- •Министерство транспорта рф Федеральное агентство железнодорожного транспорта
- •Расчет и конструирование элементов перекрытий многоэтажного здания.
- •Исходные данные к проектированию:
- •Монолитное ребристое перекрытие
- •Расчет поперечной арматуры
- •Расчет ребристой плиты перекрытия
- •2.1 Задание на проектирование
- •2.2. Расчет рабочей арматуры продольных ребер
- •2.3. Расчет рабочей арматуры полки плиты (сетки с-1, с-2)
- •2.4. Проверка прочности ребристой плиты по сечениям, наклонным к ее продольной оси.
- •2.5. Расчет плиты по трещиностойкости.
- •Расчет на образование трещин
- •2.6. Проверка прочности плиты в стадии изготовления, транспортирования и монтажа.
- •Расчет сборного неразрезного ригеля
- •3.1 Задание на проектирование
- •3.2. Расчетная схема ригеля и определение ее основных параметров
- •3.3. Определение усилий (м,q) и построение огибающей эпюры моментов.
- •Уточнение геометрических размеров сечения ригеля
- •3.4. Перераспределение моментов.
- •3.5. Расчет прочности ригеля по сечениям нормальным к его продольной оси
- •3.6. Расчет прочности ригеля по сечениям наклонным к его продольной оси
- •Проверка прочности ригеля по сжатой полосе между наклонными трещинами
- •Расчет и конструирование сборной железобетонной колонны
- •4.1. Исходные данные для проектирования.
- •4.2. Определение расчетных усилий.
- •4.3. Расчет площади рабочей арматуры.
- •Назначение поперечной арматуры
- •Расчет и конструирование центрально нагруженного фундамента под колонну Исходные данные для проектирования
- •Определение геометрических размеров фундамента.
- •Определение площади рабочей арматуры
Министерство транспорта рф Федеральное агентство железнодорожного транспорта
ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
Факультет:
«Строительство железных дорог»
Кафедра:
«Изыскания, проектирование, постройка железных дорог и управление недвижимостью»
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине «Железобетонные и каменные конструкции»
Расчет и конструирование элементов перекрытий многоэтажного здания.
|
Выполнил: Студентка гр.УН-08-2 Архангельская В.
Проверил: Наумов Е.И. |
Иркутск, 2012
Содержание:
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ К ПРОЕКТИРОВАНИЮ: 2
1.МОНОЛИТНОЕ РЕБРИСТОЕ ПЕРЕКРЫТИЕ 3
2.РАСЧЕТ РЕБРИСТОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ 11
3.РАСЧЕТ СБОРНОГО НЕРАЗРЕЗНОГО РИГЕЛЯ 20
4.РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СБОРНОЙ ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ КОЛОННЫ 29
5.РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ЦЕНТРАЛЬНО НАГРУЖЕННОГО ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ 31
Исходные данные к проектированию:
Вариант № 99
- Рп (полезная нагрузка) = 11 кН/м2
- Rп,гр (нормативное сопротивление грунта) = 0,35 МПа
- кратковременная часть полезной нагрузки = 2 кН/м2
- сечение ригеля – тавровое
- количество этажей = 3
- район строительства – Зима
- длина здания = 72 м
- ширина здания = 24,5 м
- высота здания = 4,2 м
Монолитное ребристое перекрытие
Расчет и конструирование балочной плиты
Для определения расчетных пролетов плиты и второстепенных балок, а также нагрузок от их собственной массы производят предварительное назначение основных геометрических размеров сечений перекрытия:
толщина плиты - 75 мм;
сечение второстепенных балок:
- сечение главных балок:
- заделка плиты в стену принимается не менее высоты ее сечений; в кирпичных стенах - кратной размеру кирпича (а= 120 мм).
Вычисление расчетных пролетов плиты
Расчетный пролет плиты в перпендикулярном направлении
Проверяем соотношение расчетных пролетов плиты
5700 : 1800 = 3,16 > 2, т.е. плита рассчитывается как балочная.
Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м плиты
№ пп |
Вид нагрузки |
Подсчет |
Нормативное значение, кН/м2 |
Коэффициент надежности Jf |
Расчетная нагрузка, кН/м2 |
1 |
Постоянная, gf - вес пола (толщина - 0,02 м, объемная масса - 18 кН/м ) - изоляция из шлакобетона (толщина - 0,05 м, объемная масса - 14 кН/м ) - собственный вес плиты (толщина - 0,075 м, объемная масса - 25 кН/м ) |
0,02 ∙ 1,0 ∙ 1,0 ∙ 18
0,05 ∙ 1,0 ∙ 1,0 ∙ 14
0,075 ∙ 1,0 ∙ 1,0 ∙ 25 |
0,36
0,7
1,875 |
1,2
1,2
1,1 |
0,43
0,84
2,06 |
|
Итого, постоянная gf |
- |
2,81 |
- |
3,33 |
2 |
Временная, V (по заданию) |
|
11,0 |
1,2 |
13,2 |
|
Полная, q = gf + v |
- |
qn= 13,81
|
|
q = 16,53 |
Определение усилий в расчетных сечениях
Момент от расчетных значений нагрузок:
а) в крайних пролетах и на первых промежуточных опорах
б) в средних пролетах и на средних промежуточных опорах
Уточнение высоты сечения плиты
Целесообразно (по экономическим критериям), чтобы относительная высота сжатой зоны плиты £ находилась в диапазоне значений 0,1 ... 0,2. Принимаем: бетон класса В15, тяжелый, естественного твердения, арматура класса В500 (Bp-I), ξ = 0,15. По СП [2] для принятых материалов находим нормируемые характеристики сопротивляемости и условий работы
Rb = 8,5 МПа; Rbt = 0,75 МПа; Еъ = 23000 МПа; уb1 = 0,9
(с учетом длительности действия нагрузок, п. 5.1.10 [2])
Rs = 415 МПа; Rsw = 300 МПа; Es = 2,0 ∙ 105 МПа;
ξR = 0,652 (см. Прил. 2).
Для ξ=0,15 находим ат = ξ (1 - 0,5 ξ) = 0,139. Тогда рабочая высота пли ты:
Окончательно принимаем hpl = 7,5 см; hof = 6,0 см.
Определение площади рабочей арматуры
Требуемая площадь рабочей арматуры определяется для расчетного прямоугольного сечения плиты с размерами hpl × b = 7,5 × 100 см. При этом площадь 4,4 кНм, а сетки С - 2 дополнительного армирования крайних пролетов и над первыми промежуточными второстепенными балками на величину M1 – М2 = 4,4-3,3 = 1,1 кНм
Для αm = 0,039 < ξR = 0,502
Принимаем сетку по сортаменту (Прил. 4).
Итак, С - 2 принята как С № (=48,2 мм2)
Определяем сетку С - 1
Для αm = 0,119 < ξR = 0,642
Принимаем сетку С-1 - с площадью продольной арматуры As= 141,8 мм2
Расчет и конструирование второстепенной балки
Определяем расчетные пролеты балки
l0 = 6000 - 300 = 5700 мм;
l01 = 6000 - 0,5 ∙ 300 - 120 + 0,5 ∙ 250 = 5855 мм.
Вычисляем расчетную нагрузку на 1 м.п. второстепенной балки:
постоянная нагрузка от собственного веса плиты и пола
gf B = 3,33 ∙ 2,45 = 8,16 кН/м;
постоянная нагрузка от собственного веса ребра балки
кН/м;
суммарная постоянная нагрузка на балку
gpb= 8,16 + 1,78 = 9,94 кН/м;
погонная временная нагрузка
vpb = v∙B = 11 ∙ 2,45 = 26,95 кН/м;
полная погонная нагрузка на балку
gpb = (9,94+ 26,95) • 0,95 = 35 кН/м
(0,95 - коэффициент надежности по уровню ответственности).
Определяем значения изгибающих моментов и перерезывающих сил в расчетных сечениях второстепенной балки:
QA = 35 ∙ 5,855 ∙ 0,4 = 81,9 кНм
QВЛ = 35 ∙ 5,855 ∙ 0,6 = 122,9 кНм
QВПР = 35 ∙ 5,7 ∙ 0,5 = 99,7 кНм
Уточняем размеры поперечного сечения балки, принимая ат = 0,289
hpb=h0+a =404 + 35 = 439 > 400 мм,
не больше чем на 10%, т.е. предварительно принятое значение высоты и ширины сечения балки является достаточным и окончательным.
При этом ho = h − a = 400 - 35 = 365 мм.
Определяем размеры расчетных сечений:
- уточняем ширину свесов, вводимых в расчет для пролетных сечений, имея в виду наличие поперечных ребер (главные балки), установленных с шагом, равным расчетному пролету второстепенных балок l0 = 5700 мм.
Принимаем
для пролетных сечений – b'f= 1900 мм; = 365 мм; h'f= 75 мм;
для опорных сечений – b × ho = 200 × 365 мм.
Расчет площади сечений рабочей арматуры (если класс арматуры не указан в задании, то расчет ведется для арматуры класса А400 (А-Ш), Rs = 355 МПа, характеристики прочности бетона и граничной высоты сжатой зоны аналогичны принятым для плиты.
Определяем рабочую арматуру для пролетных (тавровых) сечений при расчетных значениях М1 = 109 кНм и М2 = 71 кНм.
Проверяем условие, определяющее принципиальное (в полке или ребре) положение нейтральной оси в расчетном сечении при действии вышеупомянутых усилий.
Максимальный момент, воспринимаемый при полностью сжатой полке расчетного сечения (х = h'f ) равен
Так как, > M1 (и тем более M2), то фактически нейтральная ось во всех пролетных сечениях находится в пределах полки и расчет производится как для прямоугольных сечений с размерами b'f × ho = 1900 × 365 мм.
При этом:
- в первом пролете
αm = 0,056 < αR = 0,390
во всех средних пролетах
αm = 0,036 < αR = 0,390
- для промежуточных опор (с обеих сторон) Мс = Мв = 66,6 кНм, а расчетное сечение - прямоугольное b × ho = 200 × 365 мм.
αm = 0,32 < αR = 0,390
Для полученных значений Asi по сортаменту подбираем требуемое количество стержней
AS1 = 866,3 мм2 – принимаем 2 Ø 25 (AS1=982 мм2)
AS2 = 558,4 мм2 – принимаем 2 Ø 20 (AS2=628 мм2)
ASВ = 629,2 мм2 – принимаем 2 сетки № 54 (2AS=670,6 мм2)
Таким образом, в сечениях балки будет размещено по два каркаса (это следует учитывать при расчете наклонных сечений!), что удовлетворяет требованиям норм и упомянутым выше рекомендациям, а над опорами - по две взаимно сдвинутых сетки.