Главная Коллекция "Otherreferats" Строительство и архитектура Проектирование и расчет монолитного ребристого перекрытия

Проектирование и расчет монолитного ребристого перекрытия

Компоновка конструктивной схемы перекрытия. Методика определения расчетных пролетов плиты и нагрузки. Характеристика прочности бетонных конструкций. Конструирование многопролетной второстепенной балки. Площадь поперечного сечения растянутой арматуры.

Рубрика Строительство и архитектура
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 26.06.2014
Размер файла 692,6 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Стоимость железобетонных перекрытий в каркасных многоэтажных зданиях составляет от 25 до 35 % всей стоимости здания, поэтому рациональный выбор конструктивной схемы перекрытия может значительно снизить стоимость здания. Разработка варианта ребристого перекрытия состоит в выборе сетки колонн, установлении направления и количества пролетов главных и второстепенных балок в зависимости от назначения здания, требований по его освещенности, пространственной жесткости, величины полезной нагрузки.

Монолитное ребристое перекрытие с балочными плитами состоит из системы балок (главных и второстепенных) и плиты, монолитно связанной с балками. Сущность монолитного ребристого перекрытия заключается в удалении бетона из растянутых зон сечений в целях экономии бетона и облегчения конструкции, в растянутых зонах сохранены только ребра, в которых сконцентрирована растянутая арматура. Главные балки опираются на наружные стены и колонны, а второстепенные - на наружные стены и главные балки. Главные балки могут быть расположены параллельно или перпендикулярно длинной стороне здания и иметь пролеты 6-8м. Второстепенные балки размещают так, чтобы ось одной из них совпадала с осью колонны. Пролет второстепенных балок составляет 5-7м. Рекомендуемые пролеты плит 1,7-2,7м. Толщину плиты по экономическим соображениям принимают возможно меньшей. Минимальное ее значение для междуэтажных перекрытий промышленных зданий - 60м. При больших временных нагрузках толщину плиты принимают 80-100мм (по условию экономического нормирования).

Характер работы плиты в составе перекрытия определяется соотношением ее сторон: при отношении длинной к короткой стороне более 2. Плита называется балочной и работает на изгиб преимущественно в одном направлении - вдоль короткой стороны и предполагается опирающейся только на второстепенные балки; при ином соотношении сторон плита работает в двух направлениях и обычно рассматривается опертой по контуру.

Расчет монолитного ребристого перекрытия состоит последовательных расчетов его элементов: плиты, второстепенных балок, затем главных балок, т.е. от вышележащего к нижележащему элементу. В большинстве случаев достаточно ограничиться расчетом по несущей способности, т.к. при соблюдении рекомендаций по определению размеров сечений жесткость элементов, как правило, обеспечена.

1. Исходные данные для проектирования

В данном курсовом проекте разрабатывается монолитное железобетонное перекрытие со следующими исходными данными для проектирования:

1) Размеры здания в плане (по разбивочным осям) L=24,4 м, В=11,2 м.

2) Временная нормативная нагрузка на перекрытие v=18 .

3) Нормативная нагрузка от пола gпола=0,9 .

4) Тяжелый бетон класса В 25.

Стены кирпичные толщиной 510 мм.

Класс арматуры: В500(ВР - 1), А400(АIII) - для сеток, А400(АIII) - для балок.

Коэффициент надежности по назначению здания =0,95.

2. Компоновка конструктивной схемы перекрытия

Главные балки располагаем параллельно длинной стороне здания.

Определяем количество пролетов плиты.

Рекомендуемые пролеты плиты и второстепенной балки подбираются в зависимости от полезной нагрузки по графику №1.

Предварительные размеры сечений балок в зависимости от полезной нагрузки и пролета назначаются по графику №2: сначала определяют оптимальное соотношение h и l, затем по высоте сечения определяют b.

Рис. 1. Конструктивная схема перекрытия

Рис. 2. График №1

По графику принимаем:

Рис. 3. График №2

По графику принимаем:

Определяем количество пролетов плиты.

Ширина здания (в свету), выраженная в пролетах плит:

где lплкр - крайний осевой пролет, предварительно равный 0,8 lплср, lплср - средний осевой пролет плиты.

Количество пролетов плиты находим по формуле:

Принимаем количество пролетов плиты, равное , т.к. значение должно быть кратно 3.

Значение размера среднего пролета плиты равно:

Принимаем , так чтобы число было кратным 50 мм.

Определяем величину крайнего пролета плиты:

.

Принимаем размер равный .

Подставляем полученные значения: .

Для определения пролетов второстепенных балок выражаем длину здания в зависимости от их величины и количества в перекрытии:

где lвбкр - крайний осевой пролет второстепенной балки, lвбср - средний осевой пролет второстепенной балки.

Для определения количества пролетов второстепенной балки используем формулу:

Число округляем до ближайшего целого значения

Округляя значение среднего пролета так, чтобы оно было кратно 50мм, получим:

,

принимаем

Величина крайнего пролета балки:.

Подставляем полученные значения: .

Определяем пролеты главных балок:

Толщину плиты назначаем по табл. 1 в зависимости от величины временной нагрузки и пролета.

Таблица 1

Толщина плиты, см

Пролет плиты, м, при нормативной полезной нагрузке vn, кПа.

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

10,0

12,5

15,0

20,0

7

2,1-2,7

2,2-2,5

2,0-2,4

1,8-2,2

1,7-2,1

8

2,3-3,0

2,2-2,8

2,1-2,7

2,0-2,6

1,9-2,5

1,8-2,4

1,8-2,3

1,7-2,2

1,6-2,0

1,5-1,8

Принимаем толщину плиты, равную 8 см.

Определяем размеры поперечных сечений второстепенной и главной балок:

принимаем

, принимаем

Высота главной балки на 10-25см больше, чем второстепенной, поэтому главную балку принимаем высотой 80см.

Ширина сечения главной и второстепенной балки определяется по формуле:

,принимаем

5) Принятые расчетные размеры для перекрытия составляют:

плита: .

.

.

второстепенная балка: .

.

.

.

главная балка: .

.

.

.

3. Расчет и конструирование балочной монолитной плиты

Расчетные пролеты плиты и нагрузки.

Средний расчетный пролет плиты принимается равным расстоянию между осями второстепенных балок, крайний расчетный пролет - расстоянию от линии реакции опоры до оси второстепенной балки. При опирании плиты на стену эпюра распределения напряжений смятия предполагается равномерной, поэтому равнодействующая опорная реакция проходит посередине площадки опирания, т.е. на расстоянии 6см за внутренней гранью стены (рис. 4).

Рис. 4. Определение расчетных пролетов плиты

Подсчет нагрузок на 1м2 перекрытия приведен в табл. 2.

Таблица 2

Вид нагрузки

Нормативная нагрузка, кПа

Коэффициент надежности по нагрузке,

Расчетная нагрузка, кПа

Постоянная

1. Собственный вес плит толщиной 8см (25 кН/м3·0,08 м)

2. Вес пола

2,0

0,9

1,1

1,1

2,2

0,99

Итого постоянная

2,9

1,1

g=3,19

Временная

18

1,2

v=21,6

Полная

g+v=24,79

Для расчета многопролетной плиты в плане перекрытия условно выделяется расчетная полоса шириной b=1 м.

При этом полная расчетная нагрузка на 1 м длины плиты 24,79 кПа.

С учетом коэффициента надежности по назначению здания =0,95 полная расчетная нагрузка на 1м длины плиты g=24,79·0,95=23,55 кПа.

Для определения максимальных положительных и возможных отрицательных изгибающих моментов в пролетах плиты вводится условная нагрузка. Предполагается, что в процессе эксплуатации здания временная нагрузка не может быть менее 25% от своей наибольшей величины, поэтому минимальная условная расчетная нагрузка равна: (g+0,25v) =(3,19+0,25·21,6)·0,95=8,16 кПа.

Сечение плиты для расчета предварительно принято bЧh:100Ч8 см.

Расчетная схема и варианты загружения балочной плиты.

Определение максимальной нагрузки на плиту:

кПа.

коэффициент надежности по нагрузке для железобетонной плиты и пола, равный 1,1, коэффициент надежности по нагрузке для равномерно распределенной нагрузки, равный 1,2, коэффициент надежности по назначению, равный 0,95.

Определение минимальной нагрузки на плиту:

коэффициент надежности по нагрузке для железобетонной плиты и пола, равный 1,1, коэффициент надежности по нагрузке для равномерно распределенной нагрузки, равный 1,2, коэффициент надежности по назначению, равный 0,95.

Расчетная схема балочной плиты принята в виде многопролетной неразрезной шарнирно опертой балки (рис. 5).

Рис. 5. Расчетная схема с нумерацией узлов и элементов и варианты ее загружения

Для балочной плиты создается три варианта загружения:

1. Полная нагрузка во всех пролетах.

2. Полная нагрузка в нечетных пролетах и условная нагрузка в четных пролетах.

3. Полная нагрузка в четных пролетах и условная нагрузка в нечетных пролетах.

Особенностью неразрезных балок является наличие значительных надопорных моментов, которые отсутствуют в разрезных балка, а также растянутых зон в верхней части сечения в надопорных зонах.

Характеристика прочности бетона и арматуры.

Материалы для плиты перекрытия: бетон тяжелый класса по прочности на осевое сжатие В25, призменная прочность Rb=14.5 МПа, прочность при осевом растяжении Rbt=1.05 МПа ,коэффициент условий работы бетона . Арматура - проволочная класса В500 (Вр-1), Rs=365 МПа.

Определение высоты сечения плиты.

Толщину плиты, предварительно принятую для определения её веса, следует уточнить по наибольшим расчетным усилиям. Высоту плиты определяем, исходя из оптимального для плит процентного армирования и соответствующего значения относительной высоты сжатой зоны .

. Принимаем , определяем соответствующее ему значение . Полезная высота сечения плиты определяется из формулы:

.

Полная высота плиты:

.

Принимаем .

расчетное значение сопротивления бетона сжатию, принимаемое по СП 52-101-2003 «Нагрузки и воздействия», зависит от класса бетона, равно 14,5мПа, т.к. класс бетона В25;

коэффициент условия работ, равный 0,9 (длительное действие нагрузки), принятый по СП 52-101-2003 «Нагрузки и воздействия», п. 5.1.10.

Подбор сечения арматуры для нижних сеток плиты.

Армирование плиты осуществляется рулонными сетками. Определяем :

Принимаем значения .

Площадь поперечного сечения растянутой арматуры определяется по формуле:

Составляем 4 вида паспорта нижних сеток плиты по образцу:

Рис. 6.

диаметр продольных стержней (монтажная арматура), мм; диаметр поперечных стержней (рабочая арматура), мм; шаг продольных стержней, мм; шаг поперечных стержней, мм; длина сетки, мм; ширина сетки, мм; свесы продольных стержней, мм; конец за крайние поперечные, мм.

1) Нижняя арматура плиты:

Паспорт С1: Принимаем число стержней 6 Ш8 мм.

А=1700-80-125-30=1465 мм.

L=5600-150-80-30=5340 мм.

Паспорт С2: Принимаем число стержней 6Ш8 мм.

L=5600-150-80-30=5340 мм.

A=2100-80-125-30=1865 мм.

2) Верхняя арматура плиты:

Паспорт С3: Принимаем число стержней 6Ш8 мм.

L=5600-150-80-30=5340 мм.

A=0,4*1700+0.4*2100=1500 мм.

.

Паспорт С4: Принимаем число стержней 6Ш8 мм.

L=5600-150-80-30=5340 мм.

A=0.8*2100=1680 мм.

.

4. Расчет и конструирование многопролетной второстепенной балки

Расчетные пролеты и нагрузка на балку.

Средний расчетный пролет второстепенной балки равен расстоянию между осями главных балок, крайний расчетный пролет (при опирании на стену) равен расстоянию от линии действия реакции опоры до оси главной балки.

Рис. 7

Рис. 8

Расчетные нагрузки на 1 м длины второстепенной балки: постоянная от собственного веса плиты и пола glплср=3.192.1=6.699 кН/м, от собственного веса балки.

коэффициент надежности по нагрузке для железобетонной плиты и пола, равный 1,1, коэффициент надежности по нагрузке для равномерно распределенной нагрузки, равный 1,2, коэффициент надежности по назначению, равный 0,95.

Полная постоянная g=6.699+3.58=10.28 кН/м, с учетом коэффициента надежности по назначению здания =0.95, полная постоянная g=6.70.95=6.4 кН/м.

Временная нагрузка с учетом =0.95; v=18*2.1*0.95=35.91 кН/м.

Полная нагрузка g+v=9.77+35.91=45.68 кН/м.

Условная нагрузка g+0.25v=9.77+0.25*35.91=18.75 кН/м.

Условия нагрузки вводятся для определения отрицательных моментов в пролетах второстепенной балки.

Определение расчетных усилий в балке.

Рис. 9

Характеристика прочности бетона и арматуры.

Материалы для плиты перекрытия: бетон тяжелый класса по прочности на осевое сжатие В25, призменная прочность Rb=14.5 МПа, прочность при осевом растяжении Rbt=1.05 МПа, коэффициент условий работы бетона . Арматура - А400(АIII).

Определение высоты сечения балки.

Высота сечения подбирается по максимальному опорному моменту при оптимальном и соответствующим аm =0.096, поскольку на опоре образуется пластический шарнир. На опоре момент отрицательный, полка таврового сечения в растянутой зоне.

.

Подбор рабочей арматуры для второстепенной балки.

Рабочая высота сечения второстепенной балки равна:

Подбираем нижнюю арматуру:

Определяем :

Принимаем значения .

Площадь поперечного сечения растянутой арматуры определяется по формуле:

Принимаем по таблице № 6 «Расчетные площади поперечных сечений и масса арматуры; сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля, обыкновенной и высокопрочной арматурной проволоки» 2 основных стержня диаметром 16мм и и 2 дополнительных стержня диаметром 18мм и . Таким образом .

Определяем моменты:

больше данного-.

Рис. 10

Подбираем верхнюю арматуру:

Определяем :

Принимаем значения .

Площадь поперечного сечения растянутой арматуры определяется по формуле:

Принимаем сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля, обыкновенной и высокопрочной арматурной проволоки» 6 дополнительных стержня диаметром 8мм и .

Определяем моменты:

.

Построение эпюры огибающих моментов.

Эпюра материалов строится в размерности изгибающего момента, обратным пересчетом принятой площади поперечного сечения арматуры.

Эпюра материалов - это график изменения по длине балки несущей способности (по моменту) нормальных сечений, определяемой положением, количеством и классом арматуры, классом бетона и размерами сечений.

Построение эпюры материалов выполняется с целью рационального размещения продольной арматуры в растянутых зонах балки.

Рис. 11

Определение длины анкеровки.

Базовую (основную) длину анкеровки определяют по формуле:

расчетное сопротивление арматуры растяжению, принимается по таблице № 5.8 СП 52-101-2003 «ЖБ», равное 365 мПа (для А400); площадь и периметр поперечного сечения стержня, определенные по номинальному диаметру стержня; расчетное сопротивление арматуры с бетоном, определяется по формуле:

расчетное сопротивление бетона осевому растяжению, равное 1,05 мПа (зависит от класса бетона В25); коэффициент, равный 1,5; коэффициент, равный 1.

Требуемая расчетная длина анкеровки определяется по формуле:

площади поперечного сечения арматуры, соответственно требуемая по расчету и фактически установленная; коэффициент, учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного состояния бетона и арматуры и конструктивного решения элемента в зоне анкеровки, равный 1-для растянутых стержней, 0,75-для сжатых стержней.

Для стержня диаметром 16 мм:

Для стержня диаметром 8 мм:

Расчет железобетонных элементов по бетонной полосе между наклонными сечениями.

,

поперечная сила в нормальном сечении элемента, кН; коэффициент, принимаемый равный 0,3; расчетное значение сопротивления бетона сжатию, зависит от класса бетона, равно 14,5мПа, т.к. класс бетона В25; ширина ребра элемента; рабочая высота сечения.

Расчет изгибаемых элементов по наклонному сечению на действие поперечной силы.

Расчет проводится исходя из условия:

поперечная сила в наклонном сечение с длиной проекции на продольную ось элемента, определенная от всех внешних сил, расположенных по одну сторону от рассматриваемого наклонного сечения; поперечная сила, воспринимаемая бетоном в наклонном сечение(без учета арматуры), определяется по формуле:

коэффициент, принимаемый равный 1,5; расчетное сопротивление бетона осевому растяжению, равный 1,05мПа (зависит от класса бетона В25); Поперечную силу принимают в интервале - .

Усилие для поперечной арматуры, нормальной к оси элемента, определяют по формуле:

коэффициент, равный 0,75; усилие в поперечной арматуре на единицу длины элемента, определяется по формуле:

бетонный многопролетный поперечный балка

расчетное сопротивление поперечной арматуры растяжению, равный 170 мПа (зависит от класса арматуры А240); площадь поперечного сечения арматуры, принимаемая по таблице № 6 «Расчетные площади поперечных сечений и масса арматуры; сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля, обыкновенной и высокопрочной арматурной проволоки», равная . ,поперечные стержни диаметром 6 А400.

С=ho; C=1.5ho; C=2ho

Rsw=265 Мпа.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены