Проектирование монолитного ребристого перекрытия из сборного ригеля

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО Ижевский государственный технический университет

Кафедра «ПГС»

Пояснительная записка к курсовому проекту

«Проектирование монолитного ребристого перекрытия и сборного ригеля»

по дисциплине «Железобетонные конструкции»

Вариант № 946

Выполнил

Студент группы 5-10-3у Башарова Л.Х.

Проверил

преподаватель Сачкова С.И.

Ижевск 2009г.

1. Исходные данные

Нагрузка на межэтажное перекрытие V=550 кгс/м (5500Н/м).

Нагрузка на подвальное перекрытие V=1450 кгс/м (14500Н/м).

Размеры здания в осях 17,1 *30 метров. Сетка колонн 5,7*6,0 метров.

Компоновка перекрытий.

Таблица 1. Главные балки в поперечном направлении.

№	Наименование элемента	Пролет, м	Размеры поперечного сечения
			Высота(h), см	Ширина(b), см
1	Плита	1.900	7	100
2	Второстепенная балка	6,0	40	20
3	Главная балка	5,7	50	25

Таблица 2. Главные балки в продольном направлении.

№	Наименование элемента	Пролет, м	Размеры поперечного сечения
			Высота(h), см	Ширина(b), см
1	Плита	1,5	5	100
2	Второстепенная балка	5,7	40	20
3	Главная балка	6,0	50	25

Сравнение вариантов компоновки по экономичности расхода бетона:

V=

Главные балки в поперечном направлении

V=3*5,7*5*6,0*0.07+40*0.2*6.0*(0.4-0.07)+12*0.25*5,7*(0.5-0.07)= 60 м.

Главные балки в продольном направлении

V=3*5,7*5*6,0*0.05+57*0.2*5,7*(0.4-0.05)+10*0.4*6,0*(0.50-0.05)= 60 м.

В связи с тем, что расположение главных балок в поперечном направлении, при равных объемах бетона, более удобное для монтажа, принимаем:

-расположение главных балок поперечное;

-расположение второстепенных балок - по разбивочным осям колонн и в каждой трети пролета главных балок с шагом 5,7/3=1,900м;

-глубину опирания на стены плиты 120мм, второстепенной балки 250мм, главной балки 380мм;

-привязка наружных стен =200мм.

Назначаем:

проектный класс бетона В20 (=11,5 МПа, =0,9 МПа, =0,9)

арматуру сварных сеток из обыкновенной арматурной проволоки класса Вр-I (Rs=370 МПа для d=4мм).

продольную рабочую арматуру второстепенных балок из стали класса А-III

(Rs=365 МПа), поперечные стержни из арматуры класса Вр-I (Rs=370 МПа для d=4мм).

2. Расчет плиты перекрытия

Расчетные пролеты плиты

-крайних пролетов

1.900-0,2-0,2/2+0,12/2=1.66 м;

-средних пролетов

1.9-0,2=1.7 м;

3. Расчетный пролет второстепенной балки

6,0-0,25=5,75 м;

Поскольку отношение сторон опорного контура плиты больше двух, то ее рассчитывают как балочную в направлении коротких пролетов, таким образом, расчетная схема плиты представляет собой 9-ти пролетную неразрезную балку с примерно одинаковыми пролетами. Крайние опоры кирпичные стены, промежуточные - второстепенные балки. Расчет производим для условной полосы плиты, равной 100 см.

Таблица 3. Подсчет нагрузок на 1 м перекрытия.

№	Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, Н/м	Коэффициент надежности по нагрузке,	Расчетная нагрузка, Н/м
	Постоянная
1	Керамическая плитка, =13мм, =1800 кг/м	230	1,1	253
2	Слой цементного раствора, =20мм, =2200 кг/м	440	1,3	572
3	Плита, =70мм, =2500 кг/м	1750	1,2	2100
	Итого:			g=2925
4	Временная	14500	1,2	V=17400
	Полная: q=g+V			20325

Полная расчетная нагрузка q=g+V=2925+17400=20325 Н/м. Так как ширина условной полоски 1 м, то нагрузка на один погонный метр численно равен нагрузке на 1 м перекрытия, то есть q=q=20325 Н/м

Расчетные изгибающие моменты в сечениях балки определяем с учетом их перераспределения за счет проявления пластических деформаций по формулам:

-в средних пролетах и на средних опорах

Н*м;

-в первом пролете и на первой промежуточной опоре

Н*м;

Подбор сечений продольной арматуры:

Вычисляем целесообразную высоту плиты по моменту на первой промежуточной опоре:

см.

=6,0+1,5=7.5 см.

Принимаем h=8 см.

В средних пролетах и на средних опорах

=8,0-1,5=6,5 см.

плита перекрытие балка арматура

Находим значение и по таблице

=0,956 =0,089

см

В первом пролете на первой промежуточной опоре h=6.5 см.

Находим значение и по таблице

=0,938 =0,124

см

Армирование плиты.

Вариант армирования - непрерывное рулонными сетками в направлении главных балок.

Для части перекрытия с плитами, окаймленными по четырем сторонам, принимаем основные сетки С-1 марки с площадью продольной рабочей арматуры 105-А=1,96 см.

В первом пролете и над первой промежуточной опорой необходимо уложить дополнительные сетки С-2 марки с площадью продольной рабочей арматуры 54-А=0,63 см.

Полная площадь арматуры А=0,63+1,96=2,59 см.

4. Расчет второстепенной балки

Второстепенная балка рассчитывается как пятипролетная неразрезная балка таврового сечения (предварительные размеры выбраны на стадии сравнения вариантов) с шириной полки равной расстоянию между осями смежных пролетов плиты, что составляет 1900 мм.

Расчетные пролеты:

-крайних пролетов балки

 м.

-средних пролетов балки

м.

Расчетные нагрузки на 1 метр длины (при расстоянии между ними 1,900 м.).

Нагрузки

Расчетная нагрузка, кН/м

Постоянная

От плиты и пола

2.925*1.900

5,56

От балки с сечением 0,4*0,2 м (=2500 кг/м) =1,2

0,4*0,2*2500*1,2

2,4

Итого: g=7,96

Временная

17,4*1,9

33,06

Итого: V=33,06

Полная нагрузка: q=g+V=41,02 кН/м.

Расчетные усилия по формулам с учетом их перераспределения за счет проявления пластических деформаций арматуры и бетона:

а) изгибающие моменты:

-в первом пролете

.

-на первой промежуточной опоре

.

-в средних пролетах и на средних опорах

.

б) в среднем пролете на расстоянии 0,25L от опоры. В отрицательный момент при =-0.0481, в зависимости от отношения V/g=33,06/7,96=4,15

.

в) поперечные силы:

-на крайней опоре

.

-на первой промежуточной опоре слева

.

-на первой промежуточной опоре справа

Определение высоты сечения балки. Высоту сечения балки подбираем по опорному моменту при =0,35, поскольку на опоре момент определяем с учетом образования пластического шарнира. По таблице III.I [I] при =0,35 находим На опрое момент отрицательный - полка ребра, в растянутой зоне. Сечение работает как прямоугольное с шириной ребра b=20 см. Вычисляем

Принимаем h=45 см, b=20 см.

В пролетах сечение тавровое - полка в сжатой зоне. Расчетная ширина полки при равна ширине плиты (190 см), что не превышает величину L/3.

Расчет прочности по сечениям, нормальным к продольной оси.

-сечение в первом пролете, М=125,45 кНм.

Рабочая высота сечения , (при расположении арматуры в один ряд).

По таблице III.I [I] : =0,98, =0,04.

=1,6 <8см

Следовательно, нейтральная ось проходит в сжатой полке.

Принимаем 218+216 А-III с А=4,02+5,09=9,11 cм> 8,83 cм

-сечение в среднем пролете, М=84,76 кНм.

Рабочая высота сечения , (при расположении арматуры в один ряд).

По таблице III.I [I] : =0,988, =0,024.

Принимаем 220 А-III с А=6,28 cм>5,6 cм.

На отрицательный момент М=-65,23 кНм сечение работает как прямоугольное с b=20 см.

По таблице III.I [I] : =0,9.

Принимаем 2?18 А-III с А=5,09 cм>4,73 cм.

-сечение на первой промежуточной опоре, М=98,57 кНм.

Рабочая высота сечения , (при расположении арматуры в один ряд).

По таблице III.I [I] : =0,85,

Принимаем в качестве арматуры сварные рулонные сетки с поперечной рабочей арматурой. При двух надопорных сетках, закладываемых вдоль главной балки, площадь рабочей арматуры на 1 сетку должна составить =7,29/2=3,65 см, на 1 погонный метр, =3,65/1,90=1,92 см. Принимаем 105 Вр-I сетки С-3 , =2*1,96=3,92 см.

-сечение на средней промежуточной опоре, М=84,76 кНм.

Рабочая высота сечения , (при расположении арматуры в один ряд).

По таблице III.I [I] : =0,874,

Принимаем в качестве арматуры сварные рулонные сетки с поперечной рабочей арматурой. При двух надопорных сетках, закладываемых вдоль главной балки, площадь рабочей арматуры на 1 сетку должна составить =6,1/2=3,05 см, на 1 погонный метр, =3,05/1,900=1.61 см. Принимаем 10?5 Вр-I и сетки С-4 , =2*1.96=3,92 см.

В крайнем пролете принимаем конструктивно в верхней рабочей зоне арматуру А-III ?10.

5. Расчет прочности по сечениям, наклонным к продольной оси

Проверяем условие Q?k1Rbtbh0

95170H>0.6*0.9*0.90*20*43*100=41796H; условие не выполняется и поэтому поперечная арматура требуется по расчёту на всех опорах, так как условие проверялось у опоры с наименьшей поперечной силой.

Расчёт начинаем с сечения с наибольшей поперечной силой Q=142,75 кН.

Влияние свесов сжатой полки

f=0.75(3h'f)h'f/bh0=0.75*3*8*8/20*43=0.167<0.5

Вычисляем

B=b2(1+f) Rbtbh02=2*(1+0.167)*0.9*20*432*100=77,68*105 H*см,

Здесь f2=2 - для тяжелого бетона.

В расчетном наклонном сечении Qb=Qsw=Q/2, отсюда

С=В/0,5Q=77,68*105/0.5*142750=109 см > 2h0=2*43=86 см;

Принимаем С=86 см.

Тогда

Q=B/C=77,68*105/86=90,3*104H=90,3 kH;

Qsw=Q-Qb=142,75-90,3=52,45 kH;

qsw=Qsw/C=52,45/86= 610 H/см.

Диаметр поперечных стержней устанавливаем из условия сварки с продольными стержнями d=20 мм и принимаем dsw=5 мм класса Вр-I, Rsw=260 МПа. Число каркасов два,

Аsw=2*0,196=0,392 см2.

Поскольку

dsw/d=5/20<1/3, то гs2=0.9

Rsw=260*0,9=234 МПа.

Требуемый шаг поперечных стержней из условия прочности по наклонным сечениям

S= Rsw*Аsw/ qsw=234*0,392*100/610=15 см;

по конструктивным условиям s=h/2=45/2=22 см, но не более 15 см. Для всех приопорных участков промежуточных и крайних опор принят шаг S=15см (так как на остальных приопорных участках поперечная сила меньше 142.75 кН). В средней части пролёта ?l/2 шаг s=(3/4)h=(3/4)*45=30<50 см. Принимаем s=30см.

Проверка по сжатой полосе между наклонными трещинами:

м=Аsw/bs=0,392/20*15=0,0013

н=Es/Eb=170000/30000=5,7

w2=1+5нм=1+5*5,7*0,0013=1,037

b1=1-0.01Rb=1-0,01*0,90*11,5=0,90

Условие Q=142750 Н<0,3w2b1Rbbh=0,3*1,037*0,90*0,85*11,5*20*43*100=235380 Н

удовлетворяется, принятое поперечное армирование достаточно.

Размещено на Allbest.ru