Проектирование сборных железобетонных плит перекрытий, регилей и колонн многоэтажных производственных зданий

Министерство  высшего и профессионального  образования РФ

 

 

Сибирская Государственная  Автомобильно-Дорожная Академия

(СибАДИ)

 

Инженерно–Строительный  Институт

 

 

Кафедра «Строительных  конструкций»

 

 

 

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА  К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ №1

 

ПО ДИСЦЕПЛИНЕ

 

«ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ»

 

 

 

«ПРОЕКТИРОВАНИЕ СБОРНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПЛИТ ПЕРЕКРЫТИЙ, РИГЕЛЕЙ И КОЛОНН МНОГОЭТАЖНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ»

 

 

 

 

 

   Выполнил: студентка 42 ПГС

Бедина Ю.А.

     Приняла: преподаватель

   Тютнева В.Г.

 

Омск 2011 г.

Содержание:

I.  Исходные данные.         стр. 3

II. Разработка конструктивной схемы сборного перекрытия.    стр. 4

III. Проектирование панели сборного перекрытия.     стр. 6

3.1 Конструктивная схема.        стр. 6

3.2 Расчетная схема и  нагрузки.       стр. 6

3.3 Статический расчет.        стр. 9

3.4 Расчет по I группе  предельных состояний.     стр. 10

3.4.1 Исходные данные.       стр. 10

3.4.2 Расчет прочности  нормальных сечений.    стр. 11

3.4.3 Расчет прочности наклонных сечений на действие поперечных сил. стр. 12 

3.4.4 Армирование панелей.       стр. 15

3.5 Расчет панелей по  предельным состояниям II группы.   стр. 15

3.5.1 Проверка трещиностойкости.      стр. 16    3.5.2 Проверка жесткости.       стр. 20

IV. Список литературы         стр. 22

 

 

 

 

 

I. Исходные данные

 

Требуется запроектировать железобетонные конструкции трехпролетного поперек  и пятипролетного вдоль многоэтажного  здания.

 

• Вертикальные несущие конструкции – наружные кирпичные стены и внутренние железобетонные колонны.
• Перекрытия проектируются в сборном варианте.
• Расположение ригелей поперечное, плит – продольное.
• Проектируется ригель среднего пролета.
• Поперечное сечение ригеля – крестовое.
• Размер ячейки вдоль здания – 6,3 м.
• Размер ячейки поперек здания – 6,7 м.
• Количество этажей – 4.
• Высота этажа – 4,8 м.
• Нормативная нагрузка от массы кровли – 1,6 кН/м².
• Нормативная нагрузка от массы пола – 2,2 кН/м².
• Толщина пола – 11 см.
• Район проектирования – г. Омск.
• Тип панели – круглопустотная.
• Нормативная временная нагрузка при длительном нагружении – 3,8 кН/м².
• Нормативная временная нагрузка при кратковременном нагружении – 2,7 кН/м².

 

 

II. Разработка конструктивной схемы сборного перекрытия.

 

 

• Длина здания в осях определяется по формуле:

;

где   количество ячеек вдоль здания, (из задания).

продольный размер ячейки здания, ;

;

• Ширина здания в осях определяется по формуле:

;

где   количество ячеек поперек здания, (из задания).

поперечный размер ячейки здания, ;

 

 

;

• Толщину наружных стен здания принимаем 640 мм.
• Привязку стен здания принимаем 200 мм.

Для обеспечения жесткости здания в поперечном направлении и во избежании утяжеления надоконных перемычек принимается поперечное расположение ригелей по осям простенков и продольное – панелей перекрытия.

Номинальная ширина каждой панели принимается одинаковой для всего перекрытия.

• Номинальная ширина плиты вычисляется по формулам:

;

;

• Номинальная длина плиты – 6,3 м (из задания);

 

 

 

 

 

III. Проектирование панели сборного перекрытия.

3.1 Конструктивная схема.

Производится расчет и конструирование  панели перекрытия, опирающейся на ригели. Панель укладывается на полки  ригелей по слою цементно-песчаного  раствора.

Принимаем размеры панели:

• Конструктивная ширина нижней части панели:

;

• Конструктивная ширина верхней части панели:

;

• Высота панели:

;

3.2 Расчетная схема и нагрузки.

Поскольку возможный свободный  поворот опорных сечений, расчетная схема панели представляет собой статически определимую однопролетную балку, загруженную равномерно распределенной нагрузкой, в состав которой входит постоянная, включающая вес пола и собственный вес панели, и временная.

 

• Нормативная нагрузка от собственной массы панели определяется по формуле:

Где  площадь поперечного сечения панели по номинальным размерам;

;

суммарная площадь пустот в пределах габарита сечения;

;

плотность железобетона, ;

номинальная ширина панели, ;

 

;

Нормативная нагрузка от массы 1м² конструкции принимается по заданию.

нормативная длительно действующая  нагрузка на межэтажное перекрытие здания;

нормативная кратковременно действующая  нагрузка на межэтажное перекрытие здания;

Коэффициенты надежности по нагрузке для временных равномерно распределенных нагрузок на перекрытия принимается согласно ([3] п. 3.7]:

   ;

   ;

Коэффициент надежности по нагрузке для пола, согласно ([3] п.2.2) принимается 

;

Коэффициент надежности по нагрузке от собственного веса панели перекрытия,  согласно ([3] п.2.2) принимается:    ;

Подсчет нормативных и расчетных нагрузок с подразделением на длительно и кратковременно действующие выполняется в виде табличной форме:

Таблица 1.

Нормативные и расчетные нагрузки на панель перекрытия

Наименование нагрузки	На 1 м2 панели			Нормативная ширина панели	На 1 пог. м панели
	Нормативная кН/м2	Коэффициент Надежности	Расчетная кН/м2		Нормативная кН/м	Расчетная кН/м
I. Постоянная нагрузка
1. Собственный вес плиты	3,72	1,1	4,09	1,675	6,231	6,851
2. Собственный вес пола	2,2	1,3	2,86	1,675	3,685	4,79
Итого:
II. Временная нагрузка
1. Длительно действующая	3,8	1,2	4,56	1,675	6,365	7,638
2. Кратковременно действующая	2,7	1,2	3,24	1,675	4,522	5,427
Итого:
ВСЕГО:

 

3.3 Статический расчет.

• Расчетная длина панели перекрытия вычисляется по формуле:

;

Где принимается: ;  ;

Для выполнения расчетов по первой и второй группам предельных состояний нужно вычислить следующие усилия:

• Изгибающий момент от полной расчетной нагрузки:

 

;

 

• Изгибающий момент от полной нормативной нагрузки:

;

 

• Изгибающий момент от нормативной длительно действующей нагрузки:

;

Где  ;

 

;

• Поперечная сила от полной расчетной нагрузки:

 

;

3.4 Расчет по I группе предельных состояний.

3.4.1 Исходные данные.

Панели перекрытия проектируем  из тяжелого бетона класса  B20, подвергаемого тепловой обработке при атмосферном давлении.

Характеристики бетона класса B20 приведены в таблице 2:

Таблица 2

Характеристики  бетона класса В20

Коэффициент условий работы	Расчетные сопротивления  для предельных состояний, МПа				Начальный модуль упругости, МПа
	Первой группы		Второй группы
1,0	11,50	0,90	15,0	1,4	24∙103
0,9	10,35	0,81	---	---

 

 

В качестве рабочей арматуры принимаем арматуру класса A-III.

Характеристики арматуры класса A-III приведены в таблице 3:

Таблица 3

Характеристики  арматуры класса А-III

Диаметр арматуры, мм	Расчетные сопротивления  для предельных состояний, МПа				Модуль упругости арматуры, МПа
	Первой группы			Второй группы
6…8	355	285	355	390	200∙103
10…40	365	290	365	390

 

 

При расчете прочности нормальных и наклонных сечений поперечное сечение панели приводится к тавровому  профилю.

• Рабочая высота сечения определяется по формуле:

;

Где  расстояние от наиболее растянутого края сечения до центра тяжести растянутой арматуры панели, в соответствии с ([2] п. 5.5) для пустотных панелей, ;

;

3.4.2 Расчет прочности нормальных  сечений.

 

Расчет прочности нормальных сечений  производится в соответствии с ([2] п.3.16). Предполагается, что продольной сжатой арматуры по расчету не требуется.

Требуемая площадь сечения растянутой арматуры определяется в зависимости от положения нейтральной оси:

;

 

;

 

;

 

Т.к. соблюдается условие, следовательно нейтральная ось проходит в пределах полки и сечение рассчитывается как прямоугольное с шириной .

Определяем  :    ;

Находим по ([4] табл. 7) значение коэффициента при :     ;

• Требуемая площадь растянутой арматуры находится по формуле:

 

;

Требуемая арматура подбирается с  минимальным превышением по сортаменту ([4] табл. 8).

• Принимаем в качестве продольной рабочей арматуры: 6 стержней A-III Ø 18

 

;

• После размещения принятой арматуры производим корректировку :

 

;

 

• Производим корректировку  :

 

;

 

Проверка прочности  нормального сечения.

Для проверки прочности определяется положение нейтральной оси из условия:

;

;

 

;

 

Т. к. условия выполняется, следовательно  нейтральная ось проходит в полке.

• Высота сжатой зоны определяется по формуле:

 

;

 

• Несущая способность сечения определяется по формуле:

 

;

 

• Несущая способность сечения считается достаточной, если выполняется условие:

;

;