- •Расчетно-графическая работа «Расчет и проектирование элементов рабочей площадки под технологическое оборудование»
- •Одесса 2011
- •1. Компоновка рабочей площадки
- •2. Расчёт и конструирование монолитной железобетонной плиты
- •3. Расчёт балок настила
- •3.1. Определение усилий в балке настила и подбор сечения.
- •3.2. Проверка подобранного сечения
- •Расчёт главных балок
- •4.1. Определение усилий в главной балке и подбор сечения
- •4.2. Проверка подобранного сечения
- •4.3. Решения узлов
- •4.3.1. Узлы крепления балок настила к главным балкам
- •4.3.2. Расчёт узлов опирания главной балки на колонну
- •5. Расчёт центрально-сжатой колонны
- •5.1. Определение усилий в колонне и подбор сечения
- •5.2. Решение опорных узлов колонны
- •Список использованной литературы
Министерство образования и науки,
молодежи и спорта Украины
Кафедра железобетонных и каменных конструкций
Расчетно-графическая работа «Расчет и проектирование элементов рабочей площадки под технологическое оборудование»
Выполнил: студент группы ПГС 310
Суховей В.И.
Проверил:
Стадник В. И.
Одесса 2011
Исходные данные:
1. Пролёт главных балок: L = 8 м,
2. Шаг главных балок: l2 = 3,4 м,
3. Отметка уровня пола площадки: H = 5,2 м,
4. Длительная нагрузка: g1 = 16 кН/м2,
5. Кратковременная нагрузка: g2 = 8 кН/м2,
6. Материал металлических конструкций (главных, второстепенных балок и колонн) – сталь С235,
7. Тип настила – монолитная железобетонная плита, выполненная с использованием бетона класса В20 и арматуры класса А400С,
8. Фундаменты монолитные железобетонные, выполненные с использованием бетона класса В20 и арматуры класса А400С.
1. Компоновка рабочей площадки
Главные балки располагаем в направлении большего шага колонн, балки настила – в перпендикулярном к ним направлении (Рис.1)
Рис.1. Балочная клетка рабочей площадки.
Опирание балок настила на главные балки – этажное, опирание главных балок на оголовки колонн средних и крайних рядов – по пристроганным площадкам их нижних поясов.
Определим шаг балок настила: l = (1/3…1/5)L.
l = (1/3)L = (1/3)8=2,6м;
l = (1/4)L = (1/4)8=2м;
l = (1/5)L = (1/5)8=1,6м;
Так как шаг балок настила не должен быть более 2 м, принимаем l =1,6м (в каждом пролёте главной балки – 5 балок настила, оси балок настила смещаем на пол шага с осей колонн, (рис.1).
2. Расчёт и конструирование монолитной железобетонной плиты
Расчётная схема плиты - многопролётная неразрезная балка, загруженная равномерно распределённой нагрузкой (Рис.2). Принимаем расчётные пролёты плиты равными шагу балок настила: l =1,6 м.
Рис.2 Расчётная схема и эпюра изгибающих моментов многопролётной неразрезной плиты.
Определение усилий в плите
Зададимся толщиной плиты:
h=(1/20…1/30)l=(1/20…1/30)160 см=8…5,33м.
Принимаем, предварительно, h=7 см. После определения изгибающих моментов толщину плиты уточним.
Вычислим предельную расчётную погонную нагрузку на плиту шириной b=1м (МУ формула 2.3):
где:
g1, g2 – нагрузки, приведенные в задании, кН/м2;
f1, f2, f3 – коэффициенты надежности по нагрузкам (табл.1 приложений):
f1=1,05 – от стационарного оборудования;
f2=1,2 – от кратковременной равномерно распределённой нагрузки;
f3=1,1 – от веса железобетонной конструкции;
= 25 кН/м3 – плотность тяжелого железобетона;
h – предварительная толщина железобетонной плиты, м;
n – коэффициент надёжности по назначению конструкции, в курсовой работе может быть принят равным 0,95;
l – шаг балок настила, м.
(16×1,05+8×1,2+25×0,08 ×1,1) ×0,95 = 27,17 кН/м2
Определим изгибающие моменты в сечениях плиты рис.2:
в крайних пролётах и над вторыми от края опорами:
6,32, кНм
- в средних пролётах и над средними опорами: 4,35, кНм.
Поперечные силы в плите не определяем, т.к. условия, обеспечивающие прочность плиты без развития наклонных трещин, в рассматриваемом случае выполняются.
Подбор арматуры в сечениях плиты
По найденным изгибающим моментам уточним толщину плиты. Задаёмся процентом армирования μ в пределах 0,5…0,8%. Принимаем μ=0,7%. Определим относительную высоту сжатой зоны бетона
0,240
где
Rs = 355 МПа – расчетное сопротивление растяжению для арматуры класса А300С (табл.3 приложений МУ);
Rb = 11,5 МПа – расчетное сопротивление осевому сжатию для бетона класса В20 (табл.2 приложений МУ);
Зная величину =0,24, по табл.4 приложений МУ определяем m=0,880.
Определим рабочую высоту сечения плиты:
5,38 см
Назначим окончательную толщину плиты:
5,38+1,5=6,88 см
Округляем в большую сторону кратно 0,5см, принимаем h = 9 см. Тогда фактическое значение рабочей высоты сечения плиты:
7-1,5=5,5 см
Определим требуемую площадь сечения арматуры для крайних пролетов плиты и вторых опор в следующей последовательности.
Находим коэффициентm:
0,203
где
R = 0,430 по табл.5 приложений МУ для бетона класса В20 и арматуры класса А400С.По табл.4 приложений МУ по m = 0,203, интерполируя, определяем ν = 0,885.
Вычислим требуемую площадь сечения арматуры на рассматриваемой полосе плиты:
3,66 см2
Аналогично определим требуемую площадь сечения арматуры для средних пролетов и средних опор:
0,139
По табл.4 приложений МУ определяем ν = 0,925.
2,41 см2,
Подберём сварные сетки.
Требуемая площадь сечения арматуры для крайних пролетов плиты и вторых опор Аs = 3,66 см2.
Определим площадь сечения одного стержня, задавшись шагом рабочих стержней s =200 мм (при таком шаге в 1м.п. поместится 5 стержней).
см2
По сортаменту стержневой и проволочной арматуры (табл.6 приложений МУ) по полученной площади находим диаметр стержней 10 мм класса А400С, для которого Аs1=0,785 см2 > 0,732 см2. Диаметр нерабочих стержней (перпендикулярных к направлению рабочих) принимаем конструктивно 6 мм класса А240С, располагаем их с шагом s =300 мм.
Определим размеры сетки для крайних пролётов. С учётом конструктивных требований (Рис.3), ширину сетки принимаем равной ширине крайнего пролёта с учётом нахлёста:
В = l+2 мм=1600мм мм
длину сетки – с учётом нахлёста:
L = l 2+2 = 3400+100 = 3500 мм
Определим размеры сетки для вторых опор.
Ширина сетки с учётом нахлеста:
В = 0,5l+2×45мм= 0,5×1690мм+ 2×45мм= 935 мм.
Длина сетки – с учётом нахлёста:
L = l 2+2×50мм = 3400мм +2×50мм= 3500мм
Рис.4 Сетки крайних пролетов и вторых опор
Требуемая площадь сечения арматуры для средних пролетов плиты и средних опор Аs = 2,41 см2.
Определим площадь сечения одного стержня, задавшись шагом рабочих стержней s =200 мм (при таком шаге в 1м.п. поместится 5 стержней).
см2
По сортаменту стержневой и проволочной арматуры (табл.6 приложений МУ) по полученной площади находим диаметр стержней 8 мм класса А400С для которого Аs1=0.503 см2 > 0,482 см2. Диаметр нерабочих стержней (перпендикулярных к направлению рабочих) принимаем конструктивно 6 мм класса А240С, располагаем их с шагом s =300 мм.
Определим размеры сетки для средних пролётов. С учётом конструктивных требований (Рис.3), ширину сетки принимаем равной ширине среднего пролёта:
В = l+2 мм=1600мм мм
длину сетки – с учётом нахлёста:
L = l 2+2 мм = 3400+2 мм = 3500 мм
Определим размеры сетки для средних опор.
Ширина сетки с учётом нахлеста:
В = 0,5l+2 мм= 0,5×1600мм+2 мм= 880 мм.
Длина сетки – с учётом нахлёста:
L = l 2+2 мм = 3400+2 = 3500 мм
Рис.5 Сетки средних пролетов и опор
Для обеспечения связи железобетонной плиты со стальными балками устанавливаем конструктивные стержни диаметром 6 мм класса А240С, которые привариваются к балкам настила с шагом 1000 мм в направлении пролётов l2 (рис.3,б) .