Расчет и проектирование монолитного ребристого перекрытия

Лист 1.dwg

Спецификация элементов Пм-1
Спецификация элементов Бм-2 (на 1 шт)
Спецификация арматурных изделий Пм-1
Ведомость расхода стали на РКм-1
ø3Вр-I ГОСТ6727-80 l=2332
ø3Вр-I ГОСТ6727-80 l=6900
ø3Вр-I ГОСТ6727-80 l=2300
ø5Вр-I ГОСТ6727-80 l=22100
Монолитное ребристое перекрытие
ø5Вр-I ГОСТ6727-80 l=2332
ø5Вр-I ГОСТ6727-80 l=6900
Расчетная схема балки Бм-2
ø14A300С ДСТУ3760-98 l=6925
ø14A300С ДСТУ3760-98 l=3775
ø10A300С ДСТУ3760-98 l=6925
ø12A300С ДСТУ3760-98 l=3370
ø12A300С ДСТУ3760-98 l=6900
ø12A300С ДСТУ3760-98 l=3930
ø10A300С ДСТУ3760-98 l=500
ø5Вр-I ГОСТ6727-80 l=865
ø20A300С ДСТУ3760-98 l=2780
Схема расположения сеток Пм-1
Расчетная схема плиты Пм-1

жбк.doc

Министерство образования и науки Украины
Кафедра железобетонных и каменных конструкций
К У Р С О В О Й П Р О Е К Т
«Расчет и проектирование монолитного ребристого
-Количество пролетов главной балки – 4;
-Количество пролетов второстепенной балки – 5;
-Величина пролета ригеля м – 56;
-Величина пролета второстепенной балки м – 72;
-Временная нагрузка на перекрытие кНм2 – 70;
-Район строительства – г. Симферополь;
-Коэффициент надежности для временной нагрузки – γf = 125;
-Коэффициент надежности по назначению здания – γn = 095;
-Класс бетона монолитного перекрытия – В15;
-Класс рабочей арматуры – A400С.
Расчетные характеристики бетона и арматуры
Класс бетона монолитного перекрытия – В15 с расчетными характеристиками:
-расчетное сопротивление бетона сжатию Rb = 85 МПа;
-расчетное сопротивление бетона растяжению Rbt = 075 МПа;
- коэффициент условия работы бетона γb2 = 09.
Класс рабочей арматуры второстепенной балки – А400С с расчетным сопротивлением растяжению Rs = 365 МПа.
Плиты армируются рулонными сварными сетками из арматуры диаметром 3 4 5 класса Вр-; расчетное сопротивление арматуры растяжению Rs составляет соответственно – 375 365 и 360 МПа.
Компоновка перекрытия
Монолитное ребристое перекрытие состоит из поперечных главных и продольных второстепенных балок (см. рис. 1). Второстепенные балки размещаются по осям колонн и в третях пролета главной балки; поэтому пролеты плиты между осями второстепенных балок принимаем:
Предварительно задаемся размерами сечения балок:
б) второстепенной балки
Т. к. полезная нагрузка на перекрытие составляет 70 кНм2 то толщину плиты перекрытия предварительно принимаем 60 см.
Плита монолитного перекрытия
1. Определение нагрузок действующих на плиту
Нормативная нагрузка кНм2
Расчетная нагрузка кНм2
а) плита h=60 мм γ=25 кНм3
б) подготовка из шлакобетона h=60 мм γ=16 кНм3
в) бетонный пол h=30 мм
Полная расчетная нагрузка на плиту перекрытия:
Для расчета многопролетной плиты берем полосу шириной 1 метр (рис. 1
поз. 3); при этом расчетная нагрузка на 1 метр длины составляет 12584 кНм2.
С учетом коэффициента надежности по назначению здания (γn=095) нагрузка на
метр погонной длины составляет:
q=12584 ·095=1195 (кНм.п.)
Т.к. соотношение сторон плиты:
то плиту рассчитываем как многопролетную неразрезную балку с пролетом 1866м.
2. Статический расчет балочной неразрезной плиты
Определяем пролеты плиты в свету (рис. 2):
- для крайнего пролета
- для средних пролетов l2 = 1866-02=1666 (м).
Определяем изгибающие моменты при равномерно распределенной нагрузке:
- в средних пролетах и на средних опорах
- в крайних пролетах плиты
- для первой пролетной опоры
3. Проверка заданной толщины плиты
Принимаем оптимальный процент армирования для плиты =07%.
Толщину плиты вычисляем по максимальному моменту в первом пролете. Для этого сначала определяем относительную высоту сжатой зоны бетона:
При =033 по таблице Д3 находим α=0275.
Определяем рабочую высоту сечения:
Находим толщину плиты: h=h0+d2+a=0035+00052+001=0048 (м).
Толщину плиты принимаем кратно 1 см минимальной по конструктивным требованиям следовательно h=6 см.
В средних плитах между осями "2-4 Б-В" окаймленных по всему контуру монолитно связанными с ними балками возникает распор поэтому если
hl ³ 130 то изгибающий момент необходимо уменьшить на 20%.
В данном случае 6186=132 130 поэтому величина изгибающего момента не уменьшается.
4. Подбор площади продольной арматуры
Рабочая высота сечения плиты:
h0=h - a=006-001=005 (м).
) Определяем площадь арматуры в средних пролетах и на средних опорах. Сначала находим коэффициенты:
при αm=0108 по таблице находим =0943.
Площадь сечения арматуры вычисляется по формуле:
Принимаем сварную сетку С1: =1375 см2.
) В крайних пролетах и над первыми промежуточными опорами укладываем дополнительную сетку С2. Определяем площадь арматуры дополнительной сетки.
при αm=014 по таблице находим =0923.
Площадь сечения арматуры:
Дополнительная площадь арматуры для сетки С2:
As = 161 - 1375 = 0235 см2.
принимаем сварную сетку С2: =0283 см2.
Расчет второстепенной балки монолитного перекрытия
1. Определение нагрузок действующих на балку
Расчетная нагрузка на балку при ширине грузовой площади 1866 м:
- от железобетонной балки сечением 02х04 м (ρ=25 кНм3 γf=11)
*25*11*(04-006)=187 кНм.п.
Итого полная постоянная нагрузка действующая на второстепенную балку с учетом коэффициента надежности по назначению здания γn=095 составляет:
g=(715+187)*095=857 кНм.п.
С учетом коэффициента надежности по назначению здания γn=095:
V=715*1866*095=1267 кНм.п.
q=g+V=857+1267=2124 кНм.п.
2. Статический расчет второстепенной балки
Расчетная схема второстепенной балки (рис. 3) предполагается неразрезной с равными пролетами.
Определяем размеры второстепенной балки в свету:
- в крайних пролетах
- в средних пролетах
Определяем изгибающие моменты возникающие во второстепенной балке:
- над первой промежуточной опорой
- в средних пролетах и над средними опорами
Определяем поперечные силы возникающие во второстепенной балке:
- около грани крайней опоры
Qa = 04*q*l1 = 04*2124*6925 = 5883 (кН)
- около грани первой пролетной опоры слева
Qвл = 06*q*l1 = 06*2124*6925 = 8825 (кН)
- около граней первой пролетной опоры справа и на остальных средних опо- рах
Qвп = Qсл = Qсп = = 05*q*l2 = 05*2124*69 = 7327 (кН)
3. Построение огибающей эпюры моментов
Огибающую эпюру моментов для второстепенной балки от различных нагрузок строят по формуле: M=*(g+V)*l2 коэффициент принимается в зависимости от соотношение Vg = 1267857=147.
4. Определение высоты сечения балки
Высоту сечения балки подбираем по опорному моменту М5’ = 7283 кН·м при =034 и αm=0282. Расчетные схемы нормального сечения второстепенной балки приведены на рис. 4.
Рис. 4. Расчетные сечения второстепенной балки: а – в пролете;
Рабочая высота сечения:
Полная высота сечения второстепенной балки:
h=h0+a=041+005=046 (м). b =(04 05)*h
ширина сечения второстепенной балки:
b = 05*h = 05*046=023 (м).
Принимаем размеры сечения балки кратно 5 см: h=050 м b=025 м.
Рабочая высота сечения второстепенной балки:
h0 = h – a = 050 - 005 = 045 (м);
h0 = h – a = 050 - 003 = 047 (м).
В пролете сечение тавровое. Расчетная ширина полки:
Консольные свесы полок принимаются:
принимаем наименьшее значение м тогда
Для расчета прочности по нормальным сечениям в пролете второстепенной балки определяем положение нейтральной оси из условия:
68 кН·м 09*8500*1866*006*(045-05*006)=35972 кН·м
условие выполняется следовательно нейтральная ось находится в пределах полки.
5. Расчет прочности сечений нормальных к продольной оси
) сечение в первом пролете (М=9268 кН·м)
при αm=0032 по таблице находим =0985.
принимаем арматуру 4ø14 А400С Asf = 616 см2.
) сечение в среднем пролете (М=6320 кН·м)
при αm=002 по таблице находим =099.
принимаем арматуру 4ø12 А400С Asf = 452 см2.
На отрицательный момент М = -2629 кН·м сечение работает как прямоугольное с размерами 02 м х 040 м поэтому:
при αm=007 по таблице находим =096.
принимаем арматуру 2ø10 А400С Asf = 157 см2.
) сечение на первой опоре на отрицательный момент М = -7283 кН·м сечение работает как прямоугольное с размерами 025 м х 050 м поэтому:
при αm=021 по таблице находим =0877.
принимаем две сетки которые размещаем в два ряда на ширине м которые имеют площадь на 1 м.п. длины балки:
принимаем две сварные сетки С3
при этом фактическая площадь арматуры составляет =1375 см2.
) сечения на средних опорах на отрицательный момент М = -6320 кН·м сечение работает как прямоугольное с размерами 025 м х 050 м поэтому:
при αm=0186 по таблице находим =0897.
принимаем две сварные сетки С4
при этом фактическая площадь арматуры составляет =1178 см2.
6. Расчет прочности балки по наклонным сечениям
Второстепенная балка имеет тавровое сечение. Из условия свариваемости
с d = 14 мм диаметр поперечных стержней принимаем dw = 5 мм из арматуры класса
Площадь одного стержня Asw1 = 0154 см2 расчетное сопротивление поперечной арматуры растяжению Rsw = 260 МПа.
Согласно конструктивным требованиям шаг поперечных стержней:
-на приопорных участках
- в средней части пролета
S2075*h=075*050=0375 (м).
Принимаем S1=02м S2=04 м.
Во второстепенной балке устанавливаем два каркаса поэтому
Asw = 2*0154= 0308см2.
Определяем коэффициент армирования
Усилие в поперечных стержнях:
Длина проекции опасной наклонной трещины
с0 = 143 (м) 2*h0 = 2*047=094 (м) условие не выполняется поэтому принимаем с0 = 094 (м).
этап. Расчет прочности второстепенной балки на действие поперечной силы по наклонной полосе между наклонными трещинами.
Максимальная поперечная сила Qmax = 8825 кН.
Проверка достаточности размеров поперечного сечения чтобы избежать разрушения бетона от действия сжимающих усилий:
определяем коэффициенты
α=EsEb=20000020500=975
φw1=1+5*α*w=1+5*975*0000616=103
φb1=1-001*Rb=1-001*85=0915
условие выполняется – размеры поперечного сечения балки достаточны.
этап. Расчет прочности второстепенной балки на действие поперечной силы по наклонной трещине:
Поперечная сила которая воспринимается бетоном сжатой зоны:
при этом значение Qb берем таким что превышает
Определяем коэффициент который учитывает влияние сжатых полочек в тавровых сечениях:
принимаем Qb = 8812 кН.
Поперечная сила которая воспринимается поперечной арматурой
25 кН 8812 + 3797 = 1261 кН условие выполняется следовательно прочность второстепенной балки по наклонному сечению обеспечена.
7. Построение эпюры материалов
Для построения эпюры материалов в соответствии с размером поперечного сечения балки и площади арматуры необходимо рассчитать внутренний изгибающий момент который может выдержать балка.
Расчет выполняется по формулам:
Сечение в первом пролете.
В средней части пролета по расчету принята нижняя рабочая арматура:
ø14 А400С Asf = 6160 см2.
Определяем коэффициент армирования:
Определяем относительную высоту сжатой зоны бетона:
При относительной высоте сжатой зоны бетона = 0035 по таблице определяем коэффициент = 0983.
Определяем фактический изгибающий момент воспринимаемый сечением:
При обрыве рабочих стержней в пролета сечение армируется:
ø14 А400С Asf = 308 см2.
При относительной высоте сжатой зоны бетона = 0017 по таблице определяем коэффициент = 099.
В верхней части балка армируется монтажной арматурой. Диаметр монтажной арматуры назначаем из условия:
(мм). Принимаем 2ø10 А400С Asf = 157 см2.
При относительной высоте сжатой зоны бетона = 0063 по таблице определяем коэффициент = 0967.
Сечение в среднем пролете.
ø12 А400С Asf = 452 см2.
При относительной высоте сжатой зоны бетона = 0025 по таблице определяем коэффициент = 0987.
ø12 А400С Asf = 226 см2.
При относительной высоте сжатой зоны бетона = 001 по таблице определяем коэффициент = 0995.
В верхней части балка армируется монтажной арматурой:
При относительной высоте сжатой зоны бетона = 0093 по таблице определяем коэффициент = 0953.
Сечение на первой промежуточной опоре.
На первой промежуточной опоре установлены две сетки с площадью рабочей арматуры As = 1375 см2. Для двух сеток шириной 1866 м площадь арматуры составляет:
As =2·1375·1866= 513 см2
При относительной высоте сжатой зоны бетона = 02 по таблице определяем коэффициент = 09.
Сечение на средних промежуточных опорах.
На средних промежуточных опорах установлены две сетки с площадью рабочей арматуры As = 1178 см2. Для двух сеток шириной 1866 м площадь арматуры составляет:
As =2·1178·1866= 439 см2
При относительной высоте сжатой зоны бетона = 018 по таблице определяем коэффициент = 091.
Расчет длины анкеровки обрываемых стержней
Длину анкеровки обрываемых стержней определяем по формуле:
И указаны на листах.