Размещено на http://www.allbest.ru/

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ САРАТОВСКОЙ ОБЛАСТИ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«Вольский технологический колледж»

Специальность270103:

«Строительство и эксплуатация зданий и сооружений»

КП 270103.00.00.00

Курсовой проект:

«Расчёт сборной железобетонной многопустотной плиты покрытия

3х-этажного кирпичного жилого дома на 12 квартир город Белгород»

Пояснительная записка

Руководитель курсового проекта Выполнил:

преподаватель: студент группы СТ-31

( И.Г. Баринова) (Е.С гордев)

« » декабря 2013 г. « » декабря 2013г.

2013 г

Содержание

Введение

1. Конструктивная часть

1.1 Архитектурно - конструктивная решение

1.2 Сборные перекрытия из железобетонных плит

2. Расчётно - конструктивная часть

2.1 Расчёт сборной железобетонной многопустотной плиты перекрытия

2.2 Определение сбора нагрузок и усилий

2.3 Определение нагрузок и усилий

2.4 Расчёт сборной железобетонной многопустотной плиты перекрытия

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Железобетон в строительстве России занимает ведущее место. Масштабность применения железобетона обусловлено его высокими физико-механическими показателями, долговечностью, хорошей сопротивляемостью температурным и влажностным воздействиям.

Сборные железобетонные элементы сооружений или отдельные части конструкций изготовляются на заводах, а на постройке монтируются с замоноличиванием стыков.

В ряде случаев оказывается необходимым изготовление сборных железобетонных элементов непосредственно на строительстве.

К преимуществам сборного железобетона относятся:

экономия материалов для устройства опалубки; полная механизация процессов изготовления железобетонных конструкций; сокращение сроков строительства, так как на стройке ведется только монтаж готовых конструкций; улучшение качества конструкций снижение стоимости строительства; значительное облегчение и удешевление производства работ в зимнее время.

Заводы и подсобные предприятия, изготовляющие элементы сборных бетонных и железобетонных конструкций, обязаны снабжать отпускаемую продукцию сертификатами с указанием марки бетона, вида цемента, марки стали арматуры, времени изготовления, данных об испытаниях контрольных кубиков и пр.

Контроль за прочностью бетона в изготовляемых элементах должен производиться путем испытания контрольных кубиков в количестве 6 шт. на каждые 250 элементов при весе одного элемента до 0,5 т и на каждые 100 м³ при весе элементов более 0,5 т и, кроме того, при каждом изменении дозировки или рода материалов.

При прохождении курса «Основы проектирования строительных конструкций» необходимо закрепление приобретенных знаний и получение практического опыта в расчете железобетонных конструкций.

Целями выполнения курсового проекта является:

- закрепление пройденного теоретического материала;

- освоение практических методов самостоятельного расчета и конструирования наиболее распространенных видов конструкций: монолитного ребристого перекрытия с балочными плитами, балочного сборного перекрытия, сборной железобетонной колонны и фундамент под колонну;

- развитие начальных навыков оптимального проектирования конструкций с использованием ЭВМ.

Исходные данные курсового проекта

Тема проекта: 3 ^х этажный кирпичный жилой дом на 12 квартир

Место строительства: г. Белгород.

Природно-климатические условия.

Жилой дом, 3-этажный кирпичный, 12-квартир.

Климатический район и подрайон

Пункт строительства г. Белгород. Климатический район - II, подрайон - В.

Расчетная температура наружного воздуха. Наиболее холодной пятидневки: tнро= - 23 оC, обеспеченностью 0,92. Наиболее холодных суток: tнро= - 28 оC, обеспеченностью 0,92. Продолжительность отопительного периода и средняя суточная температура воздуха, оС (не более 8 оС) = 191 сут. и -1,9 оС соответственно.

Зона влажности. Зона влажности нормальная.

Парциальное давление наружного воздуха.

перекрытие железобетонный многопустотный сборный

Таблицы парциального давления наружного воздуха по месяцам

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Парциальное давление наружного воздуха, гПа	3.4	3.5	4.5	6.9	9.7	12.8	14.8	14.2	10.4	7.3	5.5	4.1

Характеристики ветра. Роза ветров.

Ветер

Месяц	Значения скорости ветра, м/с (числитель) и повторяемость, % (знаменатель) по направлениям
	С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ
Январь
Июль

Степень долговечности здания - II, степень огнестойкости здания - II, класс здания - II.

Для строительства здания при его проектировании и конструкции: фундамент сборный ленточный железобетонный по ГОСТ; наружные стены из керамического рядового полиотелого обыкновенного силикатного кирпича, толщиной 510 мм; внутренние стены толщиной 380; 400 мм. Перекрытия выполнены из пустотных плит; предварительного напряжения, плиты с круглыми пустотами толщиной 220 мм по ГОСТ 95.61 - 91. Крыша и кровля 2-х скатная,; перегородки кирпичные толщиной 80 мм и керамические перегородки (панели), Толщина панелей 80 мм; высота на 2700 мм больше высоты помещения. Полы - линолеум, паркет и керамическая плиткаОкна по ГОСТ 1274-78. Инженерное оборудование: водопровод, отопление, горячее водоснабжение, вентиляция, газоснабжение, электроснабжение, устройства связи, освещение.

Проектируемое здание имеет прямоугольную форму, что отвечает функциональным, техническим, архитектурно - художественным и экономическим требованиям.

Размер здания в плане составляет - 12,00 х 26.400 м.

Высота - 11.2 м.

Количество этажей - 3.

Высота этажа - 2,7 м.

3-х этажный кирпичный жилой дом на 12 квартир имеет конструктивную схему здания с продольным планом перекрытия.

Перекрытия этажей выполняются из сборных железобетонный плит.

В данном курсовом проекте выполняем расчёт и конструктирование (многопустотной) плиты покрытия 3-го этажа по крайнему ряду, кровля 2-х скатная. Указываем разрез здания с указанием наименования слоёв кровли.

В данном курсовом проекте выполняем расчёт сборной многопустотной железобетонной плиты (перекрытия).

1. Конструктивная часть

1.1 Архитектурно-конструктивная часть

Перекрытия служат для разделения здания по высоте на этажи, воспринимают нагрузки от находящихся в здании людей и оборудования, а также играют роль горизонтальных диафрагм жесткости.

Перекрытия играют большую роль в обеспечении общей устойчивости здания и в зависимости от системы соединения их элементов со стенами или отдельными опорами влияют на несущую способность последних.

Перекрытия классифицируют по следующим признакам: по местоположению в здании: надподвальные, междуэтажные, чердачные; по конструкции: балочные, где основной элемент -- балки, на которых укладываются настилы, накаты и другие элементы покрытия; плитные, состоящие из несущих плит или настилов, опирающиеся на вертикальные несущие опоры здания или на ригели и прогоны; безбалочные, состоящие из плиты, связанной с вертикальной опорой несущей капителью; по материалу: железобетонные сборные, монолитные, по деревянным и стальным балкам.

Перекрытия должны удовлетворять требованиям прочности, т.е. безопасного восприятия всех действующих на них постоянных и временных нагрузок.

Важным требованием, определяющим эксплуатационные качества перекрытия, является жесткость. Жесткость не допускает прогибов, превышающих установленные нормами пределы. Если она недостаточна, то под влиянием нагрузок в перекрытии возникают значительные прогибы, что вызывает появление трещин.

Перекрытия должны обладать достаточной звукоизоляцией. В связи с этим применяют слоистые конструкции перекрытий с различными звукоизолирующими свойствами. Плиты опирают на звукоизоляционные прокладки, а также тщательно заделывают неплотности.

Теплозащитные требования предъявляют для чердачных и надподвальных перекрытий. Особое внимание необходимо уделять конструированию перекрытия в местах примыкания к несущим стенам, так как возможно образование «мостиков холода» в стенах, что может привести к дискомфортным условиям.

Перекрытия должны удовлетворять противопожарным требованиям.

В зависимости от назначения помещений к перекрытиям могут предъявляться также специальные требования: водонепроницаемость (для перекрытия в санузлах, в душевых, банях); несгораемость (в пожароопасных помещениях); воздухонепроницаемость (при размещении в нижних этажах лабораторий, котельных).

Независимо от места расположения перекрытия в здании оно должно быть индустриальным в устройстве, а его конструктивное решение экономически и технологически обосновано.

Железобетонные перекрытия являются наиболее надежными и долговечными.

1.2 Сборные перекрытия из железобетонных плит

Многопустотные железобетонные плиты изготовляются из бетонов класса В15, В25, длиной 2,4--6,3 м (с градацией 300 мм), шириной 1; 1,2; 1,5; 1,8 м, толщиной 220 мм (рис. 1).

В данном проекте используются железобетонные плиты с пустотами толщиной 220 мм. (Рис. 1).



Рис. 1. Многопустотные плиты перекрытий: а -- с круглыми пустотами; б -- плиты, изготовляемые на установках с бетонирующими комбайнами; в -- плиты с овальными пустотами ; 1 -- верхний слой; 2--- средний слой; 3 -- нижний слой

Плиты изготовляют с круглыми и овальными пустотами. Их укладывают на несущие стены по слою раствора.

Концы уложенных плит опирают на кирпичные стены глубиной не менее 90--120 мм, на панельные стены на 50--70 мм.

Для предохранения концов плит от раздавливания вышележащей стеной, а также улучшения тепло- и звукоизоляции на концах плиты заделывают легким бетоном. Швы между длинными сторонами плит в целях придания перекрытиям свойств жесткой монолитной диафрагмы тщательно заполняют цементным раствором. Концы плит на наружных стенах заанкеривают в кладку, а на внутренних стенах и прогонах скрепляют анкерами между собой. Цель анкеровки -- создание связи перекрытия со стенами для придания им устойчивости и увеличения общей жесткости здания.

Рис 2: Опирание на стены, ригели.

2. Расчетно - конструктивная часть

2.1 Расчет сборной железобетонной многопустотной плиты перекрытия

Пустотные плиты (панели) перекрытий выполняются длиной от 3--9 м различной ширины, что обеспечивает их раскладку а различных по размерам перекрытиях. Высота пустотных плит чаще всего принимается 220 мм, пустоты круглого сечения диаметром 159 мм, минимальная толщина полок 25--30 мм.

Пустотные плиты могут опираться на стены, балки, ригели. Опирание выполняют па две опоры и, следовательно, пустотная плита рассчитывается как простая балка (рис. 7,49).

Фактическое сечен и с 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 b заменяются на квадраты (рис 7.50).

Пустотные плиты пролетом 3--4,5 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 обеспечивают каркасы на приопорных участках плиты длинной '/4/, поставленные через два отверстия. В верхней части сечения плиты устанавливается сет ка, воспринимающая монтажные и транспортные нагрузки (рис.3). Возможны и другие конструкции пустотных плит.

Рис. 3. Сечения плиты: а) фактическое сечение; б) расчетное сечение.

Рис.4. Армирование предварительно напряженной пустотной плиты перекрытия: а} продольный разрез плиты: б) поперечный разрез плиты; 1 -- предварительно напряженная арматура; 2 -- сетка, окружающая предварительно напряженную арматуру на участках передачи напряжения; 3 -- каркасы; л -- монтажная сетка

2.2 Определение сбора нагрузок и усилий

Сбор нагрузок на конструкцию обычно обычно выполняется последовательно с верху вниз. Нагрузки на 1м² удобно собирать в табличной форме (см табл 1). После определений нагрузок на 1м² нагрузки собираются на рассчитываемый элемент (конструкцию) - на сборную железобетонную плиту перекрытия 3-го этажа крайнего ряда.

Зная нагрузку, приходящуюся на 1м² перекрытия 3-го этажа можно определить нагрузку на 1 погонный метр плиты перекрытий. При этом й погонный метр, принимаем ширину на 1 метр и определяем длину от крайнего ряда здания и определяем длину грузовой площади Lгр для стены по оси А, она будет ровна Lгр₁= ¹/₂ (от оси 1 до 3)

¹/₂*6,6=3,3м

Аналогично определяем нагрузку на 1 погонный метр плиты перекрытия.

Производим сбор нагрузок на плиту покрытия или перекрытия крайнего ряда.

Задание для проектирования: Рассчитать и законструировать сборную железобетонную многопустотную плиту перекрытия крайнего ряда первого этажа 3^х этажного жилого дома с 2-х скатнойй кровлей. Здание возводится в городе Белгород, который относится к III B климатической зоне строительства. Железобетонная плита, опирающаяся на две опоры (рис.14). Толщина плиты h=220 мм. Бетон тяжёлый класса В 22,5; М 200; г_в2 =0,9. Длина плиты L=6400 мм ?6,4 м.

В₀=6600-210=6390

Рис. 5. Опирание плиты на стены

По назначению жилой дом относиться ко второму классу. Принимаем г=0,95

2.3 Определение нагрузок и усилий

Таблица. 1. Грузовая площадь от покрытия собирается на один квадратный метр перекрытия. Подсчет нагрузок:

№ П/П	Вид нагрузки	Подсчёт	Нормативная нагрузка	Коэффициент надежности по нагрузке гf	Расчетная нагрузка
	От перекрытия:
	Постоянная:
1	Гравий, втопленный в битум	0,03х0,11	0,003	1,2	0,004
2	Трёхслойный рубероидный ковёр	0,002х0,06	0,00012	1,3	0,0002
3	Цементно - песчаная стяжка	0,18х1,25	0,225	1,3	0,29
4	Керамзит	0,05х7	0,35	1,1	0,385
5	Пароизоляция	(6,3+4,5+4,5+2+2)х0,12х0,22х7	3,6	1,1	3,96
6	Пустотная плита ПК	-	0,7	-	0,7
7	Водосточные воронки:		5,00	1,1	5,50
	ИТОГО:	q п = 9,88 кПа		q = 10,84 кПа
	Временная:
	Снеговая нагрузка	s=sg µ=2,2х1; sп=sgµ0,7=2,2х1х0,1кПа	sп=1,54 кПа	-	s=2,2 кПа
	Нагрузка от парапетной кирпичной кладки (см. СНиП 2.01.07-85*, табл.1)	-	0,5	1,1	р= 0,55 кПа
	ИТОГО:	sп=2,04 кПа	-	s = 2,75кПа
	ВСЕГО НАГРУЗОК:	q покрытия =11,92 кПа		q покрытия = 13,59 кПа

2.4 Расчет сборной железобетонной многопустотной плиты перекрытия

1. Нагрузка на 1 м² действует нагрузка q (м²)= 13,59 кПа, с учётом коэффициента

г_п=0,95, q (м²)= 13,59х0,95=12,91 кН/ м; вырезаем условно полосу шириной 1 м и определяем нагрузку на один погонный метр полосы q= q (м²)= 12,91 х1,0 м = 12,91 кН/ м.

2. Определяем расчётный пролёт плиты (расстояние между центрами площадок опирания):

?₀ =? - 2д - 2(?_оп - д)/2=6300-2*10-2(200-10)/2=6120 мм=6,2 м.

1. Выполняем статический расчёт (определяем максимальный момент и поперечную силу) (рис. 6):

М = q?_о²/8 =12,91 х 6,2²/8 = 62,03 кН*м;

Q = q?_о/2 =12,91 х 6,2/2 = 40,02 кН.

Рис. 6. Расчётная схема

Рис. 7. Сечение плиты

Определить диаметр предварительно напряжённых стержней для армирования железобетонной пустотной плиты с круглыми пустотами.

На плиту действует изгибающий момент М=62,03 кН*м=6203 кН*см.

Решение:

1. Задаёмся классом предварительно напрягаемой арматуры и способом натяжения: принимаем предварительно напрягаемую арматуру класса А-IV, арматура напрягается электротермическим способом.

2. По табл. 7.7 устанавливаем, что класс прочности бетона должен быть не менее В 15. Принимаем класс прочности бетона В 25, бетон тяжёлый, подвергнутый тепловой обработке при атмосферном давлении; коэффициент условия работы бетона г_b2=0,9.

3. Выписываем характеристики материалов (табл. 2.6,2.8):

R_в =14,5 МПа=1,45 кН/см²; R_bt =1,05 МПа= 0,105 кН/см²; R_s,ser = R_sп =590 МПа=59 кН/см² ; R_s=510 МПа=51,0 кН/см² .

4. Определяем величину р: р=30+ 360/ L=30+360/6,2=62,90 МПа, где L- в метрах.

5. Задаёмся предварительным напряжением арматуры: обычно величину предварительного напряжения у_sp (0,6-0,8) R_s,ser ; принимаем у_sp = 0,8 R_s,ser =0,8х590=472 МПа.

6. Проверяем принятое напряжение по условиям:

у_sp =р? R_s,ser ; у_sp - р ? 0,3R_s,ser ;

472+62,90 = 534,9 МПа<590 МПа;

472-62,90= 409,1 МПа>0,3*590=177 МПа;

Условие выполняется, окончательно принимаем предварительные напряжения в арматуре у_sp =472 МПа.

7. Определяем расчётное сечение плиты; условно заменяем каждое отверстие на квадраты, и бетон между ними собираем в ребро (рис. 8); b_f ^'- ширина полки, принимается равной ширине плиты по верху; b - ширина ребра:

b= b_f ^' -d_{отверстия} *n_{отверстий} =147-15,9х8=19,8 см;

h-d_отв. 22-15,9

h_f ^' = 2 = 2 =3,05?3,0см,

где h_f ^' - высота полки. Принимаем ?=3,0 см и определяем рабочую высоту сечения:

h_о = h- ?=22-3=19 см.

Учитывая, что в растянутой зоне бетона появляются трещины, нижняя полка плиты (находящаяся в растянутой зоне) при расчёте прочности не принимается в расчёт.



Рис. 8. Расчётное сечение плиты

8. Определяем расчётный случай тавровых элементов:

М_f^' = R_в г_b2 b_f ^' h_f^' (h_о - h_f^' /2)=1,45*0,9*147*3*(19-3/2)=10071,34 кН*см;

Так как М=6203 кН*см< М_f^' =10071,34 кН*см, имеем первый случай расчёта тавровых элементов.

9. Определяем величину коэффициента А₀ :

М 6203____ 6203_____

А₀= R_в г_b2 b_f ^' h_о² = 1,45*0,9*147*19² = 69252,44 = 0,089 А_0R =0,43.

10. По табл. 7.5,7.6 определяем коэффициент ж=0,08, ж_R =0,54

11. Находим значение коэффициента г_b6 :

г_b6 =?-(?-1)(2ж/ж_R -1)??;

?=1,2-для арматуры класса А-IV(п. 3.13* СНиП 2.03.01-84*);

г_b6=1,2-(1,2-1)(2*0,08/0,54-1)=1,341; принимаем г_b6=1,2.

12. Определяем требуемую площадь предварительно напряжённоё арматуры:

R_в г_b2 b_f ^' жh_о 1,45*0,9*147*0,08*19 291,59

А_sp= R_s г_b6 = 51*1,2 = 61,2 =4,76 см² ;

принимаем предварительно напрягаемую арматуру: 5 стержня ?14,

А-IV, А_sp =7,69 см² устанавливаем через два отверстия (рис. 9).

Рис. 9. Армирование плиты, напрягаемой арматурой

Заключение

Требования к строительным конструкциям и общие принципы их проектирования:

В курсе «Строительные конструкции» рассматривают главным образом несущие конструкции зданий и сооружений, которые воспринимают силовые и другие воздействия и передают их на нижележащие конструкции, затем на фундаменты и, наконец, на грунт. Несущие конструкции должны отвечать требованиям, предъявляемым к самим зданиям и сооружениям в отношении долговечности, огнестойкости, индустриальное т и, унификации и др.

Не останавливаясь на подробном описании всех предъявляемых к конструкциям требований, которые являются предметом изучения других дисциплин, ограничимся рассмотрением такого свойства, как надежность, т.с. способность конструкции сохранять свои эксплуатационные качества в течение всего срока службы сооружения, а также в период ее транспортирования с заводов на строительную площадку и в момент монтажа. С точки зрения изучаемой дисциплины главным показателем надежности несущей конструкции является безопасная (безаварийная) ее работа под действием внешних нагрузок и различных воздействий, возникающих при эксплуатации (температурных, коррозионных, сейсмических и др.). С понятиями надежности и безопасной работы конструкций тесно связаны такие болсс частные проявления этих свойств, как прочность, жесткость и устойчивость, которые относятся как к зданиям и сооружениям в целом, так и к отдельно взятым несущим конструкциям. Для того чтобы обеспечить прочность, жесткость и устойчивость зданий и их конструкций, выполняются соответствующие расчеты, позволяющие назначить материалы, размеры и формы конструкций и выполнить их соединения такими, чтобы они были надежными и долговечными.

Понятие прочности не однозначно» но если охватить самое существенное, то ее можно определить как неразрушаемость конструкции в течение всего периода ее эксплуатации (подробнее см. в главе 2.1).

Когда говорят о жесткости конструкции, прежде всего имеют в виду сопротивляемость деформациям, например прогибам или поворотам сечения. Такие деформации происходят в направлении действия нагрузок. Если они превосходят какие-то значения, установленные нормами» то говорят о недостаточной жесткости или чрезмерной гибкости.

Устойчивость -- это сохранение формы конструкции. Так, в случае потери устойчивости конструкция, которая до приложения нагрузки имела одну форму, например прямолинейную, после приложения нагрузки принимает другую -- криволинейную. Деформации, возникающие при потере устойчивости, в отличие от изгиба, как правило, не совпадают с плоскостью действия нагрузок (подробнее см. в главе 2.2).

Здесь говорилось о возможной потере устойчивости и деформациях, возникающих в простых конструкциях; потеря устойчивости здания или недостаточная его жесткость в целом описываются более сложно.

Обеспечение безопасной работы конструкций является главной, но не единственной задачей расчетов; их целью является также проектирование конструкций, отвечающих требованиям экономичности, складывающейся из стоимости конструкции при изготовлении, трудоемкости ее возведения или монтажа, а также расходов на содержание в период эксплуатации. Поэтому развитие строительной науки и отражающие современный научный уровень строительные нормы и правила проектирования конструкций и зданий направлены на изыскание дальнейших резервов экономии.

Литература

1. Справочник мастера-строителя под ред. Д.В. Коротеева.-- 2-е изд. -- М.; Стройиздат, 1989. СНиП 3.01.01-85*. Организация строительного производства.

2. В.И. Сетков; Е.П. Сербин Строительные конструкции. -М.: ИНФРА-М,2005.

3. Вильчик Н.П. Архитектура зданий. Учебник. М.: Инфра-М, 2008.

4. СНиП 3.03.01-87. Несущие и ограждающие конструкции.

5. СНиП 23.01-2003 «Строительная климатология».

Размещено на Allbest.ru