a1 + a2).
Предварительно принимаем толщину плиты равной пл= 10мм.
а2 = b-a-2tпл= 300 -2·28-2·10= 224мм; принимаем а2=225мм.
а-толщина защитного слоя бетона а=28мм;
а1 =tпл + 28+28+25+10мм =10+32+32+32+10=101мм; принимаем а1 =105мм.
пл ≥ 4954*10-4 (2*0105 + 0225)=114мм.
Принимаем толщину плиты равной пл= 12мм.
Определение расчетной длины l1нижних сварнях швов которые прикрепляют
ригель к закладной детале М-3 на консоле колонны:[pic]
[pic]конструктивне требования к длинне[pic] и катету швов[pic]принимаем те
4. Расчет и конструирование колонны первого этажа:
Определение расчетной продольной силы которая действует на колонну первого
Нагрузка на колонну собирается с грузовой площади размерами Lпл*Lриг:
Постоянная нагрузка на один этаж:
Постоянная нагрузка от веса перекрытия одного этажа с учетом веса пола:
где g – расчетная нагрузка от собственного веса перекрытия и веса пола
Постоянная нагрузка от собственного веса ригеля:
где (жб = 25 kНм3 – плотность железобетона;
Постоянная нагрузка от собственного веса колонны сечением hc(bc=400*400мм и
Постоянная загрузка которая действует на один этаж:
[pic]=22744+3861+2112=28717kН.
Временная нагрузка от перекрытия одного этажа:
где v – расчетная временная нагрузка;
Постоянная нагрузка от покрытия:
Расчетная нагрузка от собственного веса покрытия gпок (принимаем 5 kНм2 );
Полная постоянная нагрузка на верхний этаж:
Временная нагрузка от снега на покрытие:
(fm–коеффициент надежности(fm = 1.04 для периода эксплуатации
сооружения Т=60лет;
S0–значение снеговой нагрузки (принимаем равным 05кНм2-для района
строительства г.Донецк);
кратковременная:[pic]= 1318 кН.
Продольная силакоторая действует на колонну первого этажа:
[pic]=28717*5+51714*5+36393+2636=441184 кН
[pic]=28717*5+362*5+36393+1318=362296кН
Где n=6 – количество этажей.
Принимаем продольную арматуру класса А- V (Rsc=400мПа).
Поперечную арматуру класса А-.
Определение размеров сечения и площади продольной арматуры колонны:
Определяем необходимую площадь поперечного сечения колонны Ab:
Определяем размеры поперечного сечения колонны:
Сечение колонны принимаем 450х450мм.
Находим коэффициенты φ φb φsb и .
где φ=φb+2(φsb- φb)*;
=Rsc*AsRb*A=Rsc*0.01*ARb*A=400*103*0.0119.8*103=0.202;
φb φsb получаем интерполированием при этом найдя отношения NlN=0.82 и
φ=0.85+2*(0.87-0.85)*0.202=0.86
Определяем необходимую площадь поперечного сечения продольной арматуры
Asтр=N(φ*Rsc)-A*RbRsc=441184 (0.86*400*103)-0.2025*19.8*103400*103=
Принимаем стержни 4(32 Аs=3217см2;
Выполним проверку: N=441184 кН≤( A*Rb+ RscАs)* φ=
=(19.8*103*2025*10-4+400*103*3217*10-4)*0.86=455482кН.
Поперечное армирование колонны:
Расстояние между поперечными стержнями назначаем по требованию граничной
гибкости продольных стержней:
Назначаем шаг поперечных стержней 450 мм.
Диаметр поперечных стержней принимаем по условию свариваемости:
Принимаем диаметр стержней A-I (12мм.
Проектирование консоли колонны:
Расчет короткой железобетонной консоли колонны:
Определение расчетной длины площадки опирания ригеля которая обеспечивает
прочность бетона консоли которая сминается:
[pic]давление ригеля на консоль который равняется максимальному
поперечному усилию на опоре.
[pic]ширина сечения ригеля.
[pic]расчетное сопротивление бетона колонны сжатию.
Расчетный свес консоли с учетом зазора “c”:
Расстояние между торцем ригеля и гранью колонны: с = 0.03(0.05м.
Определение окончательного свеса консоли[pic]:
Значение[pic]принимаем равным 250мм.
Значение[pic]= 250мм обеспечивает необходимое опирание ригеля (( 200мм).
Плечо усилия относительно грани колонны (места защемления консоли):
Определение требуемой рабочей висоты консоли при условии прочности
наклонного сечения на действие поперечного усилия:
Назначаем полную высоту консоли при условии:
Высоту[pic]принимаем исходя из условий унификации.
Задаваясь высотой консоли h обязательно проверяем соотношение[pic]
где[pic]определяем по вертежу при [pic]
Принимаем высоту h=055м.
Проверка требования[pic]которая гарантирует возможность считать консоль
5≤09*051=046м.-консоль короткая.
Определение требуемой площади продольной арматуры консоли как в элементе
прямоугольного профиля с размерами сечения[pic]:
5 - коеф. надежности.
[pic] - изгибающий момент в защемлении консоли.
[pic] - расчетное сопротивление стали (сталь принимаем того же класса что
и для армирования тела колонны).
Определяем продольную арматуру консоли:
По значениям[pic]из сортамента подбираем необходимую арматуру ((12 25) мм в
количестве 2[pic]3 стержня. Располагаем их горизонтально на расстоянии
[pic] от нижней (сжатой) грани консоли.
Принимаем 2 стержня 16 с Аs=402см2;
Определяем схему армирования консоли поперечной арматурой в зависимости от
Т.к.требование не выполнено консоль армируем горизонтальными хомутами и
отогнутыми стержнями.
Назначаем шаг поперечних стержней S (хомутов и отогнутыхстержней).
Назначение диаметра поперечних стержней по площади :
[pic]- для отогнутых стержней.
Тут [pic]общая площадь хомутов (отогнутых стержней) которые пересекают
верхнюю половину линии[pic]которая соединяет точку приложения
усилия[pic]на консоле с точкой соединения наклонной грани консоли с гранью
Консоль армируем горизонтальными хомутами по всей высоте и отогнутыми
стержнями. Хомуты принимаем 2(10 с As=157 (см2). Шаг хомутов консоли
назначаем равным 150мм. Отгибы принимаем 2 (20 с As=628 (см2).
Проверка достаточности размеров и армирования консоли при условии
прочности на действие поперечного усилия по наклонной линии ширина которой
*126*103*045*051≤08*10614*198*103*045*0072*09≤35*126*103*
5. Проектирование стыка сборных железобетонных колонн:
В курсовом проекте принимаем сварной стык колонн с торцевыми листами и
центрирующей прокладкой так называемый сварной стык.
Стык располагается на расстоянии (05-1) м от уровня перекрытия при
условии удобства его выполнения.
Торцовые площадки колонны вблизи стыка должны быть рассчитаны при условии
прочности на местное сжатие и заармированы сварными сетками.
Расчет стыка колонн с центрирующей прокладкой:
Расчет сварных швов вдоль периметра торцовых листов
Определяем площадь контакта колонны по периметру сварных швов Ашв:
[pic] - размеры торцевых листов закладной детали М-1.
[pic] - толщина торцевого листа принимаем равным 12мм.
Определяем площадь контакта колонны под центрирующей прокладкой:
[pic] - размеры центрирующей прокладки
Общая площадь контакта в стыке:
Определяем долю усилия которое передается через сварные швы:
Определяем необходимый катет сварного шва вдоль периметра листов:
[pic] - суммарная длина сварных швов по периметру стального листа с учетом
Расчет прочности бетона на смятие под торцевым листом с учетом непрямого
Коэффициент [pic] который учитывает повышение несущей способности бетона
Коэффициент [pic] который учитывает влияние непрямого армирования на
[pic] - площадь бетона который находится в середине контура сеток между
осями крайних стержней.
Коэффициент непрямого армирования
[pic] - соответственно количества стержней площадь сечения и длина
стержня одного направления
[pic] - то же в другом направлении
S – шаг сеток вдоль колонны
Коэффициент эффективности непрямого армирования:
Приведенная призменная прочность бетона:
Проверка прочности бетона на смятие под торцевым листом закладной детали М-
СНиП 2.03.01-84. Бетонные и железобетонные конструкции. Введ.
Байков В.Н. Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции. Общий курс.
- М.: СИ 1985 - 728с.
Мандриков А.П. Примеры расчета железобетонных конструкций. Учебное
пособие для техникумов. - М.:СИ 1989. - 506с.
Железобетонные конструкции: Под ред. А.Я. Барашикова. - Киев:
Вища шк.-1995.- 416с.
Методические указания к построению эпюры материалов для
железобетонных балок в курсовом и дипломном проектировании по
дисциплине Железобетонные и каменные конструкции для
студентов специальности 7.092101 - ПГС. - ДонНАСА Макеевка 2004.

Zhbk monolit-sborny 25 05 14.dwg

+2 от длительной нагрузки
Огибающая эпюра материалов.
План перекрытия на отм. 6.600
Огибающая эпура моментов
Эпуры поперечных сил
Огибающая эпура поперечных сил
Второстепенная балка
Огибающая эпура Материалов
ДОНБАССКАЯ НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ
План перекрытия на отм. +4.800
Ведомость деталей плиты МП-1
(Монолитный вариант)
Ведомость деталей балки ВБ-1
Спецификация на монолитное перекрытия.
Монолитная плита МП-1
Второстепенная балка ВБ-1
А-III ГОСТ 5781-82 l=5870мм
А-III ГОСТ 5781-82 l=6730мм
А-III ГОСТ 5781-82 l=6300мм
А-III ГОСТ 5781-82 l=6850мм
А-III ГОСТ 5781-82 l=3490мм
А-III ГОСТ 5781-82 l=3310мм
А-III ГОСТ 5781-82 l=4535мм
А-III ГОСТ 5781-82 l=3510мм
А-III ГОСТ 5781-82 l=3670мм
А-I ГОСТ 5781-82 l=1460мм
А-I ГОСТ 5781-82 l=3125мм
А-I ГОСТ 5781-82 l=2575мм
А-I ГОСТ 5781-82 l=3210мм
А-I ГОСТ 5781-82 l=3225мм
Ведомость расхода сталикг
Спецификация на сборное перекрытия.
Передаточная прочность бетона Rbp=11МПа.
Величина контролируемого напряжения в арматуре con=53385МПа.
Спецификация арматурных изделей.
Плита перекрытия ПП-1
Бетон тяжелый класса В20
Aт-V ГОСТ 10884-81 l=6420
Ригель перекрытия Р-1
Деталь закладная М-1
Деталь закладная М-2
Бетон тяжелый класса В40
Каркас пространств. КП-1
Деталь закладная М-3
Деталь закладная М-4
Центрирующая прокладка
Соединительный стержень
Каркас пространственный КП-1
A-I ГОСТ 5781-82 l=680
A-III ГОСТ 10884-81 l=750
-150*150*5 ВСт3kn2-1
Второстепенная балка ВБ-1;
Сборочные чертежи ПП-1Р-1К-1
Арматурные и закладные изделия
производственное здание
План перекрытия на отм.+4.800;
Монолитная плита МП-1.

epyura VB.dwg

Эпюра материалов неразрезного ригеля
Эпюра материалов второстепенной балки

darina (1).dwg

А-I ГОСТ 5781-82 l=485
Отдельный стержень ОС-1
Бетон тяжелый класса В20
Деталь закладная М-5
Деталь закладная М-4
Каркас пространствен. КП-1
Бетон тяжелый класса В25
Деталь закладная М-3
Деталь закладная М-1
Каркас пространственный Кр-2
ГОСТ 10884-81 L=5160
Напрягаемая арматура
Спецификация сборного перекрытия
Плита перекрытия ПП-1
Ригель перекрытия Р-2
Деталь закладная М-2
Деталь закладная М-6
Донбасская национальная академия
cтроительства и архитектуры
Междуэтажное перекрытие
четырехэтажного промздания
Арматурные и закладные изделия
Ведомость расхода сталикг
Спецификация арматурных изделий
Спецификация закладных изделий
Начальное контролируемое напряжение для поз. 5 должно быть не менее 4576 МПа.
Передаточная прочность бетона для ПП-1 должна быть не менее 13 МПа.
Рассматривать совместно с листом 2.
Каркас пространственный КП-1
Каркас пространствен. КП-2
Изделие закладное М-4
Изделие закладное М-2
Преднапрягаемая арматура
Изделие закладное М-3
МП-1 (колич. стержней указано на 1 пог.м.)
Монолитная плита МП-1
ø10А-I; ГОСТ 5781-82; l=2525
ø10А-I; ГОСТ 5781-82; l=1935
ø9А-I; ГОСТ 5781-82; l=2705
ø9А-I; ГОСТ 5781-82; l=2685
ø3Вр-I; ГОСТ 5781-82; l=5600
Второстепенная балка ВБ-1
ø20A- ГОСТ 5781-82; l=5635
ø16A- ГОСТ 5781-82; l=5670
ø14A- ГОСТ 5781-82; l=3600
ø14A- ГОСТ 5781-82; l=2850
ø14A- ГОСТ 5781-82; l=1800
ø14A- ГОСТ 5781-82; l=1900
ø18A- ГОСТ 5781-82; l=3200
ø16A- ГОСТ 5781-82; l=3000
ø10A-I; ГОСТ 5781-82; l=1060
ø10A-I; ГОСТ 5781-82; l=1300
Ведомость расхода стали кг
Каркас пространственный КП-2
(Монолитный вариант)