Содержание.

1. Задание к курсовому проекту 3

   1. Постановка задачи 3

   2. Исходные данные 6

2. Расчет плиты покрытия 6

   1. Опалубочный чертеж плиты покрытия 6

   2. Сбор нагрузок на плиту покрытия 8

   3. Определение усилий в плите покрытия 9

   4. Определение характеристик бетона и арматуры 15

   5. Расчет полки плиты покрытия на действие изгибающего момента 16

   6. Расчет поперечного ребра плиты покрытия на действие изгибаю­щего момента 17

   7. Расчет поперечного ребра плиты покрытия на действие попереч­ной силы 19

      1. Расчет по полосе между наклонными сечениями 19

      2. Расчет по наклонным сечениям 20

   8. Определение предварительных напряжений арматуры 20

   9. Армирование плиты покрытия 24

3. Расчет колонны 25

   1. Опалубочный чертеж колонны 25

   2. Сбор нагрузок на колонну 26

   3. Определение усилий в колонне 28

   4. Определение характеристик бетона и арматуры 29

   5. Армирование колонны 29

4. Расчет стеновой панели 30

   1. Опалубочный чертеж стеновой панели 30

   2. Сбор нагрузок на стеновую панель 30

   3. Определение усилий в стеновой панели 33

   4. Определение характеристик бетона и арматуры 37

   5. Армирование стеновой панели 37

Список использованной литературы 38

Приложение А. Основные условные обозначения 40

Приложение Б. Характеристики бетона и арматуры 47

1. Задание к курсовому проекту.

   1. Постановка задачи.

Для подземного железобетонного резервуара заданы:

а) схема расположения колонны, стеновых панелей и монолитных участков стен (рисунок 1.1);

б) схема расположения плит покрытия и ригелей (рисунок 1.2);

в) разрезы (рисунки 1.3 и 1.4).

Рисунок 1.1 - Схема расположения колонны, стеновых панелей и

монолитных участков стен.

Рисунок 1.2 – Схема расположения плит покрытия и ригелей.

Рисунок 1.3 – Разрез А-А.

Рисунок 1.4 – Разрез Б-Б.

На приведенных рисунках приняты условные обозначения:

К1 - ко­лонна К1;

П1 и П2 - плиты покрытия П1 и П2;

Р1 - ригель Р1;

ПС1 и ПС2 - стеновые панели ПС1 и ПС2;

Ф1 - фундамент Ф1;

ФН1 - фундамент монолитный ФН1;

МУ1 - монолитный участок МУ1.

Требуется при заданных нагрузках (воздействиях), геометрических па­раметрах и материалах конструкций определить параметры армирования конструкций.

Плиты покрытия содержат предварительно напряженную арматуру у нижней грани продольных ребер; способ натяжения арматуры электротерми­ческий. Остальные конструкции резервуара предварительно напряженными не являются.

2. Исходные данные.

Таблица 1.1 - Исходные данные к курсовому проекту.

Номер варианта	Место строитель­ ства	Толщина засыпки резервуа­ра грун­том, h3, м	Норма­тивное значение удельного веса грун­та засып­ки, у'п, кН/м^3	Норма­тивное значение угла внут­реннего трения грунта засыпки, ф'и, гра­дус	Класс бе­тона по прочно­сти на сжатие для эле­ментов без пред­варитель­ного на­пряжения арматуры	Класс бе­тона по прочно­сти на сжатие для предварительно напря­женных элементов	Класс предвари­тельно напря­женной арматуры по проч­ности на растяже­ние
9	Беркакит	0,9	18,6	37	В15	В 20	А600

Уровень ответственности сооружения нормальный; коэффициент на­дежности по ответственности .

2. Расчет плиты покрытия.

   1. Опалубочный чертеж плиты покрытия.

Опалубочный чертеж плиты покрытия П1 приведен на рисунке 2.1 (позиция 7 – изделие закладное, включающее монтажную (подъемную) петлю).

1-1

2-2

Рисунок 2.1 – Опалубочный чертеж плиты покрытия.

2.2 Сбор нагрузок на плиту покрытия.

Сбор нагрузок на плиту покрытия приведен в таблице 2.1.

В этой таблице по строке «Итого кратковременная нагрузка» в расчет принята наибольшая из кратковременных нагрузок, т. к. предпола­гается, что совместное действие кратковременных нагрузок не допускается мероприятиями по эксплуатации резервуара.

Таблица 2.1 - Сбор нагрузок на плиту покрытия.

Вид нагрузки.	Нормативное значение (расчетное значение для предельных состояний второй груп­пы), Н/м^2	Коэффициент надежности по нагрузке для предель­ных состоя­ний первой группы	Расчетное значение для пре­дельных состояний первой группы, Н/м^2
Постоянная нагрузка
а) вес плиты покрытия при приведенной тол­щине бетона 105 мм и плотности бетона 2575 кг/м^3; в том числе вес полки при ее толщине 50 мм	2704 1288	1,1	2974 1417
б) вес цементно-песчаной стяжки при толщи­не стяжки 25 мм и плотности материала 1870 кг/м^3	468	1,3	608
в) вес гидроизоляционного ковра	100	1,3	130
г) вес грунта при толщине засыпки 1 м и удельном весе грунта 18,8 кН/м	18800	1,15	21620
Итого постоянная нагрузка	22072	__	25332
Итого постоянная нагрузка без учета ребер плиты покрытия	20656	__	23775
Временная нагрузка
2.1 Кратковременная нагрузка
а) снеговые нагрузки для V-гo снегового рай­она	2240	1,4	3136
б) нагрузки на участках обслуживания и ре­монта оборудования	1500	1,3	1950
Итого кратковременная нагрузка	2240	__	3136
2.2 Длительная нагрузка
а) снеговые нагрузки для V-гo снегового рай­она (70 % от стр. 2.1 а)	1568	1,4	2195
Итого длительная нагрузка	1568	__	2195

3. Определение усилий в плите покрытия.

Расчетная схема для определения усилий в продольных ребрах плиты покрытия приведена на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 - Расчетная схема для определения усилий в продольных ребрах

плиты покрытия.

Расчетный пролет плиты вычисляют по формуле:

где - конструктивная длина плиты;

- длина площадки опирания плиты на полку ригеля или стеновую панель.

С учетом приведенной формулы имеем:

Равномерно распределенная нагрузка для расчета продольных ребер плиты по предельным состояниям первой группы (при номинальной ширине плиты 1,5 м):

Равномерно распределенная нагрузка (постоянная и кратковременная) для расчета продольных ребер плиты по предельным состояниям второй группы:

Равномерно распределенная нагрузка (постоянная и длительная) для расчета продольных ребер плиты по предельным состояниям второй группы:

Максимальный изгибающий момент вычисляют по формуле:

Максимальный изгибающий момент для расчета по предельным состояниям первой группы:

Максимальный изгибающий момент для расчета по предельным состояниям (от постоянной и кратковременной нагрузки) второй группы:

Максимальный изгибающий момент для расчета по предельным состояниям (от постоянной и длительной нагрузки) второй группы:

Максимальную поперечную силу вычисляют по формуле:

Максимальная поперечная сила для расчета по предельным состояниям первой группы:

Значения усилий, вычисленные по приведенным формулам, сведены в таблицу 2.2.

Таблица 2.2 - Усилия в продольных ребрах плиты покрытия.

Наименование усилия.	Значение усилия.
Максимальный изгибающий момент для расчета по пре­дельным состояниям первой группы, , кН*м.	158,5
Максимальная поперечная сила для расчета по предельным состояниям первой группы, Q , кН.	116,4
Максимальный изгибающий момент (от постоянной и крат­ковременной нагрузки) для расчета по предельным состоя­ниям второй группы, , кН*м.	135,5
Максимальный изгибающий момент (от постоянной и дли­тельной нагрузки) для расчета по предельным состояниям второй группы, кН*м.	131,8

Расчетная схема для определения усилий в полке, окаймленной двумя продольными и двумя поперечными ребрами плиты покрытия, представляет собой защемленную по краям четырёхугольную пластинку (рисунок 2.3), за­груженную равномерной нагрузкой.

Рисунок 2.3 - Защемленная по краям полка, окаймленная двумя продольны­ми и двумя поперечными ребрами плиты покрытия.

Расстояние в свету между двумя поперечными ребрами плиты (одно из этих ребер является средним) на уровне низа полки:

Расстояние в свету между двумя продольными ребрами плиты на уров­не низа полки:

Расстояния ипримерно равны и рассматриваемую часть полки можно считать практически квадратной.

Равномерно распределенная нагрузка для расчетаполки плиты по предельным состояниям первой группы:

При расчете полки плиты по методу предельного равновесия расчетное значение (для предельных состояний первой группы) изгибающего момента на опорах и в середине пролетов (отнесенное к полосе шириной 1 м):

Расчетная схема для определения усилий в среднем поперечном ребре плиты покрытия приведена на рисунке 2.4.

Рисунок 2.4 - Расчетная схема для определения усилий в среднем попереч­ном ребре плиты покрытия.

Расчетный пролет поперечного ребра плиты равен расстоянию в свету между продольными ребрами на уровне низа поперечного ребра:

Равномерно распределенная нагрузка от веса поперечного ребра плиты (для расчета по предельным состояниям первой группы):

Максимальное расчетное значение (для предельных состояний первой группы) действующей на поперечное ребро плиты распределенной нагрузки:

Минимальное расчетное значение (для предельных состояний первой группы) действующей на поперечное ребро плиты распределенной нагрузки:

Максимальный изгибающий момент для расчета по предельным со­стояниям первой группы:

Максимальная поперечная сила для расчета по предельным состояниям первой группы:

2.4 Определение характеристик бетона и арматуры.

Примем бетон класса по прочности на сжатие В 20.

Нормативное значение (расчетное значение для предельных состояний второй группы) сопротивления бетона осевому сжатию (призменная проч­ность) 15,0 МПа.

Нормативное значение (расчетное значение для предельных состояний второй группы) сопротивления бетона осевому растяжению

Расчетное значение сопротивления бетона осевому сжатию для пре­дельных состояний первой группы 11,5 МПа.

Расчетное значение сопротивления бетона осевому растяжению для предельных состояний первой 0,90 МПа.

Примем передаточную прочность бетона (прочность бетона к моменту его обжатия)

Эту прочность следует назначать не менее 15 МПа и не менее 50 % принятого класса бетона по прочности на сжатие.

Начальный модуль упругости бетона при сжатии и растяжении

Коэффициент ползучести 2,8.

Примем в качестве предварительно напряженной арматуры арматуру класса А600 по прочности на растяжение.

Нормативное значение (расчетное значение для предельных состояний второй группы) сопротивления арматуры растяжению

Расчетное значение сопротивления арматуры растяжению для предель­ных состояний первой группы

2.5 Расчет полки плиты покрытия на действие изгибающего мо­мента.

Подбор арматуры полки плиты выполняют как для изгибаемого эле­мента прямоугольного поперечного сечения высотой:

и шириной

Рабочая высота поперечного сечения полки плиты:

Определим вспомогательную величину:

Определим по таблице вспомогательную величину .

Так как <, то требуемая площадь поперечного сечения продольной арматуры в растянутой зоне бетона:

Расстояние между осями стержней продольной арматуры должно быть не более удвоенной высоты поперечного сечения элемента, т.е. не более 100 мм. Примем десять стержней диаметром 4 мм класса В500 с A_s= 126 мм².

2.6 Расчет поперечного ребра плиты покрытия на действие изги­бающего момента.

Рабочая высота поперечного сечения поперечного ребра плиты:

Определим по таблице вспомогательную величину:

Определим по таблице вспомогательную величину:

Значение , вводимое в расчет, принимают из условия, что ширина свеса полки в каждую сторону от ребра должна быть не более:

Поперечное сечение поперечного ребра плиты покрытия приводим к эквивалентному тавровому (рисунок 2.5). Ширина ребра в запас прочности принята 50 мм.

Рисунок 2.5 - Эквивалентное поперечное сечение поперечного ребра

плиты покрытия.

Так как , то требуемая площадь поперечного сечения продольной арматуры в сжатой зоне бетона :

следовательно, сжатой продольной арматуры по расчету не требуется. Однако для приварки поперечной арматуры ставятся сжатые продольные стержни таким же диаметром и классом, как и у поперечной арматуры.

Проверим условие прохождения границы сжатой зоны бетона в полке плиты:

т.е. граница сжатой зоны бетона проходит в полке плиты, следовательно, площадь поперечного сечения продольной арматуры определяется как для прямоугольного поперечного сечения шириной

Определим вспомогательную величину:

Так как <, то требуемая площадь поперечного сечения продольной арматуры в растянутой зоне бетона:

Примем один стержень диаметром 12 мм класса А400 с