Железобетонная плита

Курсовая Конструкции ЧЕРТЕЖ-2.dwg

Расчет и конструирование железобетонной пустотной плиты ПК 57-15-8 5680х1490х220 мм
А240 (А-I) Ст3сп L=910
Ведомость расхода стали
Арматурные сетки С1 и С2

Курсовая Конструкции.docx

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ КРАСНОЯРСКОГО КРАЯ
краевое государственное бюджетное профессиональное
образовательное учреждение
«Красноярский строительный техникум»
02.01 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений»
МДК 01.01. Т. 2.1 «Основы проектирования строительных конструкций»
Расчет и конструирование железобетонной пустотной плиты
ПК 57-15-8 5680х1490х220 мм
группа подпись дата Фамилия И.О.
подпись дата Фамилия И.О.
На разработку курсового проекта по МДК 01.01. Т. 2.1 «Основы проектирования строительных конструкций»
Специальность 08.02.01. «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений»
Студент группы 020С Степанова Диана Олеговна
Тема Расчет и конструирование железобетонной пустотной плиты
ПК 18-15-8 5680х1490х220 мм
СОДЕРЖАНИЕ ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ
- Содержание (лист с большим штампом);
- Проектирование многопустотной плиты перекрытия:
Назначение материалов бетона и арматуры;
Компоновка поперечного сечения;
Расчет по первой группе предельных состояний;
1 Расчет прочности по нормальным сечениям;
2 Расчет прочности по наклонным сечениям;
Расчет монтажной петли;
- Список использованных источников.
СОДЕРЖАНИЕ ГРАФИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ПРОЕКТА (1 лист А1)
На листе должно быть:
- Схема опалубки конструкции;
- Схема армирования конструкции;
- Арматурные каркасы (сетки);
- Спецификация арматурных изделий;
- Ведомость расхода стали.
Руководитель проекта Корчагина Н.В.
Дата выдачи задания 01.03.2022г.
Срок окончания проектирования 31.05.2022г.
Общие сведения . ..4
Здание на курсовой проект . 7
Назначение материалов бетона и арматуры . 8
Компоновка поперечного сечения 12
Статический расчет 13
Расчет по первой группе предельных состояний .14
Расчет прочности по нормальным сечениям 14
Расчет прочности по наклонным сечениям ..17
Расчет монтажной петли ..22
Список использованных источников 24
Многопустотные железобетонные плиты широко применяются в
перекрытиях жилых гражданских и промышленных зданий.
Пустотные плиты (панели) перекрытий выполняются длиной от 3-9 м
различной ширины (990 1190 1490 1790 мм) что обеспечивает их раскладку в
различных по размерам перекрытиях. Многопустотные плиты являются
тонкостенными железобетонными конструкциями. Минимальная толщина
полок 25-30 мм межпустотных ребер 25-35 мм. Расход железобетона на плиты
составляет примерно 65 % общего количества приходящегося на плиты ригели
и колонны. Поэтому требуется применять в строительстве экономичные плиты
перекрытия. Наиболее экономичны по расходу бетона плиты с овальными
пустотами. Однако при изготовлении таких плит после извлечения
пустотообразователей верхняя полка растрескивается а иногда и обваливается.
Поэтому в качестве типовых приняты сборные плиты с круглыми пустотами
диаметром 159 мм. Высота многопустотных железобетонных плит чаще всего
Пустотные плиты могут опираться на стены балки ригели. Опирание
выполняют на две опоры и следовательно пустотная плита рассчитывается как
простая балка (рисунок 1).
Рисунок 1 — Опирание плит на стены ригели
Многопустотные плиты изготавливают из тяжелого бетона классов
В15-В30 с созданием или без создания предварительного напряжения
арматуры. Арматурные каркасы содержат рабочую продольную арматуру
(находящуюся в растянутой зоне бетона) поперечную арматуру и продольную
монтажную арматуру. Продольная рабочая арматура назначается из стержней
одного или в крайнем случае двух разных диаметров от 10 до 30 мм и
располагают в один или в два ряда по высоте. Для продольной рабочей
арматуры используют горячекатанную сталь классов АЗ00(А-П) А400(А-Ш)
-25 мм. Для поперечной арматуры применяют сталь классов А240(А-1)
В500(Вр-Г) диаметром не менее 6 мм сварные сетки из обыкновенной
проволоки диаметром 30-50 мм класса В500(Вр-Г). Площадь монтажной
арматуры принимаеся не менее 10% от площади продольной арматуры.Стержни
продольной арматуры располагаются у граней колонны с защитным слоем
бетона не менее 20 мм и не менее их диаметра; поперечная арматура с
защитным слоем не менее 15 мм и не менее ее диаметра (таблица 2.9 [4]).
Для свободной укладки в формы размеры каркаса принимают меньше размера
плиты он не должен доходить до граней элемента на 10 мм (рисунок 2).
Рисунок 2 — Размеры каркаса
Фактическое сечение плиты при расчетах по первой группе предельных
состояний заменяется на тавровое сечение в котором бетон между пустотами
условно собран в ребро (считается что растянутая полка плиты в работе не
участвует вследствие образования в ней трещин). Круглые отверстия при
определении ширины ребра заменяются на квадраты (рисунок 3).
Пустотные плиты пролетом 3-45 м обычно выполняются без
предварительного напряжения арматуры а плиты больших пролетов — с
предварительным напряжением.
В случае выполнения продольной арматуры предварительно
напряженной она для упрочнения бетона на участках передачи напряжения
(участки вблизи опор) окружается арматурными сетками. Прочность наклонных
сечений обеспечивает каркасы на приопорных участках плиты длиной 141
поставленные через два отверстия. В верхней части сечения плиты
устанавливается сетка воспринимающая монтажные и транспортнбые нагрузки
Рисунок 3 – Сечения плиты
а) продольный разрез плиты; б) поперечный разрез плиты; 1 – предварительно напряженная арматура; 2 – сетка окружающая предварительно напряженную арматуру на участках передачи напряжения; 3 – каркасы; 4 – монтажная сетка
Рисунок 4 – Армирование предварительно напряженной пустотной плиты
Задание на курсовой проект
Геометрические характеристики пустотной плиты перекрытия:
- линолеум ПВХ на тканевой подоснове ();
- цементно-песчаная стяжка ();
- звукоизоляционный слой вермикулит ();
Назначение здания – Актовый зал;
- класс рабочей арматуры: А-240;
- класс поперечной арматуры: В500;
- класс бетона: бетон тяжелый В35.
Назначение материалов бетона и арматуры
Для расчета и конструирования плиты перекрытия на основании [1] и
[2] принимаются следующие материалы:
- расчетное сопротивление на осевое сжатие кН;
- расчетное сопротивление на осевое растяжение ;
- нормативная призменная прочность бетона ;
- нормативное сопротивление бетона растяжению ;
- модуль упругости бетона МПа;
Продольная рабочая арматура:
- расчетное сопротивление растяжению арматуры ;
- нормативное сопротивление арматуры ;
- модуль упругости арматуры ;
Поперечная арматура:
-расчетноесопротивлениерастяжениюпоперечнойарматуры;
- модуль упругости арматуры .
Плита перекрытия воспринимает следующие нагрузки: постоянную
(собственный вес плиты и вес элементов пола) и временную (кратковременная и
Постоянными являются нагрузки которые при строительстве и
эксплуатации сооружений действуют постоянно.
Временными являются нагрузки которые в отдельные периоды
строительства и эксплуатации могут отсутствовать. Временные нагрузки
разделяют на кратковременные длительные особые. К кратковременным
нагрузкам относят нагрузки на перекрытия с полным нормативным значением
нагрузки от оборудования температурные климатические воздействия и тд. к
длительным - вес временных перегородок вес стационарного оборудования
нагрузки на перекрытия с пониженным нормативным значением и тд. к особым
— сейсмические и взрывные воздействия.
Более полно и подробно описание нагрузок приводится в [1].
Все перечисленные нагрузки могут принимать нормативные и
Сбор нагрузок на 1 перекрытия приведен в таблице 1.
Таблица 1 — Сбор нагрузок
Нормативная нагрузка
Коэффицент надежности по нагрузке
Постоянная нагрузка:
цементно-песчаная стяжка
звукоизоляционный слой вермикулит
Расчетная нагрузка на 1 м плиты при заданной ее ширине и с учетом
коэффицента надежности по ответственности для жилых и общественных зданий
Нормативная нагрузка на 1 м плиты при заданной ее ширине с учетом
коэффицента надежности по ответственности :
- постоянная и длительная
где b – ширина сечения плитым;
q v – расчетные значения постоянной и временной нагрузок соответственно
– нормативные значения постоянной и временной нагрузок соответственно
Компоновка поперечного сечения
Рисунок 5 – поперечное сечение плиты марки ПК 57×15×8
Расчетная ширина плиты (7)
где B – номинальный размер плиты перекрытия мм;
– величина скоса с двух сторон плиты мм.
Высота сечения многопустотной плиты 220 мм.
Рабочая высота сечения
где h – толщина плиты мм;
а – расстояние от крайнего растянутого волокна бетона до центра тяжести
арматуры принимается равным 3-5 см.
Толщина верхней и нижней полок определяется как (9)
d =159 мм – диаметр пустот мм.
Число пустот назначается в зависимости от ширины плиты по сортаменту плит.
Ширина ребер средних крайних мм вычисляется в зависимости от
количества пустот и ширины сечения.
Расчетное сечение по предельным состояниям первой группы – тавровое.
Расчетная ширина сжатой полки
Расчетная ширина ребра:
где – расчетная ширина плиты мм;
n - количество пустот;
d – диаметр пустот мм.
Расчетная схема плиты – однопролетная балка опертая по двум сторонам
нагруженная равномерно распределенной нагрузкой.
Рисунок 5 – Расчетная схема балки
Внутренние усилие от полной расчетной нагрузки определяются по формулам:
где – соответственно максимальный изгибающий момент кНм и
максимальная поперечная сила в сечении плиты кН;
– расчетная полная равномерно распределенная нагрузка кНм
– расчетный пролет м
Внутренние усилия по полной нормативной нагрузке определяются по
где – смотри формулы (11 и 12);
– нормативная полная равномерно распределенная нагрузка кНм;
– расчетный пролет м.
Расчетный пролет определяется по формуле:
– длина опорного участка элемента мм
– расстояние от оси до края элемента равное 10 мм.
Рисунок 6 – Схема определения расчетного пролета
Расчет по первой группе предельных состояний
Расчет по первой группе предельных состояний включает:
-расчет прочности изгибающего элемента по нормальным сечениям;
- расчет прочности изгибающего элемента по наклонным сечениям.
Расчет прочности по нормальным сечениям
При расчете прочности нормального сечения изгибаемых элементов
принимаем что в растянутой зоне бетона образуется трещина и бетон в этом месте
выключается из работы. Учитывая это можно максимально уменьшить количество
бетона растянутой зоны не нарушая прочность элемента в целом. Этому условию
более всего отвечает тавровое сечение в котором развита сжатая зона бетона за
счет полок и уменьшена растянутая за счет ребра (это делает их более
экономичными и легкими).
- ширина полки; - высота полки; b – ширина ребра; h –высота балки; –
рабочая высота балки; a – расстояние от центра тяжести растянутой арматуры
до крайнего растянутого волокна бетона; – площадь сечения растянутой
Рисунок 7 – Обозначения принятые при расчете тавровых элементов
Усилия возникающие в тавровом элементе зависят от расчетного случая.
Различают 2 случая расчета тавровых элементов: 1 случай – граница сжатой зоны
проходит в полке 2 случай – граница сжатой зоны проходит в ребре (рисунок - 8).
а) для 1 случая б) для 2 случая
Рисунок 8 – Два случая расчета тавровых элементов
Определение расчетного случая тавровых элементов
Изгибающий момент воспринимаемый элементов при полностью сжатой полке
(момент полки) равен
где - расчетное сопротивление на осевое сжатие кН;
- расчетная ширина полки см;
- расчетная толщина сжатой полки см;
– рабочая высота сечения см.
Сравнивая действующий на элемент изгибающий момент с моментом
воспринимаемым полкой определяем расчетный случай:
если имеем первый расчетный случай тавровых элементов;
если имеем второй расчетный случай тавровых элементов.
348 кНсм 1604683 кНсм
Порядок подбора продольной арматуры
Найдем коэффициент :
где – максимальный расчетный изгибающий момент кНсм см. формулу (11);
– расчетное сопротивление бетона на осевое сжатие кН;
По табл. 7.6 [4] определим коэффициент - должно выполняться
условие ; в случае если условие не выполняется следует изменить
сечение или материалы.
Условие выполняется.
По табл. 7.5 [4] определяют коэффициент .
Определяют требуемую площадь арматуры:
где М - см. формулу (11);
- расчетное сопротивление растяжению арматуры кН;
По сортаменту арматуры приложение 5[4] определим диаметр количество
стержней и площадь рабочей продольной арматуры : количество стержней
зависит от ширины плиты и от количества пустот в ней расстояние между
продольными стержнями в многопустотных плитах принимается не более
т.е. можно ставить стержни арматуры через два отверстия.
Определяем процент армирования элемента:
Определяем требуемую площадь монтажных стержней и по площади
принимают диаметры стержней:
Расчет прочности по наклонным сечениям
Расчетыэлементовпридействиипоперечныхсилдолжныобеспечить
)пополосемеждунаклоннымисечениями;
)надействиепоперечнойсилыпонаклонномусечению.
Расчетжелезобетонныхэлементовпополосемеждунаклоннымисечениями
производится из условия:
где - поперечная сила в нормальном сечении кН;
– коэффицент равен 03;
- расчетное сопротивление бетона на осевое сжатие кН;
- ширина сечения элемента (номинальная) см;
Условие выполняется прочность сжатой полосы между наклонными
сечениями обеспечена.
Диаметр поперечных стержней (хомутов) назначается в зависимости от
диаметра продольной арматуры :
поперечная арматура назначается диаметром не менее 6 мм.
По сортаменту арматуры (приложение 5[4]) принимается площадь
поперечных стержней .
Назначаем шаг поперечных стержней.
На участках расположенных вблизи опор принимаем шаг
но не более 300 мм. (23)
Проверим соотношение – оно не должно быть не более значения
где – расчетное сопротивление на осевое растяжение кН.
Проверка выполняется.
В соответствии с указаниям [2] можно принять любой из двух вариантов
расчета прочности наклонных сечений:
)точный – учитывающий работу наклонного сечения (по условию
)приближенный – принимая наклонные сечения в виде нормального сечения
Используем первый из двух вариантов.
Расчет наклонных сечений по условию
где – см. формулу (21);
– поперечная сила воспринимаемая бетоном кН;
– поперечная сила воспринимаемая поперечной арматурой в наклонном
Проверим выполнение условия:
Условие не выполняется прочность не обеспечена.
где - расчетное сопротивление растяжению поперечной арматуры кН;
– площадь поперечных стержней ;
Полученное значение сравниваем с условием:
- поперечную арматуру можно учитывать в расчете при выполнении условия
Определяем величину :
Находим длину наименее выгодной проекции наклонного сечения на
а) при действии на элемент равномерно распределенной нагрузки
включающую в себя временную нагрузку :
где - см. формулу (29) кНм
Не разрешено принимать
но при этом если или
Условие выполняется следовательно:
Определяем поперечную силу воспринимаемую бетоном:
но при этом принимается не более и не
Определяем поперечную силу воспринимаемую поперечными стержнями:
Проверяем прочность наклонных сечений
Условие выполняется следовательно прочность наклонных сечений
Расчет монтажной петли:
Для захвата при подъеме сборных конструкций предусматривается
применение инвентарных монтажных вывинчивающихся петель строповочных
отверстий со стальными трубками стационарных монтажных петель со
стальными трубками и т.д.
Монтажные петли сборных железобетонных и бетонных конструкций
изготовляют из горячекатаннлой арматуры стали класса А300 марки 10ГТ и
А240 ВСт.3сп2 или ВСт.3пс2.
Арматура класса А240 ВСт.3сп2 имеет следующие характеристики:
Рассчитываем вес плиты перекрытия:
удельный вес железобетона;
коэффицент пустотности.
Рассчитываем усиление приходящееся на один стержень арматуры А240:
Найдем площадь арматуры для монтажной петли:
где рассчетное усилие кН;
коэффицент надежности по нагрузке;
коэффицент динамический;
расчетное сопротивление растяжению арматуры .
По сортаменту арматуры (приложение 5 [4]) определяем диаметр
количество стержней и площадь арматуры :
Список использованных источников
СП20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция
СНиП 2.01.07-85* (с Изменением N 1)»
СП 52-101-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного
напряжения арматуры»
ГОСТ 9561-2016 «Плиты перекрытий железобетонные многопустотные для
зданий и сооружений. Технические условия»
Сетков В.И. Сербин Е.П. – Строительные конструкции. Расчет и проектирование:
учебник – 3-е изд. импр. и доп. – М.: ИНФРА-М 2018.- 444с – (Среднее
профессиональное образование).