Расчет и проектирование сборного и монолитного перекрытий

чертеж по ЖБК.dwg

СХЕМА АРМИРОВАНИЯ ПЛИТЫ П-4
СБОРОЧНЫЙ ЧЕРТЕЖ ПЛИТЫ П-4
Схема армирования плиты П-4
ЧитГУ ИСиЭ кафедра СКиМ
СХЕМА АРМИРОВАНИЯ МОНОЛИТНОЙ ПЛИТЫ
СХЕМА РАСПОЛОЖЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ МОНОЛИТНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
СХЕМА АРМИРОВАНИЯ ВТОРОСТЕПЕННОЙ БАЛКИ
СПЕЦИФИКАЦИЯ МАТЕРИАЛА НА ПЛИТУ П-4
Напрягаемая арматура
Проектирование конструкций
многоэтажного здания
ВЕДОМОСТЬ РАСХОДА СТАЛИ
Схема расположения элементов монолитного
Схема армирования второстепенной
Схема армирования монолитной плиты

пояснительная записка по ЖБК.doc

Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Читинский государственный университет»
Инженерно-строительный факультет
Пояснительная записка
к курсовому проекту по курсу:
«Железобетонные и каменные конструкции»
Задание на курсовой проект
Размеры здания в плане 228 х 62 м
Сетка колонн 76 х 62 м
Полное значение временной нагрузки на междуэтажное перекрытие = 4 кНм2
Пониженное (длительное) значение временной нагрузки на междуэтажное перекрытие = 2 кНм2
Расчётное сопротивление грунта R = 025 МПа
Класс арматуры для сборных плит перекрытия А800
Класс бетона для сборных плит перекрытия В35
Район строительства по снеговой нагрузке I
Бетон для монолитных конструкций В15
Расчет конструкции сборного перекрытия .. 5
1 Компоновка конструктивной схемы перекрытия .5
2 Расчет многопустотной плиты по предельным состояниям первой группы 6
2.1 Расчетный пролет и нагрузки .6
2.2 Усилия от расчетных и нормативных нагрузок 8
2.3 Установление размеров сечения плиты 9
2.4 Предварительное напряжение арматуры ..9
2.5 Расчет прочности плиты по сечению нормальному к продольной оси 10
2.6 Расчет прочности плиты по сечению наклонному к продольной оси 11
3 Расчет многопустотной плиты по предельным состояниям второй группы .11
3.1 Геометрические характеристики приведенного сечения ..11
3.2 Потери предварительного напряжения арматуры ..12
3.3 Расчет по образованию трещин нормальных к продольной оси 14
3.4 Расчет прогиба плиты 15
Расчет элементов монолитного перекрытия 17
1 Конструктивная схема монолитного перекрытия .. 17
2 Расчет монолитной плиты 18
2.1 Расчетный пролет и нагрузки 18
2.2 Подсчет нагрузок на 1м2 перекрытия ..20
2.3 Изгибающие моменты 21
2.4 Подбор сечений продольной арматуры 21
3 Расчет второстепенной балки 22
3.1 Расчетный пролет и нагрузки 22
3.2 Расчетные усилия ..24
3.3 Определение высоты сечения балки 25
3.4 Расчет прочности по сечениям нормальным к продольной оси 26
3.5 Расчет прочности второстепенной балки по сечениям наклонным к продольной оси 28
Список литературы 30
Расчет конструкции сборного перекрытия
1 Компоновка конструктивной схемы перекрытия
Рисунок 1.1 – Фрагмент схемы расположения плит и ригелей перекрытия
В здании выбрано поперечное расположение плит перекрытия.
Высота ригеля мм. Принимаю мм.
Ширина ригеля мм. Принимаю мм.
По продольным осям колонн располагаем связевые плиты () у стен – доборные пристенные плиты (). Кроме того использую плиты шириной 2000 мм и шириной 2700 мм.
2 Расчет многопустотной плиты по предельным состояниям первой группы
2.1 Расчетный пролет и нагрузка
Расчетная схема сборной плиты – однопролетная балка на двух шарнирных опорах загруженная равномерно распределенной нагрузкой. Нагрузка – собственный вес вес конструкции пола временная нагрузка на перекрытие. За расчетный пролет принимаем расстояние между точками приложения опорных реакций на ригель (рисунки 1.2 1.3).
Рисунок 1.2 – Расчетная схема плиты перекрытия
Рисунок 1.3 – Определение расчетного пролета плиты
Подсчет нагрузок на 1 м перекрытия приведен в таблице 1.1.
Нормативная нагрузка Нм²
надежности по нагрузке γf
Расчетная нагрузка Нм²
от собственного веса многопустотной плиты с круглыми пустотами
от веса слоя цементного раствора
b=002 м; ρ=22000 Нм³
от веса керамических плиток
b=0013 м; ρ=18000 Нм³
постоянная и длительная
Расчетная нагрузка на 1 м при ширине плиты 27 м с учетом коэффициента надежности по назначению здания :
Нормативная нагрузка на 1 м:
В том числе постоянная и длительная кНм
2.2 Усилия от расчетных и нормативных нагрузок
От расчетной нагрузки
От нормативной полной нагрузки
От нормативной постоянной и длительной нагрузок
Рисунок 1.4 – Эпюра моментов
Рисунок 1.5 – Эпюра поперечных сил
2.3 Установление размеров сечения плиты
Рабочая высота сечения см.
Толщина верхней и нижней полок см.
Ширина ребер: средних – 33 см крайних – 49 см.
В расчетах по предельным состояниям первой группы расчетная толщина сжатой полки таврового сечения см; отношение при этом в расчет вводится вся ширина полки см; расчетная ширина ребра см.
2.4 Предварительное напряжение арматуры
Бетон тяжелый класса В35 соответствует напрягаемой арматуре.
Предварительное напряжение арматуры равно:
При электротермическом способе натяжения МПа; МПа – условие выполняется.
Предельное отклонение предварительного напряжения при числе напрягаемых стержней :
2.5 Расчет прочности плиты по сечению нормальному к продольной оси
Сечение тавровое с полкой в сжатой зоне.
мм мм – нейтральная ось проходит в полке тавра.
Принимаю 616А800 с мм².
2.6 Расчет прочности плиты по сечению наклонному к продольной оси
Проверяю требуется ли поперечная арматура по расчету.
Н Н – условие удовлетворяется.
При кНм = 16743 Нсм и поскольку Нсм > 16743 Нсм – принимаю см.
Другое условие: Н = 62726 кН; кН > 62726 кН – условие удовлетворяется. Следовательно поперечной арматуры по расчету не требуется.
На приопорных участках длиной м арматуру устанавливают конструктивно 4 Вр-1 с шагом см; в средней части пролета поперечная арматура не применяется.
3 Расчет многопустотной плиты по предельным состояниям второй группы
3.1 Геометрические характеристики приведенного сечения
Круглое очертание пустот заменяют эквивалентным квадратным со стороной h = 09*d = 09*14 = 126 см.
Толщина полок эквивалентного сечения см.
Ширина ребра 266 – 15*126 = 77 см.
Ширина пустот 266 – 77 = 189 см.
Площадь приведенного сечения см.
Расстояние от нижней грани центра тяжести приведенного сечения см.
Момент инерции сечения см4.
Момент сопротивления сечения по нижней зоне см3 то же по верхней зоне см3.
Расстояние от ядровой точки наиболее удаленной от растянутой (верхней) зоны до центра тяжести сечения: см
То же наименее удаленной от растянутой зоны: см.
Упругопластический момент сопротивления по растянутой зоне: см3;
3.2 Потери предварительного напряжения арматуры
Коэффициент точности натяжения арматуры принимаю .
Потери от релаксации напряжений в арматуре при электротермическом способе натяжения: МПа.
Потери от температурного перепада между натянутой арматурой и упорами так как при пропаривании форма с упорами нагревается вместе с изделием.
Усилие обжатия Н = 701892 кН.
Эксцентриситет этого усилия относительно центра тяжести сечения см.
Напряжение в бетоне при обжатии МПа.
Устанавливаю величину передаточной прочности бетона из условия: ; . Принимаю МПа; .
Вычисляю сжимающие напряжения в бетоне на уровне центра тяжести площади напрягаемой арматуры от усилия обжатия (без учета момента от веса плиты): МПа.
Потери от быстронатекающей ползучести при и при МПа.
С учетом первых потерь усилие обжатия Н
Потери от усадки бетона МПа.
Потери от ползучести бетона при : МПа
Полные потери МПа 100 МПа - минимального значения.
Усилие обжатия с учетом полных потерь: кН.
3.3 Расчет по образованию трещин нормальных к продольной оси
Для элементов к трещиностойкости которых предъявляют требования 3-ей категории принимаем значение коэффициентов надежности по нагрузке ; М = 91555 кН*м.
Вычисляю момент образования трещин по приближенному способу ядровых моментов:
где - ядровый момент усилия обжатия:
Поскольку кН*м – трещины в растянутой зоне не образуются. Следовательно расчет по раскрытию трещин не нужен.
Проверяю образуются ли начальные трещины в верхней зоне плиты при ее обжатии при значении коэффициента точности натяжения (момент от веса плиты не учитывается). Расчетное условие:
Мпа – сопротивление бетона растяжению соответствующее передаточной прочности бетона 175 МПа.
17417206 262489344 – условие выполняется начальные трещины не образуются.
3.4 Расчет прогиба плиты
Прогиб f в середине пролета плиты при отсутствии трещин в растянутой зоне определяю по значению кривизны 1r:
где Н*см² - жесткость приведенного сечения; - коэффициент равный - при действии кратковременной нагрузки - при действии постоянных и длительных нагрузок для конструкций эксплуатируемых при влажности окружающей среды 75 %.
Кривизна плиты с учетом действия усилия предварительного обжатия:
Определяю значения кривизны и прогибов.
От действия кратковременной нагрузки:
От действия постоянной и длительной временной нагрузок:
Кривизна обусловленная выгибом элемента от кратковременного действия усилия предварительного обжатия с учетом всех потерь:
Выгиб плиты в середине пролета вызванный внецентренным сжатием:
Кривизна обусловленная выгибом из-за усадки и ползучести бетона от обжатия:
здесь МПа – потери напряжений от усадки бетона; потери для напряжений арматуры от ползучести бетона принимаю равными нулю ( ) т. к. напряжение в бетоне на уровне крайнего сжатого волокна возникающие от усилий предварительного напряжения сравнительно малы:
Выгиб плиты в середине пролета из-за усадки и ползучести бетона от обжатия:
см – данный прогиб согласно СНиП 2.03.01 – 84 удовлетворяет эстетическим требованиям. Принятое сечение плиты и армирование удовлетворяют требованиям расчета по первой и второй группам предельных состояний.
Расчет элементов монолитного перекрытия
1 Конструктивная схема монолитного перекрытия
Монолитное перекрытие состоит из монолитной плиты второстепенных и главных балок (рисунок 2.1)
Рисунок 2.1 – Фрагмент схемы расположения элементов монолитного перекрытия
Шаг второстепенных балок мм
Принимаем 2500; 2600; 2500 мм
Толщина монолитной плиты 60 мм
2 Расчет монолитной плиты
2.1 Расчетный пролет и нагрузки
Расчетная схема монолитной плиты – это неразрезная многопролетная балка на шарнирных опорах загруженная равномерно распределенной нагрузкой (рисунок 2.2).
При расчете монолитной плиты в ней условно вырезается полоса шириной 1 м (рисунок 2.1 2.3).
Рисунок 2.2 – Расчетная схема монолитной плиты
Рисунок 2.3 – Монолитная плита
Рисунок 2.4 – Эпюра изгибающих моментов в монолитной плите
Монолитная плита несет нагрузку от собственного веса от конструкции пола от временно распределенной нагрузки на перекрытие.
Сбор нагрузок выполнен в таблице 2.1.
За расчетные пролеты принимаем:
для средних пролетов расстояние в свету между гранями второстепенных балок
для крайних пролетов – расстояние от грани второстепенной балки до середины площадки опирания на стену
2.2 Подсчет нагрузок на 1м2 перекрытия
Сбор нагрузок на монолитную плиту приведен в таблице 2.1.
Таблица 2.1 – Сбор нагрузок на 1 м² перекрытия
от собственного веса монолитной плиты b=006 м; ρ=25000 Нм³
Для расчета монолитной плиты условно выделяем полосу шириной 1 м поэтому расчетная нагрузка на 1 м плиты с учетом коэффициента надежности по назначению здания γn = 095 составляет:
2.3 Изгибающие моменты
Усилия (изгибающие моменты):
В средних пролетах и на средних опорах
В первом пролете и на первой промежуточной опоре
Изгибающие моменты в средних пролетах не изменяем.
2.4 Подбор сечений продольной арматуры
Принимаем 58А400 с мм².
В первом пролете и на первой промежуточной опоре:
Рисунок 2.5 – Схема армирования монолитной плиты
3 Расчет второстепенной балки
3.1 Расчетный пролет и нагрузки
Расчетные нагрузки на 1 м длины второстепенной балки (рисунок 2.6)
от собственного веса монолитной кНм
от собственного веса балки (04 - 006)*015*11*25=14025 кНм
Итого постоянная 6441+14025=78435 кНм
То же с учетом коэффициента кНм
надежности по назначению здания
Временная с учетом кНм
Полная нагрузка 7451+11856=19307 кНм
Рисунок 2.6 – Второстепенная балка
Расчетная схема второстепенной балки – неразрезная многопролетная балка опорами которой являются главные балки и стены загружена равномерно распределенной нагрузкой.
За расчетный пролет:
- для средних пролетов принимают расстояние в свету между гранями главных балок:
- для первого пролета – расстояние от грани главной балки до середины площадки опирания балки на стену:
3.2 Расчетные усилия
Изгибающие моменты (рисунок 2.7).
на первой промежуточной опоре
в среднем пролете и на средних опорах
отрицательный пролетный момент
Рисунок 2.7 – К расчету второстепенной балки
на промежуточной опоре слева
на промежуточной опоре справа
3.3 Определение высоты сечения балки
Высоту сечения подбирают по опорному моменту при ().
На опоре отрицательный момент - полка тавра находится в растянутой зоне поэтому сечение считаем как прямоугольное с шириной сечения мм.
Принимаем h = 400 мм
В пролетах сечение тавровое с полкой в сжатой зоне.
Расчетная ширина полки тавра должна быть не более мм не более мм и не более мм.
3.4 Расчет прочности по сечениям нормальным к продольной оси
Сечение в первом пролете - кН*м.
мм мм. Нейтральная ось проходит в полке тавра.
Принимаем 218А400 с мм².
Сечение в среднем пролете - кН*м.
Нейтральная ось проходит в полке тавра.
Принимаем 216А400 с мм².
На отрицательный момент кН*м сечение работает как прямоугольное.
Принимаем 212А400 с мм².
Сечение на первой промежуточной опоре - кН*м работает как прямоугольное.
Принимаем 610А400 с мм² – две гнутые сетки по 310А400 в каждой.
Сечение на средних опорах - кН*м.
Принимаем 510А400 с мм².
3.5 Расчет прочности второстепенной балки по сечениям наклонным к продольной оси
Qmax = 68636 кН –– на промежуточной опоре слева.
Диаметр поперечных стержней устанавливаем из условия сварки с продольными стержнями d=18мм и принимаем dsw=5мм класса В500 Rsw=290МПа (с учетом и ). Число каркасов –– два Asw=2*0196=0392 мм2.
Шаг поперечных стержней по конструктивным условиям см но не более 15см. Для всех приопорных участков промежуточных и крайней опор балки принимаем шаг s=15см. В средней части пролета шаг s=(34)h=34*40=30 см.
Влияние свесов сжатой полки
Должно удовлетворяться условие:
Нсм Нсм – условие удовлетворяется.
Требование см > см – условие удовлетворяется.
При расчете прочности вычисляем
В связи с этим вычисляем значение с по формуле:
Принимаем с = 122 см.
Поперечная сила в вершине наклонного сечения
Q=Qmax–q1c = 68636*103 – 13379*122 = 52313*10³ Н
Длина проекции расчетного наклонного сечения
смсм; принимаем с0 = 67384 см.
Проверка по сжатой наклонной полосе:
Условие НН - удовлетворяется.
Байков В. Н. Сигалов Э. Е. Железобетонные конструкции: Общий курс: Учеб. для вузов. – М.: Сторойиздат 1991. – 767 с.: ил.
Попов Н. Н. Забегаев А. В. Проектирование и расчет железобетонных и каменных конструкций: Учеб. для строит. спец. Вузов. – М.: Высш. шк. 1989. – 400 с.: ил.
СНиП 2.01.07 – 85* Нагрузки и воздействия Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП 2000. – 36 с.
СНиП 2.03.01 – 84* Бетонные и железобетонные конструкции Госстрой России. - М.: ЦИТП 1989. – 80 с.