Ребристое перекрытие под промышленное и гражданское здания

На вывод.dwg

S500 ГОСТ10884-94 l=760
S500 ГОСТ10884-94 l=5940
S240 ГОСТ5781-82 l=560
S240 ГОСТ5781-82 l=190
S500 ГОСТ10884-94 l=4740
S500 ГОСТ10884-94 l=5640
Каркас пространственный
S500 ГОСТ10884-94 l=1100
S240 ГОСТ5781-82 l=950
S240 ГОСТ5781-82 l=1130
S240 ГОСТ5781-82 l=1430
S400 ГОСТ5781-82 l=1430
S240 ГОСТ5781-82 l=200
S240 ГОСТ5781-82 l=5620
Спецификация сборного перекрытия
Расчетная схема ригеля
Расчетная схема плиты
Плита перекрытия П-1
Поперечный разрез здания
Проектирование ребристого перекрытия под гражданское здание
Белорусско-Российский Университет. "nгр.ПГС-021
Схема расположения элементов перекрытия
Спецификация монолитного перекрытия на 1 элемент
Второстепенные балки
S400 ГОСТ5781-82 l=1150
S400 ГОСТ5781-82 l=1700
S240 ГОСТ5781-82 l=260
S400 ГОСТ5781-82 l=1900
S400 ГОСТ5781-82 l=900
S240 ГОСТ5781-82 l=5750
S400 ГОСТ5781-82 l=3400
Расчетная схема колонны
Расчетная схема второстепенной балки
Схема армирования плиты
S400 ГОСТ5781-82 l=8220
S400 ГОСТ5781-82 l=35820
S400 ГОСТ5781-82 l=34080
S400 ГОСТ5781-82 l=2610
S400 ГОСТ5781-82 l=18240
S240 ГОСТ5781-82 l=360
Расчетная схема балки
Схема монолитного перекрытия
Схема монтажного перекрытия. Спецификация монолитного перекрытия на 1 элемент. Расчетные схемы второстепенной балки плиты и колонны. Схема армирования фундамента.
ПСхема расположения сборного перекрытия. Расчетные схемы плиты и ригеля. Спецификация сборного перекрытия.

Титульник.doc

Министерство образования Республики Беларусь.
Министерство образования Российской Федерации.
ГУВПО Белорусско – Российский университет”
Кафедра «Строительные конструкции здания и сооружения»
Пояснительная записка
к курсовому проекту по дисциплине Железобетонные и каменные
Ребристое перекрытие под промышленное и гражданское здания>>

Сборный жб.doc

II. Расчет и конструирование ребристого междуэтажного перекрытия в сборном
1 Выбор расположения ригелей и плит. Назначение основных размеров
элементов перекрытия
Сборное перекрытие состоит из плит и поддерживающих их балок (ригелей)
которые опираются на колонны и стены. В гражданских зданиях пролет ригеля
рекомендуют назначать не более 6м (в курсовом проекте поскольку ригель
проектируется из обычного железобетона допускается как исключение принятие
пролетов ригелей отличных от типовых). Оси ригелей располагаем вдоль
продольных осей. При проектировании курсового проекта в качестве сборных
плит гражданского здания применяем многопустотные плиты. Для
рассматриваемого здания пролеты плиты принимаем равными (по осям) [pic]=
Ригель принимаем таврового сечения с полкой внизу.
Высоту ригеля принимаем равной [pic].
Ширина ригеля [pic]. Принимаем b=30 см.
Ширину полок назначаем равной 15см.
Поперечное сечение плиты принимаем типовое: ширина – 120см высота – 22см
пустоты диаметром 159мм.
Размер поперечного сечения колонны принимаем равным [pic]
2 Расчет и конструирование сборной железобетонной плиты
2.1 Нагрузки действующие на плиту
Нагрузки действующие на плиту рассчитываем в табличной форме (таблица
Таблица 5. - Нагрузки действующие на 1 м2 плиты
Наименование НормативнаяКоэффициент Расчетная
нагрузки кПа надежности кПа
Штучный паркет 007 135 0094
Мастика 003 135 004
(t=0.002м (=1500 кгм3)
Цементно-песчаная стяжка 027 135 036
(t=0.015м (=1800 кгм3)
Железобетонная плита 275 135 371
Итого: постоянная g n =312 g =2519
Временная: 124 15 186
-кратковременная 231 15 3465
Итого: временная q n =355 q =5325
Полная нагрузка q n=6.67 q =9.529
Нагрузка на 1 м.п. плиты составит:
- нормативная постоянная и длительно действующая
- полная нормативная
2.2 Определение усилий возникающих в сечениях плиты от действия внешней
Расчетный пролет плиты равен расстоянию между точками приложения
опорных реакций или серединами опор. Рассчитаем и запроектируем плиту
расположенную в середине пролета на среднем ригеле длинной по осям
Рисунок 8 – К определению расчетного пролета плиты.
Максимальный изгибающий момент от полной расчетной нагрузки:
тоже от полной нормативной нагрузки:
изгибающий момент от постоянных и длительных нагрузок:
Поперечная сила от полной расчетной нагрузки:
2.3 Расчет прочности нормальных сечений
Поперечное сечение многопустотной плиты приводим к
эквивалентному тавровому сечению.
Рисунок 9 – Расчетное сечение плиты
Заменяем площадь круглых отверстий по площади равновеликими квадратами со
Высота полки плиты: [pic]
Приведенная толщина ребер: [pic]
Расчетная ширина сжатой полки: [pic]см.
Рабочая высота: [pic](
Определяем изгибающий момент который может воспринять сечение при
полной сжатой по формуле:
Так как [pic] то нейтральная линия проходит в полке и расчет производим
как для элементов прямоугольного сечения размерами [pic]
Значение коэффициентов:
где [pic] коэффициент условия работы по бетону
По таблице принимаем [pic].
Площадь рабочей арматуры:
Принимаем 6(12 S400 c [pic] устанавливаемых в сетку С-1.
2.4 Расчет прочности сечений наклонных к продольной оси балки
Назначаем поперечную арматуру из стержней класса S240 минимального
диаметра (6мм. Шаг хомутов на приопорных участках [pic]мм [pic]мм.
Необходимо чтобы выполнялось условие: [pic]
Находим линейное усилие которое могут воспринять хомуты:
[pic] площадь сечения хомутов.
По формуле получаем: [pic]
Так как [pic] то условие выполняется следовательно прочность
наклонных сечений обеспечена.
2.5 Расчет плиты по раскрытию трещин
Так как [pic] принимаем что элемент работает с трещинами в
Ширину раскрытия трещин определяем в зависимости от класса бетона
эксплуатации и длительности действия нагрузки.
[pic]-модуль упругости арматуры.
2.6 Расчет плиты по деформациям
Предельно допустимые прогибы элементов железобетонных конструкций
устанавливаются с учетом технологических конструктивных и эстетических
Для перекрытий с плоским потолком пролетом [pic][pic].
Прогиб плит определяют по приближенной формуле:
Кривизну изгибаемых элементов без напряжения вычисляют по формуле:
где Msd – максимальный изгибающий момент от полной расчетной нагрузки;
z – расстояние от центра тяжести площади сечения арматуры до точки
приложения равнодействующей в сжатой зоне бетона:
Определим относительную высоту сжатой зоны бетона [pic]
предварительно вычислив [pic]и [pic]:
где [pic]расчетное сопротивление бетона осевому сжатию.
где [pic]- отношение модуля упругости стали к модулю
[pic] - при влажности окружающего воздуха более 40%.
[pic] - для тяжелого бетона.
Относительная высота сжатой зоны бетона:
[pic] коэффициент учитывающий работу растянутого бетона на участках с
трещинами вычисляется по формуле:
[pic]коэффициент зависящий от длительности действия нагрузки. [pic]
где [pic]нормативное сопротивление бетона осевому растяжению.
Момент сопротивления крайних растянутых волокон с учетом
неупругих деформаций определяется по формуле:
Тогда с учетом [pic] получаем: [pic]
[pic]коэффициент учитывающий неравномерность распределения деформаций
крайнего сжатого волокна по длине участка с трещинами. Для тяжелого
Кривизна изгибаемых элементов без предварительного:
то есть прогиб меньше допустимого.
3 Расчет и конструирование сборного ригеля
В зависимости от временной нагрузки и назначения здания выбирают сечение
ригеля. Гражданское здание имеет тавровое сечение с полками внизу. Ригель
выполняют без предварительного напряжения армируют пространственными
3.1 Определение нагрузок действующих на ригель
Нагрузка на 1 п. м. ригеля определяется по формуле:
где q – полная расчетная нагрузка;
[pic]коэффициент надежности по нагрузке.
Собственный вес ригеля:
где h – высота ригеля;
[pic]соответственно площадь и высота свесов ригеля.
Определим расчетные пролеты ригеля:
Рисунок 10 – К определению расчетного пролета ригеля
Ригель рассматриваем как свободно опертую балку с максимальным
моментом в середине пролета но при расчете делаем два сечения: по длине
ригеля в зоне максимального момента и по и на опоре в зоне подрезки.
3.2 Расчет прочности нормальных сечений ригеля
Значение момента в сечении по середине длины ригеля:
Рабочая высота сечения ригеля:
Значение коэффициента [pic]
Требуемая площадь арматуры:
Принимаем 2(20 S500 и 2(22 S500 c [pic].
3.3 Расчет прочности наклонных сечений ригеля
В зависимости от ( продольной арматуры назначаем (w = 10мм из
стали класса S240. Шаг хомутов S=150 мм[pic]
Вычисляем поперечную силу VRd которую могут воспринять хомуты и бетон
Т.к. условие выполняется следовательно прочность наклонных
3.4 Построение эпюры материалов
Расчетная схема ригеля представляет собой свободно опертую балку с
максимальным моментом в середине пролета который равняется: [pic].
Построение эпюры материалов ригеля аналогично построению эпюры
материалов второстепенной балки в монолитном варианте.
С целью экономичного армирования и обеспечения прочности сечений ригеля
строим эпюру материалов представляющую собой эпюру изгибающих моментов
которые может воспринять элемент по всей длине. Значение изгибающих
моментов в каждом сечении при известной площади рабочей арматуры вычисляют
где [pic] – площадь сечения арматуры рассматриваемого сечения.
При обрыве стержней с целью обеспечения прочности наклонных
сечений по изгибающему моменту их заводят за сечение где они не требуются
по расчету на длину не менее 20(.
Эпюра материалов должна охватывать эпюру изгибающих моментов.
Определим несущую способность сечения в середине пролета
соответствующую отдельному армированию двумя стержнями (25 S500 и двумя
стержнями (16 S500. Получаем:
3.5 Расчет опорной части ригеля
В связи с уменьшением высоты опорной части ригеля требуется
проверить прочность опорной части ригеля по наклонному ослабленному
сечению на действие поперечной силы задавшись диаметром арматуры
классом и шагом поперечных стержней подрезки. Принимаем (9 S240 [pic] с
Рисунок 11 – Конструкция опорной части ригеля
Усилие воспринимаемое сечением определим по формуле:
[pic]вылет консоли ригеля
[pic]рабочая высота консоли ригеля
[pic]расчетное сопротивление поперечной арматуры.
Тогда получаем: [pic]
Также необходимо определить длину участка на котором должен за
подрезкой сохраняться шаг:
Оставшаяся часть участка ригеля длиной [pic] армируется из
расчета основного сечения то есть по центру ригеля с шагом S = 150мм.
Для определения площади продольной арматуры подрезки вычисляем
изгибающий момент в нормальном сечении:
Значение коэффициента: [pic]
Поэтому рабочую арматуру назначаем конструктивно. Принимаем 2(20 S500
СНБ 5.03.01-02 «Бетонные и железобетонные конструкции». 2. Пособие по
проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких
бетонов без предварительного напряжения арматуры (к СНиП 2.03.01-84). М.
СНиП 2.01.07-05. Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования. М. 1966.
Голышев А.В. Бачинский В.Я. и др. Проектирование железобетонных
конструкции. К.. Будвельнйк 1985.
Кудэис А.П. Железобетонные и каменные конструкции. Часть 12. М.. Высшая
Мандриков А.П. Примеры расчета железобетонных конструкций. М.
ГОСТ 21.503-80. Конструкции бетонные и железобетонные (рабочие чертежи).

Титульникжбк.doc

Министерство образования Республики Беларусь
Министерство образования Российской Федерации
Государственное учреждение высшего профессионального образования
Белорусско-Российский университет
Кафедра “Строительные конструкции здания и сооружения ”
по дисциплине Железобетонные и каменные конструкции”
“Ребристое перекрытие под промышленное и гражданское здания
Пояснительная записка

Содержание.doc

I. Расчет и конструирование междуэтажного ребристого перекрытия в
Выбор рационального расположения главных и второстепенных
Расчет и конструирование монолитной балочной
2. Определение усилий возникающих в плите от внешней
3. Расчет прочности нормальных сечений плиты (подбор сечения рабочей
Расчет и конструирование второстепенной
1 Нагрузки действующие на второстепенную
2 Усилия возникающие в балке от действия внешней
3 Расчет прочности сечений нормальных к продольной оси
4 Расчет прочности второстепенной балки по наклонному
5 Построение эпюры материалов второстепенной
Расчет и конструирование
1 Определение размеров фундамента в
II. Расчет и конструирование ребристого междуэтажного перекрытия в сборном
1 Выбор расположения ригелей и плит. Назначение основных размеров
2 Расчет и конструирование сборной железобетонной
2.1 Нагрузки действующие на
2.2 Определение усилий возникающих в сечениях плиты от действия
2.3 Расчет прочности нормальных
2.4 Расчет прочности сечений наклонных к продольной оси
2.5 Расчет плиты по раскрытию
3 Расчет и конструирование сборного
3.1 Определение нагрузок действующих на
3.2 Расчет прочности нормальных сечений
3.3 Расчет прочности наклонных сечений
3.4 Построение эпюры
3.5 Расчет опорной части

Монолит.doc

Курсовой проект по дисциплине “ Строительные конструкции “
включает в себя расчет и конструирование ребристого перекрытия многоэтажных
гражданских и промышленных зданий в двух вариантах – сборном и монолитном.
В монолитном варианте выполняется компоновка конструктивной схемы
ребристого перекрытия расчет и конструирование плиты и второстепенной
балки а также расчет и конструирование железобетонной внецентренно сжатой
колонны. В сборном варианте выполняется компоновка конструктивной схемы
перекрытия расчет и конструирование ребристой плиты
Выбор рационального варианта производят на основании сравнения
технико-экономических показателей перекрытия в зависимости от назначения
здания конструктивных размеров архитектурного оформления потолка
размеров помещений эксплуатационных требований. При прочих равных условиях
предпочтение отдают варианту с более высокими технико-экономическими
Размеры здания в плане А х В = 34 х 75 м
Тип здания - гражданское
Количество этажей – 5. Высота этажа Нэт = 34м
Характеристики каменных стен:
- марка кирпича – 125
- марка раствора – 75
Район строительства - г. Могилев
Временная полезная нагрузка на перекрытие рН = 355 кН м 2
Таблица 1- Исходные данные
Монолитный вариант Класс бетона Класс рабочей
второстепенные балкиC1620 S400
фундамент С1620 S400
Сборный вариант плиты С1620 S400
I. Расчет и конструирование междуэтажного ребристого перекрытия в
монолитном железобетоне
Выбор рационального расположения главных и второстепенных балок
Выбор рационального варианта производят на основании сравнения технико-
экономических показателей перекрытия в зависимости от назначения здания
конструктивных размеров архитектурного оформления потолка размеров
помещений эксплуатационных требований и т.п. При прочих равных условиях
Для выбора более рационального варианта расположения главных и
второстепенных балок составляется две схемы плана здания. в которых
варьируются направления и величины пролетов главных и второстепенных балок.
При этом пролет главных балок
второстепенных - плиты - ls = ( 17 27 ) м. В
перекрытиях с балочными плитами расположение главных и второстепенных балок
выбирают так чтобы соблюдалось условие lsb ls ≥ 2. Ориентировочно
высоту главных балок можно принимать в пределах hmb =(18 118)
второстепенных hsb =(112 120)lsb . Ширину балок принимают равной b
= (03 05)h . При h ≤ 60 см высоту балок принимают кратной 5 см ; при
h > 60 см - кратной 10 см.
Рекомендуется чтобы крайние пролеты плит и второстепенных балок были
несколько меньше средних но не более чем на 20 % .
Об экономичности варианта разбивки сетки колонн и балок можно судить по
значению приведенной толщины бетона которая представляет собой объем
бетона плиты балок и колонн отнесенный к 1 м2 перекрытия. К разработке
принимается вариант расположения второстепенных и главных балок для
которого приведенная толщина бетона будет наименьшей.
Составляем два варианта расположения главных и второстепенных балок
Схемы вариантов монолитного междуэтажного перекрытия
Толщина плиты перекрытия для обоих вариантов принимаем равной hf’ = 6см.
По эмпирическим формулам профессора А. М. Овечкина вычисляем приведенную
Длина главной балки - [pic]
Длина второстепенной балки - [pic]
Пролет плиты - [pic]
Приведенная толщина бетона главных балок:
где n sb = 6 - количество пролетов второстепенной балки:
Приведенная толщина бетона второстепенных балок:
где n s = 36 - количество пролетов монолитной плиты.
Приведенная толщина бетона колонн:
где n mb = 12 - количество пролетов главной балки;
n = n э - 1 - число этажей передающих нагрузку на расматриваемую
Полная приведенная толщина бетона перекрытия:
h 1red = h mbred + h sbred + h sred + h f
h Ired = 1.88+586+1.11+006= 891 м
hIIred = 2.68+727+1.05+006 = 1106 м
К разработке принимаем I вариант как более экономичный так как h 1red
Высоту главных балок принимаем
ширину b mb = 04 · h mb = 04 · 60 = 24 см принимаем 25 см.
Размеры поперечного сечения второстепенных балок предварительно
[pic] принимаем 40 см.
b sb = 04 · h sb = 04 · 40 = 16 см принимаем 20 см.
Размеры поперечного сечения квадратной колонны принимаем:
b s = H э 12 = 340 12 =28 см принимаем 30 см.
Расчет и конструирование монолитной балочной плиты
1. Нагрузка на 1 м2 перекрытия
Нагрузка действующая на перекрытие состоит из постоянной и
временной. Постоянная нормативная нагрузка g n состоит из веса пола и веса
железобетонной плиты с затиркой цементным раствором снизу (толщиной 05
см). Значение временной нормативной нагрузки p н принимаем по заданию.
Расчетные постоянную "g" и временную "p" нагрузку вычисляют путем умножения
нормативных на соответствующие коэффициенты надежности по нагрузке т. е.
где Y f - коэффициенты надежности по нагрузке.
Полная расчетная нагрузка на 1 м2 перекрытия составит
Подсчет нагрузки производим в табличной форме (табл.1)
Таблица 1. - Нагрузки действующие на 1 м2 плиты
Наименование НормативнаяКоэффициент Расчетная
нагрузки кПа надежности кПа
Штучный паркет 007 135 0094
Мастика 003 135 004
(t=0.002м (=1500 кгм3)
Цементно-песчаная стяжка 027 135 036
(t=0.015м (=1800 кгм3)
Железобетонная плита 15 135 2025
( hf’ = 6см р=25 тм3)
Итого: g n =187 15 g =2519
- постоянная p n =355 p =5325
Полная нагрузка q n=542
( При переходе от плотности к нагрузке использован коэффициент 981 10)
2. Определение усилий возникающих в плите от внешней нагрузки.
Вырезаем полосу плиты шириной 1м перпендикулярно второстепенным
балкам и рассматриваем ее как неразрезную многопролетную балку загруженную
равномерно распределенной нагрузкой интенсивности q = 7844 кН м
(нагрузка на балочную плиту шириной 1 м Ps = q · 1 м = 7844 кПа · 1 м =
Рисунок 2. К определению расчетных пролетов плиты
Расчетные пролеты плиты:
- для средних пролетов
l sr = l s - b sb = 210 – 20 = 190 см
- для крайних пролетов
l s1r = l s1 - a + 05 · c - 05 · b sb = 180 – 20 + 05 · 12 –
Значение максимальных изгибающих моментов определяем по формулам:
на первой промежуточной опоре
в средних пролетах и на средних опорах
Рисунок 3. Расчетная схема плиты и эпюра изгибающих моментов
3. Расчет прочности нормальных сечений плиты (подбор сечения рабочей
Площадь поперечного сечения растянутой арматуры подбирают как для
изгибаемых элементов прямоугольного сечения с одиночной арматурой шириной
b = 100 см и рабочей высотой сечения d = hf - c
[pic] Рисунок 4. Расчетные поперечные сечения плиты
Расчет будем производить используя деформационную модель.
Назначаем толщину защитного слоя с = 20 мм ориентировочно принимаем
диаметр рабочей арматуры плиты d = 6 мм тогда
Подбираем площадь рабочей арматуры в первом пролете.
Вычисляем значение коэффициента (м
где (м = 085 - коэффициент условий работы бетона;
[pic] - расчетная прочность бетона С1620.
Полученное значение (м сравниваем со значением (мlim:
[pic]- расчетное сопротивление арматуры S400.
Находим значение [pic].
Т.к. [pic] то сжатая арматура по расчету не требуется.
На ходим коэффициент [pic]:
Требуемая площадь сечения растянутой арматуры
Находим минимальную площадь сечения рабочей арматуры исходя из минимального
процента армирования ( = 00015%.
As1=138.94мм2 > As.min=55.5мм2.
Принимаем 5( 6 S400 c А s1 = 142 мм2 устанавливаемых в сетку С-1.
Аналогично производим подбор продольной арматуры в других
На первой промежуточной опоре:
As1=216мм2 > As.min=55.5мм2.
Принимаем 8( 6 S400 c А s1 = 226 мм2.
В средних пролетах и на средних опорах изгибающие моменты равны
7 кН·м но как показали исследования кромки плит обычно закреплены от
смещения. В то же время за счет развития значительных изгибных деформаций
удлиняется средняя поверхность плиты и таким образом возникает распор.
Поскольку последний в ряде случаев заметно повышает несущую способность
плиты его целесообразно учитывать при расчете . Для рассматриваемой
конструкции h f l sr = 6 190 = 1 316 1 30 то в плитах
окаймленных по всему контуру монолитно связанными с ними балками
изгибающие моменты в сечениях промежуточных пролетов и над промежуточными
опорами уменьшают на 20 % для учета возникающего распора.
As1=142мм2 > As.min=55.5мм2.
Принимаем 5( 6 S400 c А s1 = 142 мм2.
Распределительную арматуру назначаем не менее 10 % сечения рабочей арматуры
и не менее 3-х стержней на 1 м. пог. плиты.
Принимаем 3 ( 6 S400 с А s = 85 мм2 устанавливаемые в сетках С-3 и С-
Расчет и конструирование второстепенной балки
1 Нагрузки действующие на второстепенную балку
Нагрузка на 1 метр погонный балки:
где ρ = 2500 кг м3 - средняя плотность железобетона;
Y f = 135 - коэффициент надежности по нагрузке.
Рисунок 5 – К определению пролетов второстепенной балки
Расчетные пролеты второстепенной балки определяют согласно
С точки зрения статики второстепенная балка представляет собой
многопролетную неразрезную балку загруженную равномерно распределенной
нагрузкой интенсивности [pic] промежуточными опорами которой служат
главные балки а крайними - стены.
2 Усилия возникающие в балке от действия внешней нагрузки
Расчет второстепенных балок производится с учетом перераспределения
усилий. Значения поперечных сил принимают равными:
на крайней свободной опоре
на первой промежуточной опоре слева
на первой промежуточной опоре справа и на всех промежуточных опорах
В зависимости от схемы расположения временной нагрузки в одном и том
же сечении второстепенной балки могут возникать как положительные так и
отрицательные изгибающие моменты. Для определения этих моментов строят
огибающую эпюру изгибающих моментов используя табличные коэффициенты.
Результаты вычислений сводят в таблицу 3.
Таблица 3 – Значения изгибающих моментов в сечениях балки
ПролетРасстояниЗначения [pic] [pic]Значения М кНм Примечания
ПролетныеОпорные ПролетныеОпорные
положители положители
ьные пролетн ьные пролетн
Первый0 0 43822000 [pic]
Третий0 -0062562885 -3930
Эпюру изгибающих моментов строят для 25 пролета так как все
промежуточные пролеты армируют так как третий. Значения моментов находят
где - коэффициент зависящий от соотношения временной и постоянной
Рисунок 6 – Расчетная схема балки и огибающие эпюры моментов и
3 Расчет прочности сечений нормальных к продольной оси балки
Поперечное сечение второстепенной балки является тавровым при расчете
на пролетные моменты полка тавра находится в сжатой зоне и участвует в
работе при расчете на опорные (отрицательные) моменты – в растянутой зоне
и в работе на прочность не участвует.
В пролете сечение балки рассматриваем как тавровое. Ширину полки тавра
определяем по формуле:
где bc - ширина свеса принимается равным значению меньшему из двух.
Получаем по формуле (25): [pic]
По формуле (26): [pic]
По формуле (24): [pic]см
Случай расположения нейтральной линии определяют по соотношению
между значением изгибающего момента от внешней нагрузки [pic] и моментом
[pic] воспринимаемыv тавровым сечением при условии х = [pic] т. е. при
[pic] - нейтральная линия проходит в полке при [pic] - нейтральная линия
пересекает ребро. Значение [pic] определяют по формуле:
Так как в первом пролете [pic][pic] то нейтральная линия
проходит в полке и расчет производится как для элементов прямоугольного
сечения размерами [pic]
Значение коэффициента [pic] определяем по формуле:
[pic] => арматура в сжатой зоне не требуется.
При [pic] по таблицам СНБ 5.03.01-02 находим [pic]
Требуемую площадь продольной арматуры определяем по формуле:
Принимаем 3 ( 12 арматуры класса S400 c [pic]мм2.
Площадь арматуры в средних пролетах:
Принимаем 3 ( 12 арматуры класса S400 с [pic].
Площадь арматуры на первой опоре:
Принимаем 2( 10 и 2( 12 арматуры класса S400 с [pic]
Площадь арматуры на средних опорах:
Принимаем 3 ( 12 арматуры класса S400 с [pic]
4 Расчет прочности второстепенной балки по наклонному сечению
Второстепенные балки армируют сварными каркасами и в отдельных
случаях отдельными стержнями. В учебных целях в курсовом проекте балку
необходимо заармировать отдельными стержнями. В этом случае наклонные
сечения армируют хомутами и отогнутыми стержнями.
Находим поперечную силу воспринимаемую железобетонным элементом:
[pic] - коэффициент продольного армирования
[pic] - напряжения в бетоне вызванные наличием осевого усилия.
Сначала рассматриваем первый пролет в котором изгибается стержень 1 ( 12
арматуры класса S400 а 2 ( 12 арматуры класса S400идут прямо. В этом
случае рабочая высота сечения равна 374мм.
Площадь арматуры As1 = 339мм2. Учитывая это получаем:
Поперечное усилие в первом сечении равно:
Задаемся углом наклона трещин [pic].
В пределах длины расчетного участка поперечное армирован7ие
расчитывается из условий:
Vrd.sy – расчетная поперечная сила воспринимаемая сечением с
поперечным армированием;
Vrd.max - расчетная поперечная сила воспринимаемая сжатыми подкосами.
Определяем площадь сечения поперечной арматуры учитывая то что
количество поперечной арматуры рассчитывают приняв условие что напряжения
в ней достигают предела текучести:
S – шаг поперечной арматуры. Устанавливаем арматуру на прямом участке
длиной [pic] при высоте балки до 450 мм с шагом не более 150мм и не более
h. Принимаем S=150мм.
[pic] - расчетное сопротивление поперечной арматуры S400.
Принимаем 2 ( 8 арматуры класса S240 [pic].
Где [pic] - коэффициент учитывающий снижение прочности бетона при
сжатии в условиях растяжения.
[pic] - условие выполняется.
Получаем: [pic] - условие выполняется.
Аналогично рассматриваем второе сечение. Для этого рассматриваем крайнюю
опору в которой расположены стержни 2 ( 10 и2 ( 12 арматуры класса S400.
Стержень 1 ( 12 идущий из первого пролета изгибается. В этом случае
рабочая высота сечения находится:
Площадь арматуры As1 = 383мм2. Учитывая это получаем:
Поперечное усилие во втором сечении равно:
Аналогично рассматриваем третье сечение. Здесь расположены стержни 3 (
арматуры класса S400 один из которых изгибается. Рабочая высота сечения
в данном случае равна 374мм.
Поперечное усилие в третьем сечении равно:
На средних участках пролетов назначаем шаг хомутов равный 250 мм что
5 Построение эпюры материалов второстепенной балки
С целью экономичного армирования и обеспечения прочности сечений балки
строим эпюру материалов представляющую собой эпюру изгибающих моментов
которые может воспринять элемент по всей длине. Значение изгибающих
моментов в каждом сечении при известной площади рабочей арматуры вычисляют
где [pic] – площадь сечения арматуры рассматриваемого сечения.
При обрыве стержней с целью обеспечения прочности наклонных
сечений по изгибающему моменту их заводят за сечение где они не требуются
по расчету на длину не менее 20(.
В первом пролете у опор отгибаем верхний стержень ( 12 арматуры S400
и заводим в растянутую зону над промежуточной опорой. По конструктивным
требованиям отгибаем этот же стержень на свободную опору.
Во втором пролете так же у опор отгибаем верхний стержень ( 12
арматуры S400 в растянутые надопорные зоны. Отгибы выполняем под углом
При обрыве стержней с целью обеспечения прочности наклонных сечений по
изгибающему моменту их заводят за сечение где они не требуются по расчету
на длину не менее 20(.
Эпюра материалов должна охватывать эпюру изгибающих моментов.
Определим несущую способность сечения 1-1 соответствующую отдельному
армированию тремя стержнями (12 S400. Получаем:
Определим несущую способность сечения 3-3 соответствующую отдельному
Над первой промежуточной опорой располагаем два стержня (10 S400 и два
стержня (12 S400 один из которых - отогнутый стержень из первого пролета
(12 S400. Определим значения моментов которые может воспринять сечение при
учете отдельно рассмотренных стержней. Получаем:
Над второй промежуточной опорой располагается три стержня (12 S400
один из которых отогнут из смежных пролетов. Определим значения моментов:
Теоретическое место обрыва стержней определяем графическим путем.
Расчет и конструирование колонны
Колонна воспринимает продольную силу от постоянных и временных
длительных нагрузок и продольную силу от кратковременных нагрузок. Для
гражданского здания часть полезной нагрузки равной 15 кН м относим к
кратковременной (вес людей ремонтных материалов).
Вычисляем продольную силу от постоянных нагрузок ( от собственного
веса конструкций перекрытия и покрытия )
n sb = 3 – количество второстепенных балок расположенных в
грузовой площади A гр;
n э = 5 – количество этажей в здании;
[pic] - коэффициент надежности по нагрузке для постоянной нагрузки.
Продольная сила от длительной нагрузки на перекрытие:
где γ f2 = 15 – коэффициент надежности по нагрузке для временной
Продольная сила от кратковременной нагрузки на перекрытие:
Продольная сила от снеговой нагрузки:
Полная продольная сила:
Считаем что колонна защемлена в железобетонном фундаменте на
отметке – 015 м тогда высота колонны составит:
Нк = Нэ + 015 = 34 + 015 = 355 м .
Расчетная длина колонны равна:
Колонна рассматривается с защемленными концами в перекрытии и фундаменте
Расчетная схема колонны.
Определение площади продольной арматуры с симметричным армированием колонны
Колонна изготавливается из бетона класса C2025 продольная арматура из
стали S400 монтажную арматуру принимаем из класса S240. Площадь сечения
рабочей арматуры определяем по формулам внецентренного сжатия при этом
значение эксцентриситета eo принимаем равным случайному эксцентриситету eа.
Значение случайного эксцентриситета назначают равным.
Расчет центрально сжатой колонны производим из условия:
NRd – продольное усилие которое способны воспринять бетон и арматура
[pic] - коэффициент учитывающий влияние продольного изгиба и случайных
Ас – площадь сечения колонны;
Аs.tot – площадь сечения рабочей арматуры колонны;
lcol – расчетная длина колонны:
h – высота сечения колонны;
[pic]Площадь рабочей арматуры колонны:
Принимаем 4 ( 25 S400 с A s.tot = 19.63 см².
Процент армирования:
Назначаем поперечную арматуру:
Диаметр поперечной арматуры должен быть не менее 025 диаметра рабочей
арматуры [pic]. Принимаем стержни ( 8 мм S240.
Шаг поперечной арматуры:
[pic] и [pic]( = [pic]
Принимаем шаг поперечной арматуры S = 500 мм.
В местах стыковки стержней внахлестку [pic]( = [pic]. Принимаем шаг S =
Расчет и конструирование фундамента
1 Определение размеров фундамента в плане
Размеры фундамента в плане определяют из расчета оснований по
деформациям. При этом должно соблюдаться условие:
где Р – среднее давление на грунт;
R – расчетное сопротивление грунта.
Расчет ведется методом последовательного приближения. В первом
приближении определяют размеры подошвы фундамента по условному расчетному
сопротивлению грунта [pic]. При [pic] основание – пески мелкие.
Площадь подошвы фундамента определяем по формуле:
где [pic]нормативное продольное усилие от колонны кН
[pic]средний удельный вес материала фундамента грунта на его
H – глубина заложения фундамента м
Нормативное продольное усилие от колонны:
Глубина заложения фундамента: Н=09+005=095 м.
По конструктивным требованиям принимаем двухступенчатый фундамент с
высотой ступеней 300 мм.
Получаем площадь подошвы фундамента: [pic]
Размеры подошвы фундамента (фундамент квадратный то есть центрально
нагруженный): [pic].
Исходя из конструктивных особенностей принимаем: [pic].
Уточняем расчетное сопротивление грунта R по формуле:
где (С1 и (С2 – коэффициенты условий работы учитывающие особенности
работы разных грунтов в основании фундаментов;
k – коэффициент принимаемый: k=1 – если прочностные характеристики
грунта (( и с) определены непосредственными испытаниями и k=11 – если они
приняты по нормативным таблицам;
kZ – коэффициент принимаемый kZ=1;
b – ширина подошвы фундамента м;
(II и [pic] - усредненные расчетные значения удельного веса грунтов
залегающих соответственно ниже подошвы фундамента (при наличии подземных
вод определяется с учетом взвешивающего действия воды) и выше подошвы
СII – расчетное значение удельного сцепления грунта залегающего
непосредственно под подошвой фундамента кПа;
db – глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола
М( Мq Мс – безразмерные коэффициенты;
d – глубина заложения;
Выполняем расчет с учетом R:
Вновь уточняем расчетное сопротивление грунта R по формуле:
Исходя из конструктивных особенностей окончательно принимаем:
2 Расчет тела фундамента
Высоту фундамента определяют из условия его прочности на
продавливание в предположении что продавливание происходит по поверхности
пирамиды боковые стороны которой начинаются у колонны и наклонены под
углом [pic] к вертикали. Необходимо чтобы контур фундамента охватывал
пирамиду продавливания.
Рисунок 7 – К расчету фундамента.
Рабочая высота центрально-нагруженного фундамента:
Р – давление на грунт без учета веса фундамента и грунта на его
где с – толщина защитного слоя (с=80мм при отсутствии бетонной подготовки)
Т.к. полученная из расчета на продавливание минимальная высота плитной
части фундамента не превышает назначенную ранее по конструктивным
соображениям то принятую высоту фундамента не изменяем.
Поскольку фундамент не имеет поперечной арматуры плитная часть
фундамента должна быть проверена на прочность по наклонному сечению по
условию восприятия поперечной силы бетоном:
где [pic]длина проекции рассматриваемого наклонного сечения значение
которой определяем по формуле:
[pic] условие выполняется.
Армирование фундамента выполняется сварными сетками из арматуры
класса S400 в обоих направлениях.
Площадь арматуры определяют из расчета на изгиб консольного выступа
плитной части фундамента от действия давления грунта в сечениях на грани
колонны и на гранях ступеней.
Изгибающие моменты в расчетных сечениях:
Площадь сечения рабочей арматуры:
- принимаем арматуру с учетом расчетной площади арматуры[pic] и
максимального шага стержней 200 мм.: 10(10 с [pic].шаг 200 мм
устанавливаемые в сетке С-5.
Таблица 4 - Ведомость деталей монолитного перекрытия