Проектирование монолитного ребристого перекрытия с балочными плитами

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

Ижевский Государственный Технический Университет

Кафедра:СКиСМ

Курсовой проект

по предмету: Железобетонные и каменные конструкции

Тема: Проектирование монолитного ребристого перекрытия с балочными плитами

Выполнил: студент гр. 5-10-1у

Проверил: Лубенская Л.А.

Ижевск 2010

1. Исходные данные

Vн на междуэтажное перекрытие - 500 кг/м3

Vн на подвальное перекрытие - 1250 кг/м3

L1L2 - шаг колонн - 4.84.5 м.

2. Расчет монолитного ребристого покрытия

2.1 Расчет размеров балок

1 ВАРИАНТ	2 ВАРИАНТ
Lгл.б= L1=4.8 м	Lгл.б= L2= 4.5 м
hгл.б=()Lгл.б=0.5 м	hгл.б=()Lгл.б=0.45 м
вгл.б=()hгл.б=0,2 м	вгл.б=()hгл.б=0,2 м
lпл=()м=2,4 м	lпл=()м=2.25 м
hпл=()м=0,1 м	hпл=()м=0,1 м
Lвт.б=4.5 м	Lвт.б=4.8 м
hвт.б=()Lвт.б =0.3 м	hвт.б=()Lвт.б =0,3 м
ввт.б=()hвт.б =0,15 м	ввт.б=()hвт.б =0,15 м

Определяем расход бетона:

По расчетам видим, что 2 вариант раскладки балок экономичней и эффективней по сравнению с первым вариантом. Значит, расчет будем вести по 2 варианту.

2.2 Расчетная схема монолитной плиты

- плита балочного типа

- плита, опертая по контуру



Рассчитываем плиту, как плиту балочного типа.

Для расчета монолитной плиты вырезаем полоску шириной 1м в направлении короткой стороны.

2.3 Сбор нагрузок на монолитную плиту

№	Вид нагрузки	Нормат. нагрузка кН/м2	f	Расчетн. нагрузка кН/м2
1	Постоянная нагрузка _ g 1. Керамическая плитка =0,01м, =18кн/м3 2. Цем. песч. прослойка =0,03м, =18кн/м3 3. ЖБ плита =0,1м, =25кн/м3	0,18 0,54 2,5	1,2 1,3 1,1	0,216 0,702 2,75
	Итого	3.22		3,668
2	1. Временная нагрузка -	12.5	1,2	15
3	2. Полная нагрузка - q	15.72		18.668

В=1м

=0,95 (здания II уровня ответственности)

2.4 Уточнение размеров монолитной плиты

1) Определение расчетных данных

М =IМВI=7.12 кНм

ПО СНиП определяем: монолитные плиты армируются сварными сетками, выполненными из арматурной проволоки Вр-1 с

Монолитные ребристые перекрытия изготовляют из тяжелого бетона естественного твердения класса В15-25.

плита

балка

Принимаем класс бетона В20 с ,

По СНиП находим R=0,627

2) Задаемся шириной

По таблицам СНиП определяем:

3) Определяем требуемое значение рабочей высоты элемента

Назначаем h кратную 1см hтр = 0,1 м.

2.5 Армирование монолитной плиты

1) Определение максимального поперечного сечения арматуры

Определяем коэффициент А0:

где

Определяем коэффициенты и :

= 0б1 R, =0,95

Определяем требуемую площадь поперечного сечения арматуры:

2) Определение минимального поперечного сечения арматуры

Определяем коэффициент А0:

где

Определяем коэффициенты и :

= 0,07 R, =0,965

Определяем требуемую площадь поперечного сечения арматуры:



Окончательно получаем:

Предлагаются 2 варианта армирования монолитной плиты:

1) Рулонными сетками

2) Плоскими сетками

Сетки укладываются согласно эпюре изгибающих моментов

d1, d2 - диаметр продольной и поперечной арматуры

S1, S2 - шаг продольной и поперечной арматуры

с1, с2 - выпуск продольной и поперечной арматуры

L - длина сетки

В - ширина сетки

На изготовление сеток идет арматурная проволока Вр-1 диаметром 3,4,5 мм и арматура класса А-III диаметром 6,8 мм. Продольная и поперечная арматура ставится с шагом кратным 50 мм (100, 150, 200, 250мм). В рулонных сетках продольную арматуру можно изготавливать из арматурной проволоки.

Вырезав полоску шириной 1м, арматуру считаем тоже на 1 м:

, то принимается 1 вариант, т.е. рулонными сетками.

Плоские сетки укладываются поперек второстепенных балок согласно эпюры изгибающих моментов, в пролете укладываются 2 или 3 сетки с нахлестом не менее 200 мм

В сетке С-1 продольная рабочая арматура

В крайних пролетах раскатывают доборную сетку С-2 вдоль второстепенных балок =1,25*2,25=2,813 м

;

;

;

AS(10ш5)=1,96 см2

2,48-1,96=0,52 см2

AS(5ш4)=0,63 см2

2.6 Расчетная схема второстепенной балки

2.7 Уточнение размеров второстепенной балки

1) Расчетные данные:

Балки армируются сварными каркасами с продольной рабочей арматурой, класса А-III 10мм и более.

2)

3) Определяем требуемое значение рабочей высоты элемента:

Назначаем высоту кратную 5 см: hтр=0,45м.

Проверка: В=(0,30,5)h. Условие выполняется

Чтобы перейти к дальнейшему расчету нужно перейти к расчетному тавровому поперечному сечению и задаться размерами:

Принимаем bf =0,75м.

От действия положительного изгибающего момента второстепенная балка рассчитывается как элемент таврового профиля. От действия отрицательного изгибающего момента балка рассчитывается как прямоугольный элемент.

2.8 Расчет второстепенной балки на действие положительных изгибающих моментов

1) Расчетные данные: Мкр =65,44 кНм Мср =45,49 кНм

RВ =10,35 МПа

R =0,627 RS =365 МПа

Балки армируются сварными каркасами, с рабочей продольной арматурой класса А-III.

2) Определяем положение границы сжатой зоны бетона:

3) Определяем коэффициент А0 Расчет будем вести отдельно для крайнего и среднего пролетов:

Определяем требуемую площадь арматуры:

Так как ширина полки: 10 <b<30 мм следует устанавливать 2 каркаса с рабочей арматурой по 2 или 4 стержня.

Нижняя продольная арматура в каркасе К-1 подбирается по в крайнем пролете, а в каркасе К-2 подбирается по в среднем пролете.

По результатам подбора получилось следующее:

Для каркаса К-1: A-III AS (4 12) = 4,52 см2 Атркр=4,48 см2

Для каркаса К-2: A-III AS (2 14) = 3,08 см2 Атрср=3,02 см2

Верхняя арматура в каркасе К-1 и К-2 ставится конструктивно A-III AS(210)=1,57 см2.

2.9 Расчет второстепенной балки на действие отрицательных изгибающих моментов

1) Расчетные данные: IМвI =66,16 кНм IМсI =45,49 кНм

RВ =10,35 Мпа

R =0,627 RS =365 Мпа

Балки армируются сварными каркасами, с продольной рабочей армату-

рой класса А-III.

2) Определяем коэффициент А0 Расчет будем вести отдельно для крайнего и среднего пролетов:

3)Определяем требуемую площадь арматуры:

Для восприятия отрицательных изгибающих моментов над опорами

раскладывают сварные сетки по две шт. в разбежку.

Пересчитываем требуемую площадь арматуры на одну сетку на 1м ширины.

Арматуру для сетки С-5 подбираем по , а для С-6 по

При ширине сетки-принимаем рулонные сетки

По результатам подбора получаем:

2.10 Расчет второстепенной балки на прочность по наклонному сечению

1) Расчетные данные: Qmax==94.41Н, Rb,t=0,81 МПа, в2=2, в3=0,6. Определяем количество и поперечной арматуры:

n-2, d1/4 dmax

При

Назначаем шаг поперечной арматуры в при опорной части:

S = 150 мм

Принимаем S=0,15м

В средней части пролета:

Принимаем S=0,33 м

2) Сжатые полки отсутствуют, значит коэффициент f =0

3) Продольной силы нет, принимаем п = 0

4) Считаем величину Мв:

5) Определяем интенсивность армирования:



Условие выполняется принимаем .

6) Ищем длину проекции наклонной трещины на продольную ось Если:

В любом случае принимают:

q1 - условная равномерно распределенная нагрузка от внешних сил

Принимаем с=1,12 м.

7) Определяем поперечную перерезывающую силу, воспринимаемую сжатой зоной бетона

монолитный ребристый плита балка

8) Определяем коэффициент с0:



Принимаем с0=0,812 м

9) Определяем поперечную перерезывающую силу, воспринимаемую

поперечной арматурой

10) Делаем проверку прочности

Условие выполняется поставленной поперечной арматуры доста-точно. Окончательно принимаем принимаем шаг=100мм АIII с ASW(2ш10)=1,57 см2.

3. Расчет сборного ребристого междуэтажного перекрытия

В среднем пролете:

В крайнем пролете:

Если:

3.1 Сбор нагрузок на перекрытие

№	Вид нагрузки	Нормат. нагрузка кН/м2	f	Расчетн. нагрузка кН/м2
1	Постоянная нагрузка _ g 1. Керамическая плитка =0,01м, =18кн/м3 2. Цем. песч. стяжка =0,03м, =18кн/м3 3. ЖБ плита =0,12м, =25кн/м3	0,18 0,54 3,0	1,2 1,3 1,1	0,216 0,702 3,3
	Итого	3,72		4,218
2	3. Временная нагрузка -	5	1,2	6
3	4. Полная нагрузка - q	8,72		10,22

Постоянная нагрузка действующая на ригель gпог:

Временная нагрузка, действующая на ригель Vпог :

hриг=()Lр=0.5 м вриг=()hриг=0.45 м

3.2 Расчет многопролетного сборного неразрезного ригеля

Для построения эпюр М и Q определяем расчетные данные:

Схемы загружения	М1	М2	МВ	QA	QBлев	QBпр
	0,08 36.13	0,025 11.89	-0,1 -46.36	0,4 38.62	-0,6 -57.93	0,5 49.56
	0,101 56.63	-0,05 -29.55	-0,05 -28.79	0,45 53.96	-0,55 -65.95	0 0
	-0,025 -14.02	0,075 44.32	-0,05 -28.79	-0,05 -5.99	-0,05 -5.99	0,5 61.56
	- -	- -	-0,117 -67.37	0,383 45.93	-0,617 -73.99	0,583 71.78
Невыгодная загрузка	1+2 92.76	1+3 56.21	1+4 -113.73	1+2 92.58	1+4 -131.92	1+4 121.34

Для построения эпюр средний пролет делим на 10 частей, а крайний - на 20 частей.

На эпюре изгибающих моментов будем строить две точки

и

кНм

кНм

кНм

кНм

3.3 Уточнение размеров ригеля

1) Расчетные данные

Определяем требуемое значение рабочей высоты элемента:

Назначаем высоту кратную 5 см: h= 0,65м

Проверка: В=(0,30,5)h

В нашем случае условие выполняется.

h0=h-a=0,65-0,05=0,6м

В дальнейших расчетах будем использовать: В= 0,3м, h= 0,6м.

3.4 Расчет на прочность ригеля по нормальному сечению

1) Определяем коэффициент:

2) Определяем коэффициенты: , , при чем R

3) Определяем требуемую площадь арматуры:

Расчет на прочность нужно произвести 4 раза:

1. На максимальный положительный изгибающий момент в первом пролете М1(1+2)=408,15 кНм. В результате подбирается нижняя продольная арматура в каркасе Кр-1. Арматура устанавливается в 2 ряда.

2. На максимальный положительный изгибающий момент в среднем пролете М2

В результате подбирается нижняя продольная арматура в каркасе Кр-2. Арматура устанавливается в 2 ряда.

3. На изгибающий момент на грани колонны на опоре В

Назначаем hкол=0,4м

В результате подбирается верхняя продольная арматура, которая стоит в каркасе Кр-1 и Кр-2 у опоры В. Арматура устанавливается в 1 ряд.

4. На отрицательный изгибающий момент в среднем пролете

Так как ширина ригеля 30 см устанавливаем 3 каркаса.

Проводим расчет на прочность 4 раза:

В результате подбора получаем арматуру А-III As(622) =22,81см2



В результате подбора получаем арматуру А-III As(618) =15,27см2

В результате подбора получаем арматуру А-III As(325) =14,73см2

В результате подбора получаем (конструктивно) арматуру А-III As(316) =6,03см2

3.5 Расчет на прочность ригеля по наклонному сечению

1) Расчетные данные:

Определяем количество и поперечной арматуры: n=3, d1/4 dmax

При

При

В приопорной части шаг поперечной арматуры назначают если:

- в приопорной части принимаем шаг S=100мм

- в средней части принимаем шаг S=450мм

2) Сжатые полки отсутствуют, коэффициент f =0

3) Продольной силы нет, принимаем п = 0

4) Считаем величину Мв:

4) Определяем интенсивность армирования



5) Ищем длину проекции наклонной трещины на продольную ось Если:

В любом случае принимают:

q1 - условная равномерно распределенная нагрузка от внешних сил

Условие не выполняется, принимаем с=2м.

6) Определяем поперечную перерезывающую силу, воспринимаемую сжатой зоной бетона

7) Определяем коэффициент с0:



Принимаем с0=0,73м

8) Определяем поперечную перерезывающую силу, воспринимаемую поперечной арматурой

9) Делаем проверку прочности

Условие выполняется, окончательно принимаем шаг арматуры

S=100мм.

3.6 Построение эпюры материалов

Производится по формуле:

Если арматура располагается в 1ряд:

Если арматура располагается в 2 ряда:

Защитный слой бетона:

В балках:

Расстояние между стержнями:

Несущую способность будем определять 7 раз:

1) Несущая способность нижней арматуры в крайнем пролете до обрыва:

Арматура располагается в 2-ряда

Аs(622) = 22,81 см2

h=0,65м с1=25мм с=22мм d1=22мм в=0,3м

2) Несущая способность нижней арматуры в крайнем пролете в точке обрыва: в крайнем пролете в полном объеме до торцов ригелей не доходит. Разрешается оборвать не более 50 % арматурных стержней. Определяем несущую способность нижней арматуры, дошедшей до торца элемента. Обрываем 322 остается 322 с Аs = 11,41см2

Арматура располагается в 1-ряд

Аs(622) = Аs(322)=11,41 см2

h=0,65м с=22мм

3) Несущая способность нижней арматуры в среднем пролете до обрыва:

Арматура располагается в 2-ряда

Аs(618) = 15,27 см2

h=0,65м с1=25мм с=20мм d1=18мм в=0,3м

4) Несущая способность нижней арматуры в среднем пролете после обрыва:

Арматура располагается в 1-ряд

Аs(618) = Аs(318)=7,65 см2

h=0,65м с=20мм d=18мм в=0,3м

5) Несущая способность верхней арматуры в среднем пролете :

Арматура располагается в 1-ряд

Аs3(616) = 6,03 см2

h=0,65м с=20мм d=16мм в=0,3м

6) Несущая способность верхней арматуры на опоре В:

Арматура располагается в 1-ряд

Аs(325) = 14,73 см2

h=0,65м с=25мм d=25мм в=0,3м

7) Несущая способность верхней арматуры в крайнем пролете:

Арматура располагается в 1-ряд

Аs(310) = 2,36 см2

h=0,65м с=20мм d=10мм в=0,3м

Определение длины анкеровки арматуры.

Арматура заводится за точки теоретического обрыва, на длину анкеровки, которая определяется так:



di - диаметр стержня обрываемого в i - й точке;

Qi - поперечная перерезывающая сила в i - й точке;

gs,wi - интенсивность поперечного армирования в i - й точке.

принимаем

принимаем

принимаем

принимаем

принимаем

Литература

1. СНиП 2.03.01 - 84. Бетонные и железобетонные конструкции. М. 1984 г.

2. Попов Н.Н., Забегаев А.В. Проектирование и расчет железобетонных конструкций. М., Высшая школа, 1985 г.

Размещено на Allbest.ru