• RU
  • icon На проверке: 7
Меню

Монолитное и сборное железобетонные перекрытия многоэтажного здания

  • Добавлен: 24.01.2023
  • Размер: 913 KB
  • Закачек: 0
Узнать, как скачать этот материал

Описание

Монолитное и сборное железобетонные перекрытия многоэтажного здания

Состав проекта

icon
icon
icon Мой_курсовой_проект.dwg
icon Мой_курсовой_проект.bak
icon Мой_курсовой_проект.doc

Дополнительная информация

Контент чертежей

icon Мой_курсовой_проект.dwg

Мой_курсовой_проект.dwg
СХЕМА АРМИРОВАНИЯ ГЛАВНОЙ БАЛКИ Гб-1
СХЕМА АРМИРОВАНИЯ ПЛИТЫ МОНОЛИТНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ Пм-1
Плита монолитная Пм-1
Железобетонные конструкции
СШ-476.270102.6851.10-КП
СПЕЦИФИКАЦИЯ ПЛИТЫ Пм-1 ГЛАВНОЙ БАЛКИ гБ-1

icon Мой_курсовой_проект.doc

Южно-Уральский Государственный Университет
Филиал в г. Снежинске
Кафедра “Гражданского и промышленного строительства”
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
по дисциплине: “Железобетонные и каменные конструкции”
на тему: “Монолитное и сборное железобетонные перекрытия
многоэтажного здания”
Компоновка перекрытия .5
Расчет и конструирование монолитной плиты .6
1. Расчетная схема плиты и нагрузки .6
2. Статический расчет плиты ..7
3. Проверка прочности сечения плиты на действие поперечной силы ..7
4. Расчет на прочность нормальных сечений плиты 8
5. Армирование плиты (конструирование) 9
Расчет и конструирование главной балки 11
1. Расчетная схема балки и нагрузки 11
2. Статический расчет балки с учетом перераспределения усилий 11
3. Проверка достаточности принятых размеров балки 17
4. Подбор продольной арматуры в главной балке и построение эпюры материалов .18
5. Расчет балки на поперечные силы 23
5.1. Расчет прочности балки по бетонной полосе между наклонными сечениями.23
5.2. Расчет прочности балки по наклонным сечениям на действие поперечных сил 24
6. Расчет длин запуска обрываемых в пролете стержней продольной арматуры за точки их теоретического обрыва .26
Список литературы 31
Размеры здания в плане по крайним осям 312х348 м. Расстояние между продольными осями l1=78м. Расстояние между поперечными осями l2=58м. Толщина кирпичных стен 64 см. Привязка внутренней грани наружных стен к осям здания 20 см.
а) бетон тяжелый класса В25
Rвt=120МПа [7таб.13]
gвt=09 коэффицент условий работы бетона т.к. φint=60%[7таб.14]
Плотность r=2500кНм3 [7п2.1]
б) Арматура рабочая продольная:
для плиты класса А-III
для главной балки класса А-III
в) Арматура рабочая поперечная для главной балки класса Вр-I
г) Арматура монтажная:
для плиты класса Вр-I;
для главной балки Вр-I.
Нагрузки (нормативные): временная (полезная)
Нагрузки на перекрытие: V=135 кНм;
Масса конструкции пола: 15 кНм2
Коэффициент надежности по назначению здания: γn=095.
Компоновка перекрытия
– колонны; 2 – главные балки; 3 – второстепенные балки;
– рассчитываемая полоса плиты перекрытия
Вдоль поперечных осей здания расположим главные балки перекрытия с шагом l2=58м второстепенные балки параллельно продольным осям здания с шагом (Приложение 1):
Предварительно зададимся размерами поперечных сечений элементов перекрытия:
- Высота главной балки
- Ширина главной балки
- Высота второстепенной балки
- Ширина второстепенной балки
- Толщина плиты перекрытия назначается по формуле (2):
-Глубина заделки главной балки в наружную стену здания CГ=38см; второстепенной балки CВ=25см; плиты CП=12см.
Расчет и конструирование монолитной плиты
1. Расчетная схема плиты и нагрузки
Вырезаем плиту шириной 1м вдоль цифровых осей и считаем как балку
Так как отношение сторон плиты
то плиту следует рассчитывать как балочную то есть работающую в одном коротком направлении. Для этого вырезаем полосу плиты шириной 1м (приложение 1) и рассчитываем ее по многопролетной неразрезной схеме.
расчетный пролет плиты для средних пролетов вычисляется по формуле (4) для крайних (5):
Собственный вес плиты вычисляется в соответствии с формулой (6):
Нагрузки на плиту (Нм)
Нормативная нагрузка Нм
Расчетная нагрузка Нм
Собственный вес конструкции
Собственный вес пола
Собственный вес перегородок
С учетом коэффициента надежности здания по назначению полная расчетная нагрузка на плиту:
2. Статический расчет плиты
Рис. 3. Расчетная схема и эпюра моментов
Расчетные значения изгибающих моментов в плите определяем с учетом распределения:
a) На первых промежуточных опорах:
б)В среднем пролете:
В средних полосах плиты перекрытия где элементы плиты окаймлены по всему контуру главными и второстепенными балками под влиянием возникающих в них распоров изгибающие моменты могут быть уменьшены на 20 % при условии следовательно в этих элементах плиты можно учесть уменьшение изгибающих моментов:
В средних пролётах и на средних опорах:
Mум =Mср× 08=57317 Нм (9)
3.3. Проверка прочности сечения на действие поперечных сил
gb2jb3bh0 Qп 25 Rbtbh0gb2
где: т.к. тяжелый бетон
коэффициент учитывающий влияние продольных сил
C= 2h0= 2 × 008 = 016 – горизонтальная проекция наклонной трещины [ 6 п 3.31]
jb3= 06 т.к. тяжелый бетон
Qmin= 06 × (1+0) × 09 × 106 × 008 × 09 = 38880Н
Qmax= 25 × 09 × 106 × 1 × 008 = 180000 Н
Максимальная поперечная сила в плите будет действовать на первой промежуточной опоре со стороны крайнего пролёта.
3.4. Расчет на прочность нормальных сечений
Подбор арматуры для М.1
Сечения рассчитываем как прямоугольные с единичной шириной b=1м и высотой h=hП=10см при этом полагаем что армирование плиты будет выполнено сварными рулонными сетками с продольным расположением
рабочей арматуры в рулоне.
X1 - требуемая высота сжатой зоны бетона
Часто при расчетах жб плит полученную высоту сжатой зоны проверяют по предельной высоте:
где - предельная высота сжатой зоны. Но в большинстве случаев это условие всегда выполняется поэтому в данном случае это условие не проверяется.
NS1 – Требуемое усилие в арматуре
Требуемая площадь арматуры A240(12мм) RS=215МПа [7 .таб.22]
Шаг арматурной сетки 200мм A240 диаметр 12мм .
С-2 для момента М-3 - средний пролет средняя опора. Основная сетка.
Примем шаг арматурной сетки 250мм А400 диаметр 12мм .
X3 - требуемая высота сжатой зоны бетона
NS3 – Требуемое усилие в арматуре
Требуемая площадь арматуры
С-3 для момента М-3. Дополнительная сетка.
Примем шаг арматурной сетки 150мм В500 диаметр 5мм .
Выполним проверку прочности принятого армирования плиты в сечении на первой промежуточной опоре при расчетном моменте в сечении М2=104212
Расчетное усилие в основной сетке Nс-1= Rs· As1=215·5655=12158 МПа·см2
Nc-3=Rs·As3=415·1309=5432 МПа·см2
Ns=Nc-1+Nc-3=12158+5432=1759 МПа·см2
определим высоту сжатой зоны при которой уравновешивается это усилие:
X – высота сжатой зоны
Определим плечо внутренней пары сил:
Z=h0пл-05·х=7-05·135=63 см
Несущая способность сечения плиты
Mint =110817 Нм> M2 =104212Нм запас несущей способности сечения плиты обеспечен.
С-4 для момента М-2. Дополнительная сетка.
Примем шаг арматурной сетки 100мм В500 диаметр 5мм .
Nc-2=Rs·As2=415·4524=18775 МПа·см2
Nc-4=Rs·As4=415·1963=8147 МПа·см2
Ns=Nc-2+Nc-4=18775+8147=26921 МПа·см2
Z=h0пл-05·х=7-103=597 см
Mint =160718 Нм> M2 =104212Нм запас несущей способности сечения плиты обеспечен
Согласно расчетам армирование выполняем сварными рулонными сетками с продольным расположением рабочей арматуры в рулоне. Ширину сеток принимаем 2700 мм.
В незаконтуренных полосах плиты (в осях 1-2 и 5-6) принимаем:
Дополнительная сетка С-3:
В законтуренных полосах плиты (в осях 2-5) принимаем:
Дополнительная сетка С-4:
При диаметре арматуры сеток плиты равном или более 10 мм армирование плиты выполняется плоскими арматурными сетками. Для каждой опоры и каждого пролета устанавливается отдельная сетка.
В крайнем пролете момент М2 = 104212 Н·м. полезная высота сечения h0 = 85 см. Требуемая высота сжатой зоны равна
Примем сетку для армирования крайних пролетов плиты
С-1: .(диаметр 14мм шаг 250 мм тип А400)
На первой промежуточной опоре расчетный момент такой же как в крайнем пролете но полезная высота плиты на опоре меньше чем в пролете и равна h0=75 см.
Требуемая высота сжатой зоны равна
Требуемая площадь сечения арматуры А400
Принимаем сетку для армирования сечений плиты на первой промежуточной опоре
С-2: Аs2=7540см2(диаметр 12мм шаг 250мм типА400)
В незаконтуренной полосе плиты изгибающие моменты в пролетах равны
М1=71646 Нм. Определяем для этого момента требуемую высоту сжатой зоны сечения:
Принимаем сетку для армирования средних пролетов плиты
С-3: Аs1=4021см2(диаметр 8мм шаг 125мм типА400)
Требуемая высота сжатой зоны на промежуточных опорах плиты в незаконтуренной полосе:
Принимаем сетку для армирования сечений плиты на промежуточных опорах
С-4: =4524см 2(диаметр 12мм шаг 250мм типА400)
Выполним подбор арматуры арматуры для средних пролетов и опор в законтуренной полосе плиты . Расчетный изгибающий момент в этих сечениях равен М3=57317 Нм
Требуемая высота сжатой зоны для пролетных сечений
Принимаем сетку для армирования средних пролетов плиты в законтуренной полосе
С-5: Аs3= 3231 см2(диаметр 12мм шаг 350мм типА400)
С-6: Аs3опорн= 3770 см2(диаметр 12мм шаг 300мм типА400)
Конструктивные характеристики принятых сеток
Рис. 3. Армирование плиты монолитного перекрытия рулонными сетками
Расчет и конструирование главной балки
1. Расчетная схема главной балки и нагрузки
Главная балка рассчитывается как трехпролетная неразрезная нагруженная двумя сосредоточенными силами в третях каждого пролета в местах расположения второстепенных балок: постоянной – G и временной – P (рис. 4).
2. Статический расчет балки с учетом перераспределения усилий
Выполняем статический расчет главной балки по упругой схеме без учета перераспределения усилий. Для этого строим эпюры моментов в балке от действия постоянной нагрузки и от всех возможных вариантов приложения временной нагрузки. Затем строим эпюры от совместного действия постоянной нагрузки и каждого варианта приложения временной нагрузки.
Вычисляем множители:
- для постоянной нагрузки:
- для временной нагрузки:
j – номер расчетной точки в балке;
i – номер варианта приложения временной нагрузки к балке.
Все вычисления ординат эпюр моментов представлены в таблице 2.
Ординаты эпюр моментов в главной балке (кН·м)
Номер расчетной точки
Рис. 5. Процесс перераспределения эпюры моментов сочетания С4
Рис. 6. Процесс перераспределения эпюры моментов сочетания С1
Рис. 7. Процесс перераспределения эпюры моментов сочетания С2
Рис. 8. Процесс перераспределения эпюры моментов сочетания С3
Рис. 9. Процесс перераспределения эпюры моментов сочетания С5
Рис. 10. Эпюры моментов главной балки после перераспределения усилий
Рис. 11. Огибающая эпюра моментов главной балки
после перераспределения усилий
Ввиду того что эпюры моментов в результате перераспределения усилий изменились изменились также и эпюры поперечных сил в балке. Для построения эпюр новых поперечных сил воспользуемся следующей формулой вычисления величины поперечной силы на каждом участке балки
а – длина участка балки между второстепенными балками м.
Рис. 12. Огибающая эпюра поперечных сил
3. Проверка достаточности принятых размеров балки
Главная балка на восприятие положительных изгибающих моментов работает как тавровое сечение со сжатой полкой а на восприятие отрицательных моментов как прямоугольное сечение при расчете балки с учетом перераспределения усилий должно соблюдаться условие
Очевидно что наибольшая величина высоты сжатой зоны бетона будет наблюдаться в сечении с максимальным отрицательным моментом т.е. на грани опоры балки на колонны. Принимаем размеры сечения колонны 60х60см и определяем величину изгибающего момента на грани опоры.
Условие выполняется следовательно принимаем высоту главной балки .
4.Подбор продольной арматуры в главной балке и построение эпюры материалов
Рис.13. Общий принцип армирования главной балки
) Сечения в крайнем пролете
Определение момента воспринимаемого 3 стержнями 22А-II и 3 стержнями 25А-II
Обрываем 1 стержень и определяем несущую способность 2 стержней 22А-II и 3 стержней 25А-II
Обрываем 1 стержень и определяем несущую способность 2 стержней 22А-II и 2 стержней 25А-II
Обрываем 2 стержня и определяем несущую способность 2 стержней 25А-II
Таким образом получены ординаты эпюры материалов в крайнем пролете балки по положительным моментам (рис. 14).
В верхней зоне балки армирование выполняем из трех стержней 12А-II входящих в состав верхней арматуры пролетных каркасов балки крайнего пролета К-1 (2шт.) и К-2 (1шт.) (рис. 13). Определим несущую способность этой арматуры по отрицательным моментам:
) Сечения в среднем пролете
Подбираем нижнюю арматуру среднего пролета балки.
Определение момента воспринимаемого 2 стержнями 18А-II и 2 стержнями 20А-II
Обрываем 2 стержня и определяем несущую способность 2 стержней 20А-II
В среднем пролете балки могут действовать также отрицательные изгибающие моменты М=154200 Н·м (рис. 11). Для восприятия таких моментов в верхней зоне балки устанавливаем 218А-II и 220А-II .
Момент воспринимаемый 2 стержнями 18А-II и 2 стержнями 20А-II:
Следовательно несущая способность принятого сечения достаточна.
) Сечение на средней опоре
На средней опоре главная балка работает со сжатой зоной в ее ребре поэтому расчет ведем для прямоугольного сечения балки на действие изгибающего момента
Определение момента воспринимаемого 2 стержнями 22А-II и 2 стержнями 28А-II
Обрываем 2 стержня и определяем несущую способность 2 стержней 28А-II
Теперь мы имеем все необходимые данные для построения эпюры материалов главной балки (рис. 14).
Рис. 14.Эпюра материалов главной балки
5. Расчет балки на поперечные силы
5.1. Расчет прочности балки по бетонной полосе между наклонными сечениями
Принимая для наклонных сечений балки полезную высоту h0=70см вычисляем несущую способность бетонной полосы:
Из рис.12 видно что максимальная поперечная сила в главной балке равна 2882 кН что меньше следовательно прочность главной балки по бетонной полосе между наклонными сечениями в любом месте балки обеспечена.
5.2. Расчет прочности балки по наклонным сечениям
на действие поперечных сил
Расчет поперечной арматуры на участке 1:
Требуемая несущая способность поперечной арматуры на этом участке
Величина проекции наиболее опасного наклонного сечения
Принимаем с=128см. Тогда требуемая несущая способность поперечной арматуры будет равна
Так как в каркасах К-1 наибольший диаметр продольных стержней равен 25мм то для поперечной арматуры из условий свариваемости принимаем арматуру 28 А240 (Rsw=170МПа) Аsw=1005см2 шаг поперечной арматуры примем s=150мм.
Расчет поперечной арматуры на участке 3:
На этом участке балки поперечная арматура состоит из поперечной арматуры каркасов К-1 и поперечной арматуры каркасов К-4.
Для каркасов К-1 на участке 3 примем такое же поперечное армирование как на участке 1 (). Тогда несущая способность поперечной арматуры каркасов К-4 должна быть не менее
Так как в каркасах К-4 наибольший диаметр продольных стержней равен 28мм то для поперечной арматуры из условий свариваемости принимаем арматуру 210 А240 (Rsw=170МПа) Аsw=1571см2 шаг поперечной арматуры примем s=200мм.
Расчет поперечной арматуры на участке 4:
На этом участке балки поперечная арматура состоит из поперечной арматуры каркасов К-4 и поперечной арматуры каркасов К-3.
Для каркасов К-4 на участке 4 примем такое же поперечное армирование как на участке 3 (). Тогда несущая способность поперечной арматуры каркасов К-3 должна быть не менее
Так как в каркасах К-3 наибольший диаметр продольных стержней равен 20мм то для поперечной арматуры из условий свариваемости принимаем арматуру 25 В500 (Rsw=300МПа) Аsw=0393см2 шаг поперечной арматуры примем s=300мм.
Согласно конструктивным требованиям [2] шаг поперечной арматуры в изгибаемых элементах принимается не более 300 мм на приопорных участках и не более 075h0=075·64==48см и не более 50см на участках где поперечная арматура не нужна по расчету. Такими участками в нашей балке являются участки 2 и 5 (см. рис. 14).
6. Расчет длин запуска обрываемых в пролете стержней продольной арматуры за точки их теоретического обрыва
Для обеспечения прочности наклонных сечений главной балки по изгибающим моментам обрываемые в пролете стержни продольной арматуры необходимо завести за точку теоретического обрыва на расстояние
Q – поперечная сила в точке теоретического обрыва стержня;
Qsw – несущая способность поперечного армирования балки в точке теоретического обрыва;
d – диаметр обрываемого стержня.
Общая длина запуска стержня за точку теоретического обрыва должна быть не менее 20d и не менее 250мм.
На участке 1 главной балки имеем:
На участке 2 главной балки имеем:
На участке 3 главной балки имеем:
На участке 4 главной балки имеем:
На участке 5 главной балки обрывов продольной арматуры нет.
На рис. 14 указаны найденные длины запуска стержней продольной арматуры за точки теоретического обрыва а на рис. 15 схема расположения и рабочие чертежи арматурных каркасов главной балки.
Рис. 15. Арматурные каркасы главной балки и их размещение
СНиП 2.03.01-84*. Бетонные и железобетонные конструкции Госстрой СССР. – М.: ЦИТП Госстроя СССР 1989. – 80 с.
Свод правил по проектированию и строительству СП 52-101-2003. Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры. – М.: ФГУП ЦПП 2005. – 54 с.
В.Г. Колбасин. Расчет и конструирование монолитного железобетонного перекрытия колонны и фундамента: учебное пособие. – Челябинск: Изд-во ЮУрГУ 2007. – 53с.
up Наверх