Введение

Данные методические указания предназначены для студентов специальности 1 − 70 03 01 «Автомобильные дороги» и включают примеры расчетов и конструирования ребристого перекрытия зданий и сооружений дорожно-транспортных объектов в монолитном железобетоне. В монолитном железобетоне выполняются компоновка конструктивной схемы ребристого перекрытия, расчет и конструирование плиты, второстепенной балки и средней колонны. Задание на курсовой проект студенту выдаётся преподавателем в соответствии с шифром (номером зачетной книжки) по таблицам 1.1, 1.2, 1.3, 1.4.

В методических указаниях изложена последовательность расчета и конструирования отдельных конструктивных элементов ребристого перекрытия. Указания сопровождаются числовыми примерами расчета основных конструктивных элементов железобетонного перекрытия. Расчеты выполнены в соответствии с требованиями СНБ 5.03.01-02 «Бетонные и железобетонные конструкции». В приложениях указаны необходимые справочные материалы.

В объеме работы над заданием студент должен составить пояснительную записку со всеми необходимыми расчетами и схемами в количестве 25…30 страниц рукописного материала и оформить графическую часть в пределах 1 листа чертежей формата А1.

Методические указания выполнены с учетом требований квалификационной характеристики для специальности 70.03.01 - «Автомобильные дороги».

1.Расчёт и конструирование междуэтажного ребристого перекрытия в монолитном железобетоне

Примеры расчетов показаны для следующих расчетных данных:

размеры здания в плане в метрах А х В = 27×72; тип здания - промышленное; количество этажей – 5; высота этажей Н_эт = 3,4 м.; толщина каменных стен – 51 см; район строительства г. Брест; плита: бетон C_16/20, арматура S500; второстепенная балка: бетон C_20/25, арматура S500; нормативная временная нагрузка на перекрытие р ^H = 4,6 кН /м ².

1.1 Выбор рационального расположения главных и второстепенных балок

Выбор рационального варианта производят на основании сравнения технико-экономических показателей перекрытия в зависимости от назначения здания, конструктивных размеров, архитектурного оформления потолка, размеров помещений, эксплуатационных требований и т.п. При прочих равных условиях предпочтение отдают варианту с более высокими технико-экономическими показателями.

Для выбора более рационального варианта расположения главных и второстепенных балок составляется две схемы плана здания, в которых варьируются направления и величины пролетов главных и второстепенных балок. При этом пролет главных балок l _mb рекомендуется принимать (6 ... 9) м; второстепенных - l _sb = (5 ... 7) м; плиты - l _s = (1,5 ... 2,7) м. В перекрытиях с балочными плитами расположение главных и второстепенных балок выбирают так, чтобы соблюдалось условие l _sb / l _s ≥ 2 . Ориентировочно высоту главных балок можно принимать в пределах h _mb =(1/8 ... 1/15)l _mb; второстепенных h _sb =(1/8 ... 1/15)l _sb. Ширину балок принимают равной b = (0,3 ... 0,5)h. При h≤ 60 см высоту балок принимают кратной 5 см; при h > 60 см - кратной 10 см.

Крайние пролеты плит и второстепенных балок были несколько меньше средних, но не более чем на 20 % .

Об экономичности варианта разбивки сетки колонн и балок можно судить по значению приведенной толщины бетона, которая представляет собой объем бетона плиты, балок и колонн, отнесенный к 1 м² перекрытия. К разработке принимается вариант расположения второстепенных и главных балок, для которого приведенная толщина бетона будет наименьшей.

Составляем два варианта расположения главных и второстепенных балок (рис. 1.1а и рис. 1.1а ).

I Вариант ( l_mb = 6900мм; l_mb^кр = 6600мм ; l_sb = 6000 ; l_s = 2300 )

L_s=2,3м, L_sb=6,0м, L_mb=6,9м,

n_s=12, n_sb=12, n_mb=4,

γ_n=1,0 H_fl=3,4м, n_fl=5,

γ_n=1,5, g_k=0, q_k=4,6кн/м²

Рисунок 1.1а - Схема монолитного междуэтажного перекрытия I вариант

Толщина плиты перекрытия для обоих вариантов принимаем равной t_f^’ = 70см. Согласно эмпирическим формулам вычисляем приведенную толщину бетона.

II Вариант ( l_mb =7200 ; l_sb =6750; l _s =2400 )

L_s=2,4м, L_sb=6,75м, L_mb=7,2м,

n_s=30, n_sb=4, n_mb=10,

γ_n=1, H_fl=3.4, n_fl=3,

γ_n=1.5, g_k=0, q_k=4,6кн/м²

Рисунок 1.1б - Схема монолитного междуэтажного перекрытия II вариант

1 вариант:

Полная расчетная нагрузка на плиту:

_(1.1)

где - коэффициент надежности по назначению конструкции;

- постоянная нормативная нагрузка на перекрытие;

- частный коэффициент безопасности по нагрузке;

- нормативная переменная нагрузка на межэтажное перекрытие;

- пролет плиты;

(g_s+q_s)=1·(1,1(0+2,3)+1,5·4,6=9,43 кн/м²;

Полная расчетная нагрузка на второстепенную балку:

_(1.2)

где - пролет второстепенной балки;

(g_sb+q_sb)=9,43·2,3+0,04·1·6,0²=23,13 кн/м²;

Полная расчетная нагрузка на главную балку:

_(1.3)

где - пролет главной бетона балки;

(g_mb+q_mb)=23,13·6,0+0,07·1·2,3·6,9²=146,44 кн/м²;

Приведенная толщина плиты:

_(1.4)

h_s,red=8,2·2,3·√9,43=57,92 мм;

Приведенная толщина бетона второстепенных балок:

(1.5)

где - количество пролетов плиты;

h_sb,red=0,54· (6,0/2,3) ·³√(23,13²·6,0) · (12-1)/12=19,05мм;

Приведенная толщина бетона главных балок:

(1.6)

где - количество пролетов второстепенной балки;

h_mb,red=(1,25/6,0) ·³√(146,44²·6,9) · (12-1)/12=19,14мм;

Приведенная толщина бетона колонн:

(1.7)

где - количество пролетов главной балки;

- число этажей;

- высота этажа;

h_c,red=(3·3,4·146,44) · (4-1) · (12-1)/(11,5·2,3·6,0·4·12)=10,8мм;

Полная приведенная толщина бетона перекрытия:

(1.8)

h_red=h_s,red+h_sb,red+h_mb,red+h_c,red =57,92+19,05+10,1+10,8=97,86 мм.

2 вариант:

Полная расчетная нагрузка на плиту:

(g_s+q_s)=1· (1,1(0+2,4)+1,5·4,6=9,54 кн/м²;

Полная расчетная нагрузка на второстепенную балку:

(g_sb+q_sb)=9,54·2,4+0,04·1·6,75²=24,97 кн/м²;

Полная расчетная нагрузка на главную балку:

(g_mb+q_mb)=24,97·6,9+0,07·1·2,4·7,2²=187,44 кн/м²;

Приведенная толщина бетона плиты:

h_s,red=8,2·2,4·√9,54=60,79 мм;

Приведенная толщина бетона второстепенных балок:

h_sb,red=0,54· (6,9/2,4) · ³√(24,97²·6,9) · (30-1)/30=25,83 мм;

Приведенная толщина бетона главных балок:

h_mb,red=(1,25/6,9) · ³√(187,44²·7,2) · (4-1)/4=8,06мм;

Приведенная толщина бетона колонн:

h_c,red=(3·3,4·187,44) · (10-1) · (4-1)/(11,5·2,4·6,9·10·4)=10,82мм;

Полная приведенная толщина бетона перекрытия:

h_red=h_s,red+h_sb,red+h_mb,red+h_c,red =60,79+25,83+8,06+10,82=105,5мм.

К разработке принимаем первый вариант как более экономичный, так как

h_1,red=97,86мм< h₂,_red=105,5мм.