Проектирование несущих конструкций многоэтажного гражданского здания - файл n1.docx

Проектирование несущих конструкций многоэтажного гражданского здания
Скачать все файлы (2873.8 kb.)

Доступные файлы (6):
n1.docx357kb.02.05.2012 18:18скачать
n2.docx669kb.12.05.2012 11:54скачать
n3.docx13kb.06.05.2012 19:42скачать
n4.dwg
n5.dwg
n6.dwg

n1.docx


7. Проектирование монолитного ребристого перекрытия.
7.1 Компоновка конструктивной схемы монолитного перекрытия.
Монолитное ребристое перекрытие проектируется для каркасного монолитного здания, аналогичным решению, выполненному в сборном железобетоне.

В монолитном ребристом перекрытии принимаем поперечное расположение главных балок по разбивочным осям. Второстепенные балки размещаются в продольном направлении здания по осям колонн и в четвертях пролетов с шагом L/3=5900/3=1967мм, так чтобы соотношение пролетов плиты перекрытия было больше двух. Плита в этом случае рассчитывается как балочная в направлении короткого пролета. Принимаем размеры пролетов равными 1900 мм возле колонн и 2100 мм в середине ячейки. В крайних пролетах за счет смещения оси второстепенной балки с оси колонны на 100 мм размер пролета принимается равным 2000 мм. В расчете будем учитывать только большее значение величины пролета 2100 мм.

Задаемся предварительно размерами сечений (размеры поперечных сечений балок принимаются кратными 5 см):

- плиты:

- второстепенной балки:

- главной балки:

Рис. 1. Конструктивная схема монолитного ребристого перекрытия здания:

1 – главная балка; 2 – второстепенная балка; 3 – плита;

4 – кирпичный столб; 5 – расчётная полоса плиты.
Привязку продольных и торцевых кирпичных стен принимаем ?=0,2 м; глубину опирания на стены плиты 0,12 м, второстепенной балки 0,25 м, главной балки 0,38 м.
7.2 Данные для проектирования.

Материалы для перекрытия:

Бетон – тяжелый класса В20, расчетное сопротивление осевому сжатию Rb=11,5МПа, расчетное сопротивление растяжению Rbt=0,9 МПа.

Арматура:

- для армирования плит – проволока класса В500С диаметром 3…5 мм, Rs=415 МПа.

- для армирования второстепенных балок – продольная рабочая арматура класса А500С, Rs=435 МПа; поперечная класса А240, Rsw=170 МПа, арматура сеток – проволока класса В500С.

По степени ответственности здание относится к классу II (коэффициент надежности по назначению).
7.3 Расчет и конструирование монолитного балочного перекрытия.

Расчет перекрытия состоит из последовательных расчетов его элементов: плиты, второстепенных и главных балок. При расчете элементов перекрытия можно ограничиться расчетом по несущей способности, так как при назначенных предварительно размерах поперечных сечений жесткость элементов, как правило, достаточна. В данном курсовом проекте, согласно заданию, расчет и конструирование главной балки не выполняются.
7.4 Расчет и конструирование плиты монолитного перекрытия.

7.4.1 Расчетные пролеты и нагрузки.

Для крайних пролётов расчетным является расстояние от грани крайней балки до оси опоры плиты на стене:

- в коротком направлении (между второстепенными балками)



- в длинном направлении (между главными балками) в крайних пролетах:



Для средних пролётов плиты расчётным является расстояние в свету между балками:

- в коротком направлении (между второстепенными балками):



- в длинном направлении (между главными балками):



Так как плиту рассчитываем по балочной схеме в направлении коротких пролетов.

Расчет балочной плиты, загруженной равномерно распределенной нагрузкой, производится как многопролетной неразрезной балки, крайними и средними опорами для которой являются второстепенные балки. Расчетная схема плиты:



Подсчет нагрузок на 1 м2 плиты перекрытия приведен в таблице 3.

Полная расчетная нагрузка на 1 погонный метр длины плиты при условной ширине 1 м будет равна кН/м;

Таблица 3. Нагрузки на монолитное балочное перекрытие

Вид нагрузки

Нормативная нагрузка, кН/м2

Коэффициент надежности по нагрузке

Расчетная нагрузка, кН/м2

1

2

3

4

Постоянная:

Доска половая по лагам,
Цементно-песчаная стяжка,
Железобетонная монолитная плита перекрытия, ,


0,28
0,54
0,08∙25=2,0


1,3
1,3
1,1


0,36
0,70
2,20

Итого постоянная нагрузка

2,82




3,26

Временная:

Перегородки, , (приведенная нагрузка, длительная)
Полезная нагрузка (из здания)

в том числе:

- кратковременная

- длительная


0,50
2,50
1,80

0,70


1,2
1,2
1,2

1,2


0,60
3,00
2,16

0,84

Итого временная нагрузка

5,50




6,60

Временная нагрузка без учета перегородок

5,00




6,00

Полная нагрузка (постоянная + временная):

Итого :

8,32




9,86


7.4.2 Определение усилий в плите от внешней нагрузки.
Расчетные усилия в плите определяем с учетом их перераспределения вследствие пластических деформаций.

Расчетные изгибающие моменты в сечениях плиты вычисляются по формулам:

- в крайнем пролёте и на первой промежуточной опоре:



- в средних пролётах и на средних опорах:



Так как для рассматриваемого перекрытия , то в плитах, окаймлённых по всему контуру монолитно связанными с ними балками, изгибающие моменты в сечениях средних пролётов и над средними опорами за счёт благоприятного влияния распоров уменьшают на 20%.

Поперечные силы при расчете плит, как правило, не определяют, поскольку при рекомендуемых толщинах плиты соблюдается условие
7.4.2 Расчет прочности плиты по нормальным сечениям.
Значение - граничной относительной высоты сжатой зоны определяем по формуле



- относительная деформация арматуры растянутой зоны, вызванная внешней нагрузкой при достижении в этой арматуре напряжения, равного Rs;

- относительная деформация сжатого бетона при напряжениях, равных Rb, принимаемая равной 0,0035.

Для арматуры с физическим пределом текучести значение определяется по формуле:





Определяем требуемую площадь сечения рабочей продольной арматуры:

В крайних пролётах и на первых промежуточных опорах при



По приложению 10 методических указаний находим:



В средних пролётах и на средних опорах плит, не окаймлённых по всему контуру балками, при



По приложению 10 методических указаний находим:



В средних пролётах и на средних опорах плит, окаймлённых по всему контуру балками, при



По приложению 10 методических указаний находим:


7.4.3 Конструирование плиты.
Рулонные сетки с продольным направлением рабочих стержней раскатывают в направлении главных балок и стыкуют между собой внахлестку без сварки. Сетки выбираются по сортаменту сварных сеток соответствующей ширины.

Для перекрытия с плитами, окаймленными балками по четырем сторонам, принимаем основные сетки с площадью продольной рабочей арматуры , длиной 23 600 мм.

В первом пролёте над первой промежуточной опорой необходимо уложить дополнительные сетки с площадью продольной рабочей арматуры , длиной 2100 мм.

Для армирования плит, не окаймленными балками по четырем сторонам, принимаем основные сетки, с площадью продольной рабочей арматуры , длиной 23 600 мм.

В первом пролёте над первой промежуточной опорой необходимо уложить дополнительные сетки с площадью продольной рабочей арматуры , длиной 2100 мм.

7.5 Расчет и конструирование второстепенной балки.
7.5.1 Расчетные пролеты и нагрузки.
Расчетные пролеты балки:

- для крайних пролётов балки:

- для средних пролётов балки:

Расчетная схема балки и эпюры усилий:



Нагрузки на второстепенную балку собирают с грузовой полосы, ширина которой равна шагу второстепенных балок

Расчетные нагрузки на 1 погонный метр длины второстепенной балки:

Постоянная:

- от собственной массы плиты и пола

- от собственной массы балки

Итого постоянная:

Временная:

Полная нагрузка:

Второстепенную балку рассчитываем как многопролетную неразрезную балку таврового сечения.

7.5.2 Определение усилий от внешней нагрузки во второстепенной балке.
Расчетные усилия в балке определяем с учетом их перераспределения вследствие пластических деформаций железобетона.

Расчетные изгибающие моменты в сечениях балки вычисляются по формулам:

- в крайнем пролете:



- на первой промежуточной опоре:



- на средних пролетах и опорах:


Отрицательные моменты в средних пролетах определяются в зависимости от отношения временной нагрузки к постоянной по формуле:

В средних пролетах для сечений балки, расположенных на расстоянии от опоры, при (? принимается по табл. 3 МУ).

Тогда

Расчетная поперечная сила определяется по следующей формуле:

- на крайней опоре (опора А):



- на первой промежуточной опоре (опора В) слева:



- на первой промежуточной опоре (опора В) слева:


7.5.3. Расчет прочности второстепенной балки по нормальным сечениям.
Задаемся размерами поперечного сечения балки:

Для участков балки, где действуют положительные изгибающие моменты, за расчетное принимают тавровое сечение с полкой в сжатой зоне. Вводимую в расчет ширину сжатой полки принимают из условия, что ширина свеса в каждую сторону от ребра должна быть не более половины пролета:



Так как то принимаем

Для участков балки, где действуют отрицательные изгибающие моменты, за расчетное принимаем прямоугольное сечение шириной b=0,25м. Граничное значение относительной высоты сжатой зоны - для арматуры класса А500С при Rs=435МПа.

Определяем требуемую площадь сечения продольной арматуры.

а) Сечение в крайнем пролете при и положительном изгибающем моменте

Положение границы сжатой зоны бетона определим из условия:





Следовательно, граница сжатой зоны проходит в полке, и расчет сечения балки ведем как прямоугольного с шириной



По приложению 10 методических указаний находим:



Принимаем 2Ш18 A500С с

б) Сечение в среднем пролете при и положительном изгибающем моменте





Следовательно, граница сжатой зоны проходит в полке, и расчет сечения балки ведем как прямоугольного с шириной



По приложению 10 методических указаний находим:



Принимаем 2Ш18 A500С с

На отрицательные пролетные и опорные изгибающие моменты сечения балки работают с полкой в растянутой зоне, поэтому рассчитываем их как прямоугольные с шириной b=25см.
в) Сечение в среднем пролете на расстоянии от опоры при и отрицательном изгибающем моменте



По приложению 10 методических указаний находим:



Принимаем 2Ш10A500С с

г) Сечение на первой промежуточной опоре (опора В) при и отрицательном изгибающем моменте



По приложению 10 методических указаний находим:



Принимаем 2 рулонные сетки с поперечной рабочей арматурой:

С-5

д) Сечение на средних опорах при и отрицательном изгибающем моменте





По приложению 10 методических указаний находим:



Принимаем 3 рулонные сетки с поперечной рабочей арматурой:

С-6

Опорные зоны балок армируем верхними сетками из проволоки В500С
7.5.3. Расчет прочности второстепенной балки по сечениям, наклонным к продольной оси.
Расчет второстепенной балки по бетонной полосе между наклонными трещинами:



где - поперечная сила на первой промежуточной опоре слева, т.е. максимальная из поперечных сил на опорах.

Поскольку условие выполняется, размеры поперечного сечения балки достаточны.

Проверим необходимость постановки расчетной поперечной арматуры из условия:



Т.к. , т.е. поперечная сила, воспринимаемая бетоном, меньше действующей поперечной силы, поперечная арматура необходима на всех опорах.

Диаметр поперечных стержней (хомутов) назначаем из условия сварки с продольной рабочей арматурой, максимальный диаметр которой составляет 18 мм. Назначаем диаметр хомутов Ш6 А240. Их шаг на приопорных участках предварительно принимаем по конструктивным требованиям sw1=15см?0,5ho=20,05 см и не превышает 30 см.

Погонное усилие в хомутах при принятых параметрах поперечного армирования:

(, sw1=15см):



Расчет балки с поперечной арматурой по наклонному сечению производится из условия:

.

Поперечная сила, воспринимаемая бетоном в наклонном сечении:

; где

cдлина проекции наклонного сечения на продольную ось;

- коэффициент, учитывающий влияние вида бетона, для тяжелого бетона равен 1,5.

Поперечная сила, воспринимаемая поперечной арматурой в наклонном сечении:



Из условия минимальной несущей способности балки по наклонному сечению, наиболее опасная длина проекции наклонного сечения будет равна:



Окончательно принимаем с=83см.

Тогда:



т.е. условие прочности соблюдается.

Необходимо также убедиться в том, что принятый шаг хомутов sw=15см не превышает максимального шага хомутов sw,max, при котором еще обеспечивается прочность балки по наклонному сечению между двумя соседними хомутами, т.е.

- условие выполнено.

Выясним теперь, на каком расстоянии от опор шаг поперечной арматуры может быть увеличен. Примем шаг хомутов в средней части пролета равным sw2=20см, что не превышает sw2=0,75h0=0,75·41,5=31,1 см и менее 500 мм. Погонное усилие в хомутах для этого участка составляет:

,

что меньше минимальной интенсивности этого усилия, при которой поперечная арматура учитывается в расчете, т.е. условие не соблюдается:



Таким образом, мы не можем увеличить шаг поперечной арматуры, т.к. при этом усилия в ней становятся меньше минимального значения. Оставляем шаг поперечной арматуры на весь пролет без изменения шага

Условие для опорных участков балки соблюдается с запасом.

7.5.4 Расчет и конструирование второстепенной балки.
В пролетах второстепенная балка армируется пространственными каркасами, состоящими из 2-х плоских каркасов.

Рабочая (нижняя) продольная арматура:

- в первом пролете 2Ш18 A500С;

- в среднем 2Ш18 A500С.

Верхняя продольная арматура принимается конструктивно во всех пролетах 2Ш10А500С.

Поперечная арматура во всех пролетах принимается Ш6А240 с шагом 150 мм.

Список использованной литературы:


  1. СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия. М.: ФГУП ЦПП, 2003.

  2. СНиП 52-101-2003. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. М.: ФГУП ЦПП, 2004.

  3. СП 52-101-2003. Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры. М.: ФГУП ЦПП, 2005.

  4. СП 52-102-2004. Предварительно напряженные железобетонные конструкции. М.: ФГУП ЦПП, 2005.

  5. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 52-101-2003). М.: ФГУП ЦПП, 2005.

  6. Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетонных конструкций из тяжелого бетона (к СП 52-102-2004). М.: ФГУП ЦПП, 2005.

  7. СП 22.13330.2011 Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*. М.: ФГУП ЦПП, 2011.

  8. Методические указания: Каталог конструктивных элементов гражданских и административных зданий. М.: АСВ, 2009.



Учебный текст
© perviydoc.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации