Максимальная поперечная сила (на первой промежуточной опоре слева) равна

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

“Пензенский государственный университет архитектуры и строительства”

ИНЖЕНЕРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ

Кафедра «СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По ЖБК

на тему “ Проектирование железобетонных и каменных конструкций”

Автор работы: студент Щербакова А.А. Специальность: 270102 ПГС Обозначение: 270102-070157-10 Группа: ПГС – 44 Руководитель проекта: Багдоев С.Г.

Работа защищена: Оценка:

ПЕНЗА 2010

СОДЕРЖАНИЕ

1. Проектирование монолитного перекрытия с балочными плитами стр.3

1.1. Компоновка конструктивной схемы стр.3

1.2. Монолитная плита стр.4

1.3. Второстепенная балка стр.6

2. Расчет сборной круглопустотной железобетонной плиты стр.9

3. Расчет плиты по предельным состояниям второй группы стр.13

4. Проектирование неразрезного ригеля стр.16

5. Проектирование сборной железобетонной колонны и

фундамента под колонну стр.21

Список используемой литературы стр.24

1 этап

Проектирование монолитного перекрытия с балочными плитами

Шаг колонн в продольном направлении, м 5,7

Шаг колонн в поперечном направлении, м 6,8

Временная нормативная нагрузка на перекрытие, кН\м² 4,0

Постоянная нормативная нагрузка от массы пола, кН\м² 1,1

Класс бетона монолитной конструкции и фундамента В15

Класс арматуры монолитной конструкции и фундамента А-III

Влажность окружающей среды 50%

Класс ответственности здания II

Компоновка конструктивной схемы

Методические указания

При компоновке конструктивной схемы перекрытия главные балки располагаются обязательно в поперечном направлении здания, т.е. по наибольшему шагу колонн. Привязка наружных кирпичных стен должна быть равна 250 мм от разбивочных осей до внутренних граней стен, а ширина полосы опирания плиты на стену равна 120 мм. Расстояния между второстепенными балками назначаются с учетом проектирования плиты балочного типа. Допускается принимать размер крайнего пролета плиты меньше среднего не более чем на 20%. Размеры поперечных сечений балок должны соответствовать унифицированным.

Решение

Принимаем конструктивную схему монолитного ребристого перекрытия согласно рис.1.

Назначаем предварительно следующие значения геометрических размеров элементов перекрытия:

- высота и ширина поперечного сечения второстепенных балок

h_вб = (1\12 ¸ 1\20)·l_вб = 1\15·5700 » 400мм , b_вб = (0,3 ¸ 0,5) ·h_вб = 0,5·400 = 200 мм;

- высота и ширина поперечного сечения главных балок

h_гб = (1\8 ¸ 1\15) ·l_гб = 1\10·6800 » 700 мм , b_гб = 350 мм;

- толщину плиты примем 80 мм при максимальном расстоянии между осями второстепенных балок 2300 мм.

Рис.1. Конструктивная схема монолитного перекрытия.

I.2. Монолитная плита

Вычисляем расчетные пролеты и нагрузки на плиту. Согласно рис.1 и 2 получим в коротком направлении:

l₀₁ = l – b\2 – c + a\2 = 2300 – 200/2 – 250 + 120/2 = 2010 мм;

l₀₂ = l – b_вб = 2300 – 200 = 2100 мм;

а в длинном направлении l₀ = l – b_гб =5700 – 350=5650 мм;

Поскольку отношение пролетов 5650/2200 = 2,57 > 2 - плита балочного типа.

Рис. 2. К расчету неразрезной монолитной плиты:

а-расчетные пролеты и схемы армирования; б- расчетная схема; в-эпюра изгибающих моментов; г-расчетное сечение плиты.

Для расчета плиты в плане перекрытия условно выделяем полосу шириной 1м (рис.1) Плита будет работать как неразрезная балка, опорами которой служит второстепенная балка и наружные кирпичные стены. При этом нагрузка на 1 м плиты будет равна нагрузке на 1 м² перекрытия. Подсчет нагрузок дан в табл. 1.

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка кН/м2	Коэффициент надежностипо нагрузке gf	Расчетная нагрузка кН/м2
Постоянная: - от массы плиты
h=0,08м (r=25кН/м3)	0,08·25=2,00	1,1	2,2
- от массы пола	1,1	1,2	1,32
Итого:	3,1	-	q = 3,52
Временная	4,0	1,2	v=4,8
Всего:	7,1		8,32

С учетом коэффициента надежности по назначению задания (g_n=0,95) расчетная нагрузка на 1 м плиты q = (g+v)·g_n = 8,32·0,95=7,9 кН/м.

Определим изгибающие моменты с учетом перераспределения усилий

в средних пролетах и на средних опорах:

М = q·l²₀₂/16 = 7,9 ·2,1²/16 = 2,177 [кН·м];

в первом пролете и на первой промежуточной опоре

М = q·l²₀₁/11 = 7,9 ·1,710²/11 = 2,9 [кН·м].

Так как для плиты отношение h/l₀₂ = 80/2100 = 1/28 > 1/30, то в средних пролетах, окаймленных по всему контуру балками, изгибающие моменты уменьшаем на 20%, т.е. они будут равны 2,177·0,8=1,74 [кН·м].

Определим по [2] или [3] характеристики прочности бетона с учетом влажности окружающей среды.

Бетон мелкозернистый А-класса, естественного твердения, класса В15, при влажности 50%:

g_b2 = 0,9; R_b = 8,5·0,9 = 7,65 [МПа]; R_bt = 0,75·0,9 =0,675 [МПа]; E_b = 23000 [МПа].

Выполним подбор сечений продольной арматуры сеток.

В средних пролетах окаймленных по контуру балками и на опорах.

h₀ = h - a=80 – 12,5 = 67,5 мм,

a_m = М/(R_b·b·h²₀) = 1,74·10⁶/(7,65·1000·67,5²) = 0,049

по приложениям [I, 2] находим: x = 0,05 < x_R = 0,654; z=0,975

тогда R_sA_s = M/(z·h₀) = 1,74·10⁶/(0,975·67,5) = 26438,75 Н;

по приложению [7] принимаем сетку С1 номер 47 марки

с фактической несущей способностью продольной арматуры R_sA_s^факт = 36800 Н > 32586 Н.

В первом пролете и на первой промежуточной опоре h₀ = h - a = 80 – 16,5 = 63,5 мм;

a_m = 2,96·10⁶/(13,05·1000·63,5²) = 0,056

x = 0,0578 < x_R=0,597; z = 0,971;

R_SA_S^ТР = 2,96·10³/(0,971·63,5) = 48006 Н;

Т. к. часть нагрузки примет на себя сетка С1, то дополнительная сетка должна иметь несущую способность продольной арматуры не менее 48006 – 36800= 11206 Н.

Принимаем сетку С2 номер 31 марки

с R_sA_s^факт = 18110 Н > 11206 Н

I.3 Второстепенная балка

Методические указания

Схема армирования второстепенной балки сварными каркасами должна приниматься согласно рис.3. Не допускается подбирать продольную арматуру со стержнями разного диаметра. Поперечная рабочая арматура при диаметре стержней до 6 мм принимается класса Вр-I, а при больших диаметрах класса А-I.

Решение.

Вычисляем расчетный пролет для первого (крайнего) пролета ,который равен расстоянию от оси опоры на стене до грани главной балки (рис.3)

l₀₁ = l - c/2 - b/2 = 5900 - 250/2 - 250/2 = 5650 мм = 5,65м.

Определим расчетную нагрузку на 1 пог. м второстепенной балки, собираемую с грузовой полосы шириной равной максимальному расстоянию между осями второстепенных балок.

Постоянная нагрузка:

- от веса плиты и пола 3,4·2,4=8,16 кН/м

- от веса ребра балки (0,4 - 0,08)·0,2·25·1,1=1,76 кН/м

Итого g = 9,92 кН/м

Временная нагрузка: v = 6,0·2,4=14,4 кН/м

Итого с учетом коэффициента надежности по назначению здания

q = (g+v) ·g_n = (9,92 + 14,4) ·0,95 = 23,104 кН/м.

Определим изгибающие моменты с учетом перераспределения усилий

- в первом пролете М = q·l²₀₁/11 = 23,104·5,65²/11 = 67,05 кН·м;

- на первой промежуточной опоре М = q·l²₀₁/14 = 23,104·5,65²/14 = 52,68 кН·м.

Рис.3К расчету второстепенной балки

а- схема армирования; б- эпюра изгибающих моментов.

Максимальная поперечная сила (на первой промежуточной опоре слева) равна

Q = 0,6·q·l₀₁ = 0,6·23,104·5,65=78,32 кН.

Продольная рабочая арматура для второстепенной балки класса А-I (R_S=225 МПа).

Проверим правильность предварительного назначения высоты сечения второстепенной балки:

или h = h₀ + a = 265 + 35 = 300мм < 400 мм, т.е. увеличивать высоту сечения не требуется.