Расчёт монолитного ребристого перекрытия с балочными плитами

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 12 Декабря 2013 в 12:54, курсовая работа

Описание работы

Коэффициент надежности по назначению здания:
γп = 1,0 (для класса ответственности здания - I)
Расчетная погонная нагрузка на плиту для I гр. ПС:
q =(∑qм2) ×BF ×γп =8,3868×1,5×1=12,58 кН/м

Содержание работы

1 Расчет монолитного ребристого перекрытия с балочными плитами
1.1 Компоновка конструктивной схемы
1.2 Расчет и конструирование монолитной плиты
1.3 Расчет второстепенной балки
2 Расчет сборного балочного перекрытия
2.1 Расчет плиты с круглыми пустотами
2.1.1 Компоновка конструктивной схемы перекрытия
2.1.2 Определение расчетных усилий, нормативных и расчетных характеристик бетона и арматуры
2.1.3 Расчет плиты по предельным состояниям I группы
2.1.4 Расчет плиты по предельным состояниям II группы
2.2 Расчет неразрезного ригеля
2.2.1 Характеристики бетона и арматуры для ригеля
2.2.2 Расчет прочности ригеля по сечениям нормальным к продольной оси
2.2.3 Расчет ригеля по сечениям, наклонным к продольной оси
2.2.4 Построение эпюры материалов
3 Расчет сборной железобетонной колонны и центрально нагруженного фундамента под колонну
3.1 Расчет сборной железобетонной колонны
3.1.1 Сбор нагрузок и определение продольной силы в колонне
первого этажа
3.1.2 Расчет прочности сечения колонны
3.2 Расчет фундамента под колонну
4 Расчет кирпичного столба с сетчатым армированием
Литература

Файлы: 1 файл

ЖБК КПГС-41 ТНЛ.doc

— 1.47 Мб (Скачать файл)



 СОДЕРЖАНИЕ

 

1 Расчет монолитного ребристого перекрытия с балочными плитами

1.1 Компоновка конструктивной схемы

1.2 Расчет и конструирование монолитной плиты

1.3 Расчет второстепенной балки

2 Расчет сборного балочного перекрытия                 

2.1 Расчет плиты с круглыми пустотами   

2.1.1 Компоновка конструктивной схемы  перекрытия 

2.1.2 Определение расчетных усилий, нормативных и расчетных характеристик бетона и арматуры  

2.1.3  Расчет плиты по предельным  состояниям I группы 

2.1.4 Расчет плиты  по предельным состояниям  II группы 

2.2  Расчет неразрезного ригеля 

2.2.1  Характеристики   бетона и арматуры для ригеля

2.2.2 Расчет прочности ригеля по  сечениям нормальным  к  продольной  оси 

2.2.3 Расчет ригеля по сечениям, наклонным  к продольной оси 

2.2.4 Построение эпюры  материалов 

3 Расчет сборной железобетонной колонны и центрально нагруженного фундамента под колонну

3.1 Расчет  сборной железобетонной колонны 

3.1.1 Сбор нагрузок и определение продольной силы в колонне

первого этажа 

3.1.2 Расчет прочности сечения колонны

3.2 Расчет  фундамента под колонну  

4 Расчет кирпичного столба с сетчатым армированием

Литература                                                                                                                

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.РАСЧЕТ МОНОЛИТНОГО РЕБРИСТОГО ПЕРЕКРЫТИЯ С БАЛОЧНЫМИ ПЛИТАМИ

 

1.1 Компоновка конструктивной схемы

Принятая  компоновка конструктивной схемы монолитного  ребристого перекрытия  с балочными плитами приведена на рис. 1.1.

 

Конструктивная  схема монолитного ребристого перекрытия

                      Рис. 1.1. Конструктивная схема монолитного ребристого перекрытия

 

БМ1 - второстепенные балки;

БМ2 - главные балки;

Состав  перекрытия  (рис 1.1):

-  монолитная плита;

- второстепенная балка;

-  главная балка.

 

Выбираем  направление главных балок - поперек  здания.

Пролет  главных балок ℓ1 =5600 мм (по заданию).

  Шаг второстепенных балок ℓ3 подбираем с учетом того, что

 ℓ3 =1,7...2,7 м и ℓ1 /ℓ3 >2.

При шаге колонн в поперечном направлении ℓ2 =6400 мм (по заданию)  принимаем шаг второстепенных балок l3=2200 и l3=2000 . При этом

1 /ℓ3 = 5600/2200 = 2,545 > 2.

Назначаем толщину  монолитной плиты:

δ = (1/25...1/40)ℓ3 = 80 мм (кратно 10 мм)

Размеры сечения второстепенной балки:

высота hв.б = (1/12…1/20)ℓ1 = 5600/15 = 373,3 принимаем 400 мм(кратно 50 мм)

ширина вв.б. = (0,3…0,5)hв.б. = 0,3 х 400 мм =120 принимаем 150 мм(кратно 50 мм)

Размеры сечения  главной балки:

высота hг.б. = (1/8...1/15) ℓ2 = 6400/20 = 640 принимаем 600 мм(кратно 100 мм)

ширина вг.б =(0,3...0,5) hг.б. = 0,3 х 600 = 120 принимаем 150 мм (кратно 50 мм).

 

1.2 Расчет и конструирование  монолитной плиты

Для расчета плиты в плане перекрытия условно выделяем полосу шириной 1 м. Плита будет работать как многопролетная неразрезная балка (рис 1.2), опорами которой служат второстепенные балки и наружные кирпичные стены.  При этом нагрузка на 1 м плиты будет равна нагрузке на 1 м2 перекрытия. Подсчет нагрузок на плиту приведен в табл. 1.1.

 

Таблица 1.1 «Нагрузка  на 1 м плиты монолитного перекрытия»

Наименование  нагрузки

Нормативная нагрузка,

кН/м2

Коэффициент надежности по нагрузке γf

Расчетная нагрузка,

кН/м2

Постоянная нагрузка:

     

-Собственный вес  монолитной плиты:  δ х р = 0,08 м, 25 кН/м3

2,0

1,1

2,2

-Конструкция пола

0,8

1,2

0,96

Итого

2,8

 

3,16

Временная нагрузка

4,0

1,2

4,8

Полная  расчетная нагрузка (∑qм2)

6,8

 

7,96


 

Расчетная схема монолитной плиты

 

 

Рис. 1.2

 

Вычисляем расчетные  пролеты (рис. 1.3):

Поперечный крайний  расчетный пролет:

01 = ℓ3 – 250 + 120/2 – вв.б./2 = 2000 - 250 + 60 - 150/2 = 1735 мм

Поперечный  средний расчетный пролет:

02 = ℓ3 - вв.б. = 2200 - 150 = 2050 мм

Продольный  расчетный пролет:

 ℓ03 = ℓ1 - вг.б  = 5600 - 200 =5400 мм

 

Поскольку отношение пролетов   5400/2200 = 2,45 > 2, то плита балочного типа

Рис 1.3

Полная  расчетная погонная нагрузка на монолитную плиту.

q= (∑qм2) х в х γп = 7,96 кН/м2 х1 м х 1= 7,96 кН/м

Так как для плиты отношение  δ/ ℓ02 = 80/2050 ≈1/26 > 1/30, то в средних пролётах, окаймлённых по всему контуру балками, изгибающие моменты уменьшаем на 20 %, то есть:

М2 = q х ℓ022 х 0,8/ 16 = 7,96 х 2,052 х 0,8 / 16 = 1,673 кНм.

 

Моменты в крайних пролетах будут равны:

М1 = qх ℓ012 /11 = 7,96 х 1,7352 /11 =2,178 кНм

 

Плита армируется рулонными сетками (рис. 1.4)

Рис. 1.4

Выполним  подбор сечений продольной арматуры сеток.

В средних  пролетах, окаймленных по контуру  балками (С1):

h0 = h – a = δ – a =80 - 12,5= 67,5 мм =0,0675 м

 αm 2 / (Rвх вхh02) =1,673 кНм / (7650 кН/м2 х 1 м х0,06752 м2) = 0,048 ,  где

Rв = Rв снип х γ в2 = 8,5 МПа х 0,9 =7,65 МПа = 7650 кН/м2

γ в2 = 0,9     [2]  таб. 15

Rв снип    см. [2] таб. 13

ξ = 1 - √(1 - 2 αm) = 1 - √(1 – 2х0,048) =0,00492 ≤ ξR= 0,502 [1]  таб. IV.2

η =1 – ξ /2 =1 – 0,0492/2 = 0,9754

As = M2 / (Rs × η × h0 ) = 1,673х106 кНм / (0,9754×415000 ×0,0675) = 61,2 мм2

Где Rs=415мПа=415000кН/м2- расчетное сопротивление арматуры  растяжениюдля для арматуры класса В500.

Задаемся  шагом арматурных стержней равным 100, тогда получаем на 1 метр ширины 9 арматурных стержня. По сортаменту принята рабочая арматура Ǿ3 c Аs=63,9 мм2

Монтажная арматура принята Ǿ3 c шагом 200мм

В крайних  пролетах, окаймленных по контуру  балками (С2):

X=(Rs×As )/(Rb ×b)=(415×63,9)/(7,65×1000)=3,47 мм

h0=80-12=68 мм

ξ≤ ξR

Mu(C1)=(Rb × b ×X(h0-X/2))/ γn=7650×1×0,00347(0,068-0,00347/2)=1,759 кНм

∆M=M1- Mu(C1)=2,178-1,759=0,419 кНм

αm 2 / (Rв×в×h02) =0,419кНм / (7650 кН/м2 × 1 м ×0,06752 м2) = 0,012

ξ = 1 - √(1 - 2×αm) = 1 - √(1 – 2×0,012) =0,0012

η =1 – ξ /2 =1 – 0,012/2 = 0,994

As = ∆M / (Rs × η × h0 ) = 0,419х106 кНм / (0,994×415000 ×0,0675) = 15,1 мм2

Задаемся  шагом арматурных стержней равным 200, тогда получаем на 1 метр ширины 4 арматурных стержня. По сортаменту принята рабочая  арматура Ǿ3 c Аs=28,4 мм2 

Монтажная арматура принята Ǿ3 c шагом 250мм

 

1.3 Расчет второстепенной балки

За  расчетную схему принимается  многопролетная неразрезная балка, опирающаяся на главную балку (рис.1.5).

рис. 1.5

Расчетный пролет балки:

01  = ℓ1 – 250/2 -  вг.б./2 =5600 + 125 – 200/2 = 5625 мм

02  = ℓ1 – вг.б.=5600 - 200 = 5400 мм

 

Полная  нагрузка действующая на второстепенную балку :

q=(∑qм2) × ℓ3 × γп +( hв.б – δ)х вв.б× ρ×γf × γп

q=7,96 ×2,2×1 + (0,4-0,08) ×0,15×25×1,1 ×1=18,832 кН/м

Изгибающий момент в первом пролете:

М1 = q×ℓ012 /11 = 18,832×5,6252/11 =54,17 кНм

Изгибающий  момент на первой промежуточной опоре:

М2 = q×ℓ012 /14 = 18,832×5,6252/14 =42,56 кНм

Максимальная  поперечная сила (на первой промежуточной  опоре слева):

Qmax =Q2 = 0,6×q× ℓ01  = 0,6×18,832×5,625=63,558 кН

Рабочая высота сечения:

h ≥ √( М2 / (0,289×Rв×вв.б)) = √(42,56 /(0,289×7650×0,15)) = 0,358 м

Тогда необходимая  высота сечения второстепенной балки

h = h0 +а = 358 + 35= 393 мм < hв.б =400 мм, значит,

увеличивать высоту сечения не требуется.

Рассчитаем сечение в пролете (рис. 1.6):

hf' = δ = 80 мм

h= hв.б =400 мм

hf' =  80 мм >0,1 h = 0,1х400 мм = 40 мм, тогда

вf' =2×1/6×ℓ01в.б =2×1/6×5625 +150 = 2025 <2400

Принимаем  вf' =2025 мм

Определяем  положение нейтральной оси, для чего проверяем условие:  

М1 ≤ Rв×hf' ×вf' ×(h0 - hf'/2)

М1 = 54,17 кНм < 7650×0,08×2,025× (0,36- 0,08/2) =396,6 кНм

а = 40 (задаемся при двурядном расположении стержней)

h0 = h - a = 400 - 40 = 360 мм =0,36 м

Значит, граница  сжатой зоны проходит в полке двутаврового сечения 

х < hf'  , дальнейший расчет сечения производим как прямоугольного с размерами

 вf' x h , то есть :

αm 1 / (Rв×вf'×h02) =54,17/(7650×2,025×0,362) =0,0269

ξ = 1 - √(1 - 2 αm) = 1 - √(1 – 2×0,0269) =0,0272

ξR=0,612≥ ξ

η =1 – ξ /2 =1 – 0,0272/2 = 0,986

 

Требуемая по расчету  площадь продольной paбочей арматуры:

As = M1 /(Rs×η×h0) = 54,17×106/ (215×103×0,986 ×0,36)=709,52 мм2, где

Rs = 215 МПа = 225х103 кН/м [2]  таб. 2

По  сортаменту стержневой и проволочной  арматуры [3] принимаем 2 Ǿ 22 А240

  Аs =760,2 мм>  Аsтреб  = 709,52 мм 2

Рис 1.6

Рассчитаем сечение на опоре В (рис. 1.7):

h0 = h - а = 400-40 = 360 мм =0,360 м

αm 2 /(Rв×вf'×h02) =42,56/(7650×0,15×0,362) =0,286

ξ = 1 - √(1 - 2×αm) = 1 - √(1 – 2×0,286) =0,346 < ξR= 0,612 [1]  таб. IV.2

η =1 – ξ /2 =1 – 0,346/2 =0,827

 As = M2 /(Rs×η×h0) = 42,56×106/(215×103×0,827×0,360)= 664,89 мм2

Принимаем 6 Ǿ 12 А240(т.е. два корытообразных каркаса)   

  с Аs =679 мм>  Аsтреб = 664,89 мм2

Рис.1.7

Выполним  расчет прочности наиболее опасного сечения балки на действие поперечной силы у опоры В слева.

По  прил.II  [1] из условия сварки принимаем поперечные стержни диаметром 8 мм класса А240(Rsw =170 МПа =170х103 кН/м2 [2] таб.23) 

Число каркасов - один.

Asw=50,3 мм2

Определяем шаг стержней:

S1 ≤1/2h0

S1 ≤300  ,из двух условий принимаем наименьшее с кратностью 50мм

S1=150мм

S2 ≤3/4h0

S2 ≤500  ,из двух условий принимаем наименьшее с кратностью 50мм

S2=250мм

Поперечная  сила на опоре: В (puc.1.5):  Qmax =63,558 Kн.

Q≤QB+QSW

QSW=0,75×qsw×c

qSW=Rsw×Asw /S1=170×103×50,3×10-6/(150×10-3)=57кн/м

Если qsw>0,25×Rbt×b=0,25×750×0,9×0,15=25,3 ,то MB=1,5×Rbt×b×h02=19,68 кНм

с-длина проекции наклонного сечения

с=√(MB /q1 )=1,205м=1205мм

q1 =q-0,5×v=18,832-0,5×10,56=13,552кН/м2

с<2×h0 /(1-0,5×qsw /(Rbt×b))=1-условие не выполняется, следовательно h0≤c≤2h0

принимаем с=2×h0=720 мм

Q=Qmax-q1 ×c=63,558-13,552×0,72=53.8 кН

Qb=27,33 кН

Qsw=30,78 кН

53,8≤27,33+30,78=58,11 , следовательно арматура подобранная из условия свариваемости проходит по прочности.

Схемы армирования монолитной плиты и  второстепенной балки выполнены на  лист 1 формата А2.

 

2.  РАСЧЕТ СБОРНОГО БАЛОЧНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ

 

2.1  Расчет плиты с круглыми пустотами

2.1.1 Компоновка конструктивной  схемы перекрытия

 

Рис. 2.1 Раскладка плит сборных перекрытий

            

Данные для  проектирования:

Плита с круглыми пустотами

 

Шаг колонн в продольном направлении                 

5,6м

Временная нормативная нагрузка                       

4,0 кН/м2

Постоянная нормативная нагрузка от массы пола          

0,8 кН/м2

Класс бетона для сборных конструкций                            

В30

Класс предварительно напряженной арматуры                 

А800

Способ  натяжения арматуры на упоры                               

механический

Условия твердения бетона                                            

тепл. обр

Тип плиты перекрытия                                                  

<круг>

Вид бетона для плиты                                                   

легкий

Влажность окружающей среды                                             

70%

Класс ответственности зданий                                                

I


Выбираем  направление ригелей – поперечное.

  Принимаем, что ширина плиты-распорки  равна 400 мм, тогда номинальная ширина пустотной плиты:

BF' = (ℓ2 – 400) /n =(6400 - 400)/4 = 1500 мм = 1,5 м

Информация о работе Расчёт монолитного ребристого перекрытия с балочными плитами