Проектирование сборного ж/б перекрытия, расчет неразрезного ригеля, расчет колонны, расчет фундамента

круглые пустоты переделка 1.dwg

План перекрытия (1:200)
Схема армирования второстепенной балки (1:20)
ЯГТУ 270102.65-020 КП
Ригель Р-1 (1:25) (опалубка)
Ригель Р-1 (1:25) (армирование)
Ригель Р-2 (1:25) (опалубка)
Ригель Р-2 (1:25) (армирование)
ЯГТУ 270102.65-33 КП
Железобетонные конструкции
-х этажное производственное здание с неполным каркасом
Армирование плиты монолитного перекрытия (1:20)
Армирование второстепенной балки (1:20)
Фундамент Ф-1 (1:25)
втопленный в битум - 15
Четыре слоя рубероида на битумной мастике
Выравнивающий слой из цементно-песчаного р-ра - 15
Плиты из крупнопористого керамзитобетона - 100
Обмазочная пароизоляция
Жб ребристые плиты 6х3м - 300
Мелкозернистый тяжелый бетон замоноличивания В15
Стальная закладная деталь колонны МД-1
Вставка из арматуры ø20 А500 L=150
Выпуск продольной арматуры ригеля
Стальная закладная деталь колонны
Стальная закладная деталь ригеля
Выпуск продольной арматуры колонны
Центрирующая пластина 80х80х20
Закладная деталь ригеля
ЯГТУ 270102.65-033 КП
Труба пластиковая ø25
Труба пластиковая ø20
Ригель Р-1 (армирование) (1:25)
Ригель Р-1 (опалубка) (1:25)
Ригель Р-2 (армирование) (1:25)
Ригель Р-2 (опалубка) (1:25)
Колонна К-1 (опалубка) (1:20)
Колонна К-1 (армирование) (1:20)
Ср 3В500-350 114х564 20 3В500-250 70
Средн риг ø22А500 L=6050
Крайн риг ø22А500 L=5445
Спецификация элементов
Ведомость расхода стали на один элемент
Общий расход стали кг

круглые пустоты переделка 1 2004.dwg

План перекрытия (1:200)
Схема армирования второстепенной балки (1:20)
ЯГТУ 270102.65-020 КП
Ригель Р-1 (1:25) (опалубка)
Ригель Р-1 (1:25) (армирование)
Ригель Р-2 (1:25) (опалубка)
Ригель Р-2 (1:25) (армирование)
ЯГТУ 270102.65-33 КП
Железобетонные конструкции
-х этажное производственное здание с неполным каркасом
Армирование плиты монолитного перекрытия (1:20)
Армирование второстепенной балки (1:20)
Фундамент Ф-1 (1:25)
втопленный в битум - 15
Четыре слоя рубероида на битумной мастике
Выравнивающий слой из цементно-песчаного р-ра - 15
Плиты из крупнопористого керамзитобетона - 100
Обмазочная пароизоляция
Жб ребристые плиты 6х3м - 300
Мелкозернистый тяжелый бетон замоноличивания В15
Стальная закладная деталь колонны МД-1
Вставка из арматуры ø20 А500 L=150
Выпуск продольной арматуры ригеля
Стальная закладная деталь колонны
Стальная закладная деталь ригеля
Выпуск продольной арматуры колонны
Центрирующая пластина 80х80х20
Закладная деталь ригеля
ЯГТУ 270102.65-033 КП
Труба пластиковая ø25
Труба пластиковая ø20
Ригель Р-1 (армирование) (1:25)
Ригель Р-1 (опалубка) (1:25)
Ригель Р-2 (армирование) (1:25)
Ригель Р-2 (опалубка) (1:25)
Колонна К-1 (опалубка) (1:20)
Колонна К-1 (армирование) (1:20)
Ср 3В500-350 114х564 20 3В500-250 70
Средн риг ø22А500 L=6050
Крайн риг ø22А500 L=5445
Спецификация элементов
Ведомость расхода стали на один элемент
Общий расход стали кг

пустотка переделка 1.docx

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Ярославский государственный технический университет»
Кафедра «Строительные конструкции»
Руководитель: Теренина Г.Ю.
Конструирование железобетонных изделий
Пояснительная записка к курсовому проекту
по дисциплине «Основы конструирования и проектирования»
Нормоконтролер Работу выполнил
Проектирование сборного железобетонного перекрытия . ..4
1. Составление разбивочной схемы 4
3 Расчет неразрезного ригеля . 17
4 Расчет колонны . 27
5 Расчет фундамента под сборную колонну . 31
ЯГТУ 270102.65-033 КП
Железобетонные конструкции
Проектирование сборного железобетонного перекрытия
1. Составление разбивочной схемы
Номинальный пролет плит принимаем равным расстоянию между осями их опор.
Рекомендуемые размеры плит по ширине – 11-15.
Рекомендуемые размеры плит по длине (пролет плиты) – 5-7м.
Согласно заданию длина проектируемого здания составляет 30м что позволяет разместить 5 плит (считая по длинной стороне). Длина плиты с учетом опирания крайних плит в стену на 120мм составит:
Длину плиты округляем кратно
опирания крайних плит в стену на 120мм
Исходя из ширины проектируемого здания и основываясь на рекомендуемой длины ригеля (5-7м) определяем количество пролетов здания деля ширину здания на 3 части.
В данном проекте принимаем плиты двух типов размеров:
Номинальной ширины: 12 и 13 м
Расчет ведем для плит большей ширины: 1300мм
ЯГТУ 270102.65-020 КП
Рисунок 1 - Схема раскладки плит
2.1. Установление размеров плиты
В пустотных плитах минимальная толщина полок равняется 31мм.
Минимальная толщина нижнего пояса (расстояние от нижней грани плиты до круглого выреза) – 30 мм.
Минимальная толщина полок – 25мм.
Минимальное расстояние от боковой грани до первого выреза – 70мм.
Согласно приведенным выше требованиям проектируем сечение плиты:
Рисунок 2 - Схема сечения плиты перекрытия
Площадь поперечного сечения плиты:
Собственный вес плиты на 1м ширины:
2.2. Определение расчетных и нормативных нагрузок на плиту П-1
Задаемся прямоугольным ригелем
Согласно рис.3 определяем величину расчетного пролета:
Рисунок 3 – К определению расчетного пролета
Таблица 1 – Сбор нагрузок на плиту
Наименование нагрузки
Значение (γf =1) кНм2
Расчетное значение кНм2
Собственный вес пола: выравнивающая цп стяжка (15 мм) керамогранит на плиточном клее;
Собственный вес плиты перекрытия.
2.3. Определение внутренних силовых факторов
Находим значение максимального момента от полной расчетной нагрузки:
=130м – номинальное значение ширины плиты т. к. учитывается полное заполнение продольных швов;
Находим момент в середине пролета от полной нормативной нагрузки:
Находим момент от кратковременно действующей нагрузки:
Находим момент от длительно действующей нормативной нагрузки с учетом раскрытия трещин:
Находим величину расчетной поперечной силы на опоре:
2.4. Расчет нормальных сечений по прочности
2.4.1. Подбор материалов
- бетон класса B25 с характеристиками: ;
- продольная рабочая арматура – А400 с характеристиками: ;
- поперечная арматура – В500 с характеристиками: .
2.4.2. Приведение сечения к эквивалентному
Рабочая высота сечения: .
Находим высоту полки с учетом допущения того что сторона приведенного прямоугольного отверстия равна 09d
следовательно в расчете учитывается вся ширина сжатой полки:
Расчетная ширина ребра:
Рисунок 4 – Схема эквивалентного сечения плиты
2.4.3. Определение положения нейтральной оси
Условие выполняется следовательно нейтральная ось проходит в полке и расчет разрешается выполнять как для элемента прямоугольного сечения.
Ширина сечения равняется ширине сжатой полки.
2.4.4. Определение необходимости постановки арматуры в сжатой зоне
Наблюдается первый случай разрушения железобетона по (разрушение по арматуре).
Высота сечения элемента достаточна для восприятия расчетного момента. Постановка арматуры в сжатой зоне по расчету не требуется.
2.4.5. Определение требуемого количества арматуры в растянутой зоне
Принимаем 420 А400 мм2;
Запас не превышает установленной нормы.
2.4.6. Конструирование плиты:
При обеспечении защитного слоя бетона учитываем что этот слой должен быть больше 25мм в условиях повышенной влажности (≥75%) и больше диаметра продольной арматуры. Расстояние в свету между стержнями должно быть больше 20мм и больше диаметра продольной арматуры.
Защитный слой бетона принимаем равным 35мм.
Рабочая высота сечения:
h0=h-a=260-35=225мм;
2.4.7. Определяем процент армирования
Так как min=01 процент армирования больше минимального значит его корректировка не требуется.
2.5. Расчет прочности плиты по сечению наклонному к продольной оси
2.5.1. Проверка прочности наклонных сечений по бетонной сжатой полосе между наклонными трещинами
где Q - поперечная сила в нормальном сечении элемента кН;
φb1 – коэффициент принимаемый равным 03;
68 кН≤031450943022510-3=37878кН
Прочность бетонной полосы между наклонными сечениями обеспечена.
2.5.2. Расчет изгибаемых элементов по наклонному сечению
где Q - поперечная сила в нормальном сечении от внешней нагрузки;
Qb1=0.51050942022510-3
Условие не выполняется. Поперечную арматуру необходимо рассчитать.
Мb=15Rbtbh20=1510509430225210-6=373кНм;
q1=(g+р)bf=(5165+1596)120=2535;
Поперечная сила воспринимаемая бетоном:
Выбираем расчетный случай:
=615 кН Rbtbh0 =105103090420225=893 кН
Следовательно интенсивность хомутов определяем по формуле:
2.5.3. Конструирование поперечной арматуры
Согласно конструктивным требованиям шаг хомутов у опоры не должен превышать 05h0=05225=113мм и не должен превышать 300 мм.
Максимально допустимый шаг хомутов у опоры равен:
Назначаю шаг хомутов на опоре
Согласно конструктивным требованиям шаг хомутов в пролете не должен превышать 075h0=075225=169 мм и не должен превышать 500 мм.
Назначаю шаг хомутов в пролете
2.5.4. Требуемое количество поперечной арматуры
Принимаю 4 хомута 6А240 конструктивно Аsw=113 мм2 с шагом 100 мм у опор и шагом 150 мм в пролете.
Вследствие конструктивных причин выбор не корректируем.
Принятая интенсивность хомутов у опоры:
Смена шага расположения стержней на длине: l4 = 1500мм.
2.5.5. Проверка прочности наклонных сечений на действие поперечной силы
Определим проекцию опорного наклонного сечения:
с0 ≤ с=047м и с0 ≤ 2h0=045
Qsw=075qswc0=0751921045=648кН
Qb+ Qsw=829+648=1477кН > Q=5727кН
Q= Qmax- q1c=68682535045=5727кН
2.5.6. Проектирование сетки
В верхней части плиты принимаю сетку (защитный слой бетона – 25мм):
Верхнюю продольную арматуру назначаем конструктивно руководствуясь условием возможности сварки. Принимаем 43 В500:
Рисунок 5 – Схема армирования плиты
2.5.7. Расчет плиты по образованию трещин нормальных к продольной оси
Вычисляем приведенную площадь сечения:
Площадь нижней продольной арматуры: 220А400; ;
Площадь верхней продольной арматуры: 46А400;;
Площадь сетки: 43В500; ;
Определяем коэффициент α: ;
Определяем площадь бетона:
Вычисляем статический момент приведенной площади:
Центр тяжести приведенного сечения:
Момент инерции приведенного сечения:
Момент инерции бетона:
Определяю приведенный момент сопротивления сечения:
Упругопластичный момент сопротивления сечения:
Определяем момент трещинообразования и сравниваю его с максимальным изгибающим моментом:
Сечение работает с трещинами в растянутой зоне. В стадии эксплуатации плита работает с трещинами.
2.5.8. Расчет ширины раскрытия нормальных трещин
Расчет по раскрытию трещин производят из условия:
Значения acrcult принимают из условия обеспечения сохранности арматуры:
мм - при продолжительном раскрытии трещин;
мм - при непродолжительном раскрытии трещин.
Ширину раскрытия трещин aсrс определяют исходя из взаимных смещений растянутой арматуры и бетона по обе стороны трещины на уровне оси арматуры и принимают:
- при продолжительном раскрытии:
- при непродолжительном раскрытии:
Шаг образования трещин:
Продолжительное действие нагрузки (aсrс1):
- коэффициент учитывающий длительность действия нагрузки;
Непродолжительное действие нагрузки (aсrс2):
Непродолжительное действие нагрузки (aсrс3):
Таким образом ширина раскрытия трещин меньше предельно допустимых значений.
2.5.9. Расчет плиты по прогибам
Расчет железобетонных элементов по прогибам производят из условия
f - прогиб железобетонного элемента от действия внешней нагрузки;
fult - значение предельно допустимого прогиба железобетонного элемента.
При действии постоянных длительных и кратковременных нагрузок прогиб балок или плит во всех случаях не должен превышать 1150 пролета.
По разделу 10 СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия»: максимальный прогиб плиты при пролете от 6 до 24(12)м не должен превышать 1200 пролета.
Для свободно опертых или консольных элементов максимальный прогиб определяют по формуле:
Характеристики материала:
Бетон В25 Rbser=185 МПа Rbtser=155 МПа Еb=3·104 МПа;
Площадь нижней продольной арматуры Аs=1256мм2 Еs=2·105 МПа;
Определяем кривизну в середине пролета от длительного действия нагрузок т.е. при М = Mln = 4236кН·м.
где b1red = 28·10-4 - относительные деформации бетона при кратковременном действии нагрузки;
Максимальный прогиб плиты не превышает предельно допустимый проверка железобетонного элемента выполняется.
3. Расчет неразрезного ригеля
3.1. Определение расчетных усилий
Согласно рис.1 ригель представляет собой неразрезную трехпролетную конструкцию с шарнирным опиранием концов на кирпичные стены здания.
Рисунок 7 – Схема неразрезного ригеля
Расчетные пролеты ригеля: - крайний;
Рисунок 8 – Расчетная схема ригеля
Выбор сечения ригеля:
Округляем данный размер кратно 5мм учитываем что 450мм – минимальное значения высоты ригеля.
Минимальное значение ширины ригеля при сечении колонны 300×300мм – 250мм.
Нагрузки воспринимаемые ригелем:
Изгибающие моменты в сечениях ригеля по его длине определяются по формуле:
Поперечные силы на опорах ригеля:
Результаты расчетов приведены в таблице 2.
При уменьшении опорного момента на опоре «B» на 30% принимаем максимальную ординату добавочной треугольной эпюры . Значения перераспределенных моментов также приведены в таблице 2.
В связи с перераспределением изгибающих моментов пересчитываем значения поперечных сил:
Поперечные силы в опорных сечениях ригеля после перераспределения усилий по схеме I+IV при:
q=2984 кНм р=4337кНм l= 564м l= 61м
Qп==05(4337+2984)564-(19351563)=16198кН
Значения перераспределенных моментов заношу в таблицу 3.
Таблица 3. Значения перераспределенных моментов
Табл.2 – Определение ВСФ в сечениях ригеля
Рисунок 9 – Перераспределение моментов на опорах B и C
3.2. Определение размеров поперечного сечения ригеля
Необходимую расчетную высоту сечения ригеля из бетона класса В25 при
; ; определяем по формуле:
Полная высота . Округляю высоту ригеля до60 см.
Принятая высота ригеля - 60 см.
Ригель имеет сечение 25х60см.
3.3.Расчет продольной арматуры ригеля
В качестве продольной арматуры в ригеле используем арматуру периодического профиля класса А500 с .
Крайний ригель нижняя арматура:
Рабочая высота сечения ригеля: ;
Значение коэффициента α:
т.е. высота сечения достаточна для восприятия расчетного момента.
Постановка арматуры в сжатой зоне по расчету не требуется.
Определяю требуемое количество арматуры в растянутой зоне:
Процент армирования:
Продольной арматуры поставлено достаточно
Крайний ригель верхняя арматура (опора B):
Рабочая высота сечения: ;
т.е. высота сечения достаточна для восприятия расчетного момента.
Средний ригель нижняя арматура:
Средний ригель верхняя арматура (опора С):
Арматура в верхней зоне в крайнем и среднем ригеле должна быть одинаковая.
3.4.Расчет поперечной арматуры ригеля
Материал: арматура класса А240 Rsw = 170МПа.
Расчет изгибаемых железобетонных элементов по бетонной полосе между наклонными сечениями производят из условия:
где Q - поперечная сила в нормальном сечении элемента (на опоре А - Q=16656 кН на опоре В - Q=27350 кН);
Прочность бетонной полосы между наклонными сечениями обеспечена. Расчет изгибаемых элементов по наклонному сечению производят из условия:
гдеQ - поперечная сила в нормальном сечении от внешней нагрузки:
Поперечную арматуру принимаем по расчету.
Согласно конструктивным требованиям шаг хомутов у опоры не должен превышать и 300 мм.
Тогда шаг хомутов на опорах А и В:
Шаг хомутов в пролете не должен превышать и 500 мм. Назначаю шаг хомутов в пролете
Требуемое количество поперечной арматуры:
Выбор: на опорах А и В хомуты 410 А240 с площадью сечения 314 мм2 с шагом 270 мм у опор и шагом 400 мм в пролете.
qsw2>qswmin=7875 кНм
Так как на ригель действует равномерно распределенная нагрузка то длину приопорных участков принимаем l4 = 1420 мм.
с0 ≤ с=079м и с0 ≤ 2h0=108м; с0 =079м Qsw=075qswc0=0751977079=11714кН
Q=Qmax-q1c=16656-5152079=12586 кН
Q=Qmax-q1c=27350-5152079=23280 кН
где Q - поперечная сила в нормальном сечении элемента (на опоре B - Q=27715 кН на опоре C - Q=-22148кН);
Определяем интенсивность хомутов на опоре:
Тогда шаг хомутов на опорах B и C:
Выбор: на опорах В и С хомуты 410 А240 с площадью сечения 314 мм2 с шагом 270 мм у опор и шагом 400 мм в пролете.
Так как на ригель действует равномерно распределенная нагрузка то длину приопорных участков принимаю l4 = 1500 мм.
с0 ≤ с=062м и с0 ≤ 2h0=108м; с0 =062м Qsw=075qswc0=0751977062=9193кН
4.1. Сбор нагрузок и расчет армирования
Принимаем к расчету наиболее нагруженную колонну среднего ряда. Расчет колонны производится в наиболее нагруженном сечении – у обреза фундамента. Нагрузку на колонну с учетом ее веса определяем от опирающихся на нее трех вышележащих перекрытий. Колонну рассчитываем как внецентренно сжатый железобетонный элемент со случайным эксцентриситетом.
Расчетная длина колонны нижнего этажа (учитывая податливость основания):
К расчету принимаю колонну сечением мм из бетона класса В20 с ;
Арматура класса А400 .
Рисунок 10 – Расчетная схема колонны
Нагрузка на колонну в уровне обреза фундамента:
Коэффициент учитывающий длительность действия нагрузки ползучесть бетона и гибкость:
Требуемое количество продольной арматуры в колонне:
Согласно условиям сварки принимаются поперечные стержни в каркасах диаметром 8 мм из стали класса А240.
Поперечная арматура ставится с шагом для сварных каркасов:
Принятый шаг поперечной арматуры S=300мм.
Достаточно принятой арматуры.
4.2. Расчет консоли колонны
Принимаем ширину консоли равной ширине колонны .
Материал: бетон - В20 с ;
Наибольшая нагрузка на консоль колонны Q=27350кН.
Необходимая длина площадки опирания ригеля на консоль колонны из условия обеспечения прочности ригеля на местное смятие:
Минимальный вынос консоли с учетом зазора 50 мм между колонной и торцом ригеля:
Выбор: вынос консоли l=200 мм.
Напряжение смятия в бетоне консоли под концом ригеля:
Следовательно прочность бетона при смятии обеспечена.
Расстояние от точки приложения опорного давления до грани колонны:
Необходимая расчетная высота сечения консоли у грани колонны:
Полная высота консоли у грани колонны:
Высота консоли - 40 см;
Необходимое сечение продольной арматуры класса A400 с
Выбор: продольная арматура 216 А400 c
Горизонтальные хомуты в пределах высоты консоли ставим из конструктивных соображений 6A240
Шаг хомутов Sw≤ h4=4004=100 и не менее 150мм.
При h=40см > 25a=25125=3125 см консоль армируется отогнутыми стержнями и горизонтальными хомутами. В соответствие с [1] минимальное количество отогнутой арматуры располагаемой на верхней половине участка от точки приложения опорного давления до примыкания наклонной грани консоли к колонне l1 должно быть не менее
Принимаем отогнутую арматуру Asins=2 12A400=226мм2
Рисунок 11 – Размеры и армирование консоли колонны
5. Расчет фундамента под колонну
5.1. Конструирование фундамента
Проектное решение: сборный фундамент стаканного типа из бетона класса В15; ; арматура - А500 ;
где - коэффициент надежности по нагрузке.
Необходимая площадь подошвы фундамента при расчетном сопротивлении грунта и глубине заложения фундамента :
Размеры сторон квадратного сечения:
Размеры a и b кратно 300 мм : а = b = 21 м.
Реактивное грунта давление грунта на подошву фундамента от расчетной нагрузки при равномерном распределении по подошве фундамента:
Рабочая высота фундамента:
Принимаем тогда полная высота фундамента:
Высота погружения колонны в фундамент:
Глубина стакана фундамента
Чтобы не производить расчет стакана на продавливание назначаем высоту от дна стакана до подошвы фундамента
h-hgl = 900-600=300≥200мм-условие выполняется.
Назначаем высоту ступени:
Толщина стенок стакана должна быть больше 200мм.
Выбор: толщина стенки равняется 675мм.
5.2.Расчет фундамента на продавливание
Расчет прочности нижней ступени на продавливание:
Продавливающая сила:
Площадь продавливания:
Условие выполняется прочность фундамента на продавливание обеспечена.
Рисунок 12 – Схема фундамента
5.4.Расчет армирования подошвы фундамента
Изгибающие моменты от реактивного давления грунта в сечениях фундамента по граням колонны и по грани уступов:
Необходимое сечение продольной арматуры у подошвы фундамента в
продольном и поперечном направлении:
Выбор: сварная сетка из стержней диаметром 10 мм с шагом 200 мм в продольном направлении и 10мм с шагом 200мм в поп. напр.:
Принимаю сварную сетку
Рисунок 13 – Схема армирования фундамента
Список использованной литературы
СП 52-101-2003. Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры. Свод правил по проектированию и строительству – 2004г.
СНиП 52-01-2003. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения – 2004г.
Байков В.Н. Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции. Уч. для вузов: М.: Стройиздат. 1991 – 726с.
Железобетонные и каменные конструкции : Курсовое и дипломное проектирование Под ред. А.Я. Барашикова – К.:Вища шк. Головное изд-во 2006 – 416 с.
СНиП II-22-81. Каменные и армокаменные конструкции. М.:1995г.
Проектирование панелей междуэтажных перекрытий: Методические
указания к выполнению курсовых и дипломных проектов по
железобетонным конструкциям Сост. А. В. Сидорова: Яросл. Политехн.ин-т.: Ярославль. 1987.
Проектирование монолитного железобетонного перекрытия: Методические
указания к выполнению курсового проекта №1 по дисциплине «Железобетонные и каменные конструкции» Сост.: А.Л. Балушкин С.М. Милонов – Ярославль: Изд. ЯГТУ 2009 – 24c.
ЯГТУ 270102.65-028 КП