Проектирование монолитного железобетонного перекрытия

ЖБК .docx

ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПЕРЕКРЫТИЯ ДОМА РАДИО И ТЕЛЕВИДЕНИЯ3
1. Первый вариант с поперечным расположением главных балок3
2. Второй вариант с продольным расположением главных балок4
РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИЙ ПЕРЕКРЫТИЯ6
1. Назначение размеров поперечных сечений плиты и балок6
2. Расчёт плиты перекрытия6
3 Расчёт арматуры плиты8
4. Расчёт второстепенной балки9
ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПЕРЕКРЫТИЯ ДОМА РАДИО И ТЕЛЕВИДЕНИЯ
Рассмотрим два варианта монолитного железобетонного перекрытия с продольным и с поперечным расположением главных балок.
1. Первый вариант с поперечным расположением главных балок
Таблица 1.1 - Основные параметры конструкций
Конструктивный элемент
Второстепенная балка
Приведённая толщина перекрытия hпр необходима для сравнения вариантов и выбора перекрытия с меньшим расходом бетона. Приведённая толщина перекрытия определяется путём распределения бетона конструктивных элементов по площади перекрытия по формуле
hпр = hп + hв + hг + hк
где hп hв hг hк – приведённые толщины плиты второстепенной главной балок и колонн соответственно.
Приведённая толщина плиты
где р = 30 кПа – временная нормативная нагрузка центра подготовки и повышения квалификации водителей
Приведённая толщина второстепенной балки
Приведённая толщина главной балки
Приведённая толщина колонн не учитывается так как в обоих вариантах hк одинакова.
Приведённая толщина перекрытия по первому варианту
hпр = (009827 + 003955 + 001123) м = 0149 м.
Рисунок 1 - Первый вариант монолитного железобетонного перекрытия
2. Второй вариант с продольным расположением главных балок
Таблица 1.2 - Основные параметры конструкций
Приведённая толщина перекрытия по второму варианту
hпр = (01115 + 003676 + 001372) м = 016198 м.
Так как приведённая толщина перекрытия первого варианта меньше (016198 м > 0149 м) к расчёту принимается первый вариант.
РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИЙ ПЕРЕКРЫТИЯ
1. Назначение размеров поперечных сечений плиты и балок
Высота сечения балок h включая толщину плиты принимается для второстепенных балок в пределах (112 .120) Lв а для главных – (18 115)Lг. Ширина сечения балок b принимается равной 04 05h. Размер сечения колонн принимают не менее ширины главной балки и не менее 25×25 см2.
Второстепенная балка:
Принимаем: толщину плиты равной 8 см сечение второстепенной балки: 30×55 см сечение главной балки: 45×90 см колонны: 45×45 см.
2. Расчёт плиты перекрытия
Расчётная схема плиты изображена на рисунке 3 и представляет собой многопролётную неразрезную балку промежуточными опорами которой служат второстепенные балки а крайними – стены здания.
Рисунок 3 - Расчётная схема и эпюра моментов плиты
Для крайнего пролёта плиты расчётный пролёт равен расстоянию от оси опоры на стене до грани ребра балки (рисунок 4) и определяется по формуле Lр1 = L – 0.5b + 05 Lsup = 315 – 05 · 03 + 05 · 012 = 306 м.
Рисунок 4 - Крайний пролёт плиты
Расчётные пролёты промежуточных плит равны расстояниям в свету между рёбрами балок: Lpi = Lpi – b.
Сбор нагрузки на плиту сведен в таблицу 2.1.
Таблица 2.1 - Сбор нагрузки на плиту кПа
Постоянная нагрузка g
Цементно-песчаная стяжка
Подготовка из цементно-песчаного раствора
Временная нагрузка P
Для центра подготовки и повышения квалификации водителей
ИТОГО полная нагрузка
С учётом коэффициента надёжности
по ответственности здания γn = 095
Определяем расчётную нагрузку
Расчёт статически неопределимой многопролётной железобетонной плиты выполняется как балки с учётом перераспределения усилий с применением статического принципа метода предельного равновесия:
Положительный момент в средней части крайних пролётов
Отрицательный момент над вторыми от края опорами
Положительный момент в промежуточных пролётах
Отрицательный момент над промежуточными опорами
3 Расчёт арматуры плиты
Исходные данные: класс бетона В15 класс арматуры Вр-I (прокатывается проволока диаметрами 3 4 5 мм).
Призменная прочность бетона с учётом длительного действия нагрузки
Rb = R1bγb2 = 85 · 09 = 765 МПа.
Рабочая высота сечения плиты
h0 = hпл – Δзс – 05d = 8 – 1 – 05 · 05 = 68 cм
где d = 5мм – диаметр арматуры; Δзс = 1 cм – защитный слой бетона для плит.
Расчёт арматуры в промежуточных пролётах
● безразмерный параметр
● относительная высота сжатой зоны
● требуемое сечение арматуры
По таблице площадей сортамента арматуры принимаем 105 с шагом .
Расчёт арматуры в крайних пролётах и над вторыми опорами
требуемое сечение арматуры
Принимаем 2 сетки 105 с шагом .
4. Расчёт второстепенной балки
Расчётная схема представляет собой неразрезную трёхпролётную балку крайними опорами которой являются стены а промежуточными – главные балки. Балка загружена равномерно распределённой постоянной и временной нагрузкой.
Расчётная длина крайнего пролёта равна расстоянию от оси опоры на стене до грани главной балки:
Lp1 = L – 05bг + 05 Lsup = 7 – 05 · 045 + 05 · 025 = 69 м
где Lsup = 025 м (длина одного кирпича) – глубина опирания балки на стену при высоте балки hв ≤ 50 см.
Расчётные длины промежуточных пролётов равны расстояниям в свету между гранями главных балок:
Lp2 = L – bг = 7 – 045 = 655 м.
Расчётная погонная нагрузка на балку
Постоянная нагрузка
Вес пола и плиты gLп = 642 · 32 = 20544 кНм
вес ребра балки 11 · 25bв(hв – hп) = 11 · 25 · 03 (055 – 008) = 3877 кНм.
ИТОГО постоянная нагрузка:
Полная расчётная нагрузка с учётом коэффициента надёжности по ответственности здания γn = 095: 095(2443 + 1152) = 3595 кНм.
Отношение временной нагрузки к постоянной .
Расчёт балки на прочность по нормальным сечениям
Положительный момент в крайних пролётах
Отрицательный момент на первой промежуточной опоре
Здесь Lpmax принимается равным большему значению: Lp1 или Lp2 .
Положительный момент в среднем пролёте
Эпюра моментов приведена на рисунке 6.
Расчёт рабочей продольной арматуры балки
Метод предельного равновесия с учётом перераспределения усилий возможно применять когда невозможно хрупкое разрушение сжатой зоны бетона балки на опоре. При этом относительная высота сжатой зоны бетона не должна превышать .
Из этого условия определим минимальную высоту сечения балки в данном случае:
Так как принятая высота балки hв = 055 м > hmin = 053 м это условие удовлетворяется.
Расчёт нижней арматуры в первом пролёте
Полка балки (плита) в середине пролёта находится в сжатой зоне. Поэтому сечение балки имеет форму тавра. Необходимо определить ширину полки bf тавра вводимую в расчёт.
Рисунок 6 - Тавровое сечение второстепенной балки
Ширина полки bf вводимая в расчёт принимается из условия что свесы полки в каждую сторону от ребра должны быть не более 16 пролёта балки: м а также не более расстояния между рёбрами балок по осям 315 м. Принимаем к расчёту bf = 263 м.
При расположении арматуры в один ряд расстояние от нижней грани балки до центра тяжести сечения рабочей арматуры назначается в расчёте равным 4 см а в два ряда 5 см.
Принимаем расположение арматуры в два ряда. В этом случае
см и высота рабочего сечения h0 = h – 55 – 5 = 50 cм.
Вычисляется безразмерный параметр
Относительная высота сжатой зоны
Требуемое сечение арматуры
Принимаем 418 А-III Аs = 1018 cм2 .
Расчёт верхней арматуры на первой промежуточной опоре
Так как здесь растянутая зона вверху а сжатая – внизу ширина сжатой зоны равна ширине ребра балки bв = 30 см. Высота рабочего сечения h0 = h – = 55 – 8 = 47 cм. Здесь hп = 8 см.
Принимаем 418 А-III Аs = 1018 cм2.
Шаг поперечной арматуры принят равным 15 см.
Расчёт нижней арматуры во втором пролёте
при h0 = 55 – 4 = 51 cм
Принято 414 А-III Аs = 616 см2.
Расчёт балки на прочность по наклонным сечениям
Разрушение балки может произойти по наклонному сечению от действия поперечной перерезывающей силы Q. При этом сопротивляются такому разрушению поперечная арматура каркасов и бетон сжатой зоны.
Вычисляем максимальные поперечные силы и строим эпюру Q.
Перерезывающие силы в балке:
QА = 04 (g + p) Lp1 = 04 · 3595 · 69 = 9922 кН
QБЛ = 06 (g + p) Lp1 = 06 · 3595 · 69 = 14083 кН
QБП = 05 (g + p) Lp2 = 05 · 3595 · 655 = 11774 кН.
Рисунок 8 - Эпюра перерезывающих сил
Расчёт на действие Qmax = QБЛ в сечении балки у опоры Б слева
Назначаем диаметр поперечной арматуры в каркасе К1 по соотношению диаметров при выполнении контактной точечной сварки. В данном случае при продольной арматуре 18 мм минимальным может быть 5 Вр-I (Rsw = 290 МПа).
По правилам конструирования шаг поперечных стержней может быть принят равным на приопорных участках:
Принимаем на приопорных участках S = 15 см а в средней части пролёта – не более cм окончательно принимаем
Вычисляем интенсивность усилий в хомутах на единицу длины балки:
где Аsw = 039 cм2 – площадь сечения двух 5 Вр-I (по числу плоских каркасов).
Из условия минимального армирования
Здесь f = 0так как полка балки возле промежуточной опоры расположена в растянутой зоне.
Так как принятое количество поперечной арматуры более минимального значения (754 > 6075 кНм) оставляем диаметр проволоки 5 мм.
Проекция опасной наклонной трещины С0:
где = φb2 b Rbt = 2 · 03 · 0675 · 047*047 = 895 кН.
Так как С0 = 109 м > 2h0 = 2 · 047 = 094 м в расчёте принимается
Несущая способность поперечной арматуры: Qsw = qswC0 = 754 · 094 = = 7088 кН.
Определим проекцию опасного наклонного сечения С величина которого необходима для расчёта несущей способности сжатой зоны бетона.
Так как С0 = 2 h0 величина
но не более С ≤ 333h0 = 333 · 047 = 156 м. Принимаем С = 156 м.
Эквивалентная равномерно распределённая нагрузка
Несущая способность сжатой зоны бетона:
Полная несущая способность балки по наклонному сечению
Qнес = Qb + Qsw = 574 + 7088 = 12868 кН.
Так как QБЛ = 14083 кН > Qнес = 12868 кН условие прочности балки по наклонному сечению не выполняется.
Тогда принимаем 25 Вр-I(Rsw = 290 МПа).
кНм что более 6075 кНм.
Так как С0 = 079 м > 2h0 = 2 · 038 = 076 м в расчёте принимается
Qsw = qswC0 = 1131 · 076 = 8596 кН.
Qнес = Qb + Qsw = 574 + 8596 = 14336 кН.
Так как QБЛ = 14083 кН Qнес = 14336 кН условие прочности балки по наклонному сечению выполняется.
Расчет поперечной арматуры у опоры А на действие перерезывающей силы QА.
При продольной арматуре 18 мм минимальным может быть 5 Вр-I(Rsw = 290 МПа).
Так как С0 = 119 м > 2h0 = 2 · 047 = 094 м в расчёте принимается
Несущая способность поперечной арматуры: Qsw = qswC0 = 754 · 094 = = 709 кН.
но не более С ≤ 333h0 = 333 · 047 = 156 м. Принимаем С = 15 м.
Qнес = Qb + Qsw = 597 + 709 = 1306 кН.
Так как QА = 9922 кН Qнес = 1306 кН условие прочности балки по наклонному сечению выполняется.
Расчёт на действие QБП в сечении балки у опоры Б справа
При продольной арматуре 14 мм минимальным может быть 4 Вр-I(Rsw = 290 МПа).
кНм что менее 6075 кНм.
Так как принятое количество поперечной арматуры менее минимального значения (483 > 6075 кНм) увеличиваем диаметр проволоки 5 мм.
Получаем интенсивность усилий в хомутах на единицу длины балки:
Qнес = Qb + Qsw = 597 + 709 = 1306 кН.
Так как QБП = 11774 кН Qнес = 1306 кН условие прочности балки по наклонному сечению выполняется.
Построение эпюры материалов
Эпюра материалов показывает несущую способность балки вдоль её пролёта в каждом сечении и позволяет более экономично с минимальным расходом арматуры обеспечить прочность балки.
Положительные моменты в первом пролёте:
Положительные моменты во втором пролёте:
Точки окончания эпюр положительных моментов у промежуточных опор располагаются на расстоянии 015.
В данном случае отношение временной нагрузки к постоянной. Учитывая что 6 = 9 7 = 8 10 = 5 так как балка симметрична относительно середины второго пролёта вычисляем ординаты отрицательных моментов.
Таблица 2.2 - Коэффициенты и положительные моменты для точек
Таблица 2.3 - Коэффициенты и отрицательные моменты для точек
Отрицательный момент для 5-й точки:
где Lpmax – больший из двух пролётов Lp1 или Lp2.
Моменты для остальных точек .
Вычисляется расстояние от ребра главной балки до точки окончания отрицательной эпюры моментов на опоре:
Для построения эпюры материалов необходимо выполнить расчёты несущей способности балки в тех же сечениях где определялись изгибающие моменты от нагрузки: в середине первого пролёта на первой промежуточной опоре в середине второго пролёта.
Несущая способность балки в середине первого пролёта (418 А-III
Аs =1018 cм2 = 003 h0 = 050 м):
Несущая способность балки на первой промежуточной опоре (418 А-III Аs = 1018 cм2 = 028 h0 = 047 м);
Несущая способность балки в середине второго пролёта (414 А-III Аs = 616 cм2 = 0018 h0 = 051 м).
Далее выполняется построение эпюры материалов.
На тех участках где арматура не нужна её обрывают но при этом протягивают далее места теоретического обрыва (МТО) на длину не менее величины W что необходимо для обеспечения прочности наклонных сечений на действие изгибающего момента при наличии поперечной арматуры. При этом поперечная арматура расположенная в пределах длины W компенсирует работу оборванной части продольной арматуры.
Во всех случаях необходимо выполнение условия:
где Q – поперечная сила в МТО продольных стержней; – интенсивность усилий в поперечной арматуре; d – диаметр обрываемого стержня.
Рассмотрим последовательность построения эпюры материалов.
В масштабе выполняются эпюры огибающих моментов и поперечных перерезывающих сил.
На эпюре моментов откладываются ординаты несущих моментов и проводятся горизонтальные линии. Так как ординаты моментов уменьшаются вдоль пролёта от мест их расчёта часть арматурных стержней можно оборвать.
Из четырёх стержней (4 18) армирующих нижнюю растянутую зону в первом пролёте обрывают два. Заметим что здесь несущая способность больше максимального момента: Мнес 418 = 183 кНм > М1 = 623 кНм.. Несущая способность Мнес 2 212 составляет 05 Мнес 1 = 325 кНм.
На графике откладываем ординату Мнес 2 212 и проводим вторую линию.
Несущая способность Мнес оп = 547 кНм больше изгибающего момента Моп = 490 кНм.
В сечениях с МТО по эпюре Q графически определяются величины поперечных сил и по известным диаметрам поперечной арматуры и её шагу вычисляются интенсивности усилий:
в четвертях пролётов
в средней части пролётов
Рассчитываются удлинения обрываемых стержней W. Результаты расчётов приведены в таблице 2.4.
Таблица 2.4 - Удлинения обрываемых стержней W
Проектирование монолитного железобетонного перекрытия: учеб. Пособие В.А. Танаев. – 2-е изд. доп. – Хабаровск: Изд-во ДВГУПС 2013. – 59 с. : ил.
Руководство по расчёту статически неопределимых железобетонных конструкций НИИЖБ Госстроя СССР. – М. : Стройиздат 1975.
СНиП 2.03.01-84* Бетонные и железобетонные конструкции Минстрой России. – М. : ГП ЦПП 1996. – 77 с.
Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжёлого бетона НИИЖБ Госстроя СССР. – М. : Стройиздат1978. – 174 с.
Рекомендации по проектированию монолитных железобетонных перекрытий со стальным профилированным настилом НИИЖБ Госстроя СССР ЦНИИ Промзданий Госстроя СССР. – М. : Стройиздат 1987. – 41 с.
Металлические конструкции. В 3 т. Т. 1. Элементы конструкций : учеб. для строит. вузов В.В. Горев Б.Ю. Уваров В.В. Филиппов [и др.] ; под ред. В.В. Горева. – М. : Высшая шк. 2004. – 551 с.
СНиП II-23-81*Стальные конструкции. – М. : ЦИТП Госстроя России 1998. – 96 с.

ЖБК чертеж.dwg

План жб перекрытия на отм. +2.800. Сечения 1-1
Проектирование монолитного железобетонного ребристого перекрытия с балочными плитами
КР 080301.65.02.01-441-АС
ДВГУПС кафедра "Строительные конструкции
здания и сооружения" 2015
План жб перекрытия на отм. +2.800
Спецификация элементов перекрытия
Балка второстепенная
-2. Узел опирания балки
Схема армирования плиты. Разрез 1-1
Схема армирования плиты арматурными сетками
Примечания 1. Общие указания см. лист 1. 2. Арматуру соединять между собой вязальной проволокой Ф3 В500.
Ведомость рабочих чертежей. Общие указания.
принятые в рабочих чертежах
соответствуют требованиям экологических
санитарно-гигиенических
эстетико-психологических и других норм
действующих на территории Российской Федерации и обеспечивают безопасную для жизни и здоровья людей эксплуатацию объекта при соблюдении предусмотренных рабочими чертежами мероприятий.
Общие указания 1. Проект на устройство монолитного железобетонного ребристого перекрытия с балочными плитами выполнен с соблюдением норм СП 63.13330.2012 "Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения"
СП 20.13330.2011 "Нагрузки и воздействия". 2. Для обеспечения безопасности работ должны соблюдаться требования СНиП 111-4-80* "Техника безопасности в строительстве".
Схема армирования Б2
Схема армирования Б3
Спецификация элементов
Ведомость рабочих чертежей основного комплекта АС
Ведомость деталей. Ведомость расхода стали.
Узел опирания балки.
Ведомость деталей. Ведомость расхода стали
Ведомость расхода стали