К. т. н., доцент Крутилин А.А.

Себряковский филиал

Отделение ВО

К. т. н., доцент Крутилин А.А.

«ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ ЗАВОДСКОГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ»

Методические указания дл выполнения курсовой работы

для студентов 3 курса направления 08.03.01 «Строительство»

Профиль «Производство строительных материалов, изделий и конструкций»

Общие положения

До начала выполнения курсовой работы студент должен изучить соответствующие разделы курса "Строительные конструкции".

В курсовом проекте предусмотрены расчет и конструирование основных несущих сборных железобетонных конструкций многоэтажного здания с полным железобетонным каркасом: плиты перекрытия, ригеля, колонны и фундамента.

Проектируемое здание — жесткой конструктивной схемы. Перекрытия — балочные сборные с использованием многопустотных или ребристых плит и ригелей с полками, Колонны — квадратного сечения с прямоугольными скрытыми консолями. Сопряжение колонн и ригелей — полужесткое. Фундаменты — монолитные железобетонные. Горизонтальные нагрузки воспринимаются диафрагмами жесткости.

Курсовой проект состоит из пояснительной записки и чертежей.

В пояснительной записке нужно привести задание и все необходимые расчеты с поясняющими эскизами и схемами. Она должна быть оформлена на листах А4 машописным текстом с поясняющими рисунками. Рамки и штампы на листах пояснительной записки необязательны.

Выполнение проекта начинают с компоновки конструктивной схемы перекрытия, когда задают или определяют тип и состав полов, направление, шаг и размеры сборных элементов. В пояснительной записке приводят план перекрытия с раскладкой и маркировкой плит, ригелей и (монтажную схему).

Расчеты и конструирование нужно выполнить для одной плиты, ригеля, колонны, фундамента, т.е. разработать четыри конструкций. Плиту перекрытия запроектировать предварительно напряженной и рассчитать по двум группам предельных состояний, остальные конструкции — без преднапряжения и расчеты — только по несущей способности.

Расчет каждой конструкции должен включать: исходные данные и конструктивное решение, статический расчет (определение расчетных длин и пролетов, нагрузок, усилий), конструктивный расчет (подбор рабочей арматуры, для плиты перекрытия дополнительно — расчеты по деформациям, образованию и ширине раскрытия трещин). вертикальные нагрузки на перекрытия нужно определять до табл. 3 СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия», снеговые на покрытие — по табл. 4 этих норм. Ветровые горизонтальные и особые нагрузки: можно не учитывать.

Все расчеты должны сопровождаться необходимыми пояснениями, рисунками, схемами, таблицами. По результатам каждого расчета в пояс­нительной записке нужно привести эскизы армирования с принятыми размерами конструкций. Объем пояснительной записки — 30-40 с.

Графическую часть курсовой работы необходимо выполнить на двух листах формата А1 (840x595) или других стандартных размеров. Рамки и штампы обязательны. Графическая часть должна содержать маркировочные схемы (план перекрытия и поперечный разрез здания) и рабочие чертежи конструкций в составе:

1) виды (опалубочные чертежи) с расчетными схемами и обозначениями мест опирания при складировании и строповке;

2) схемы армирования, сечения, узлы и детали;

3) конструкции арматурных каркасов, сеток и закладных деталей;

4) спецификация арматуры;

5) показатели на один элемент;

6) примечания.

Рабочие чертежи конструкций нужно оформить в соответствии с требованиями ГОСТ Р21.1501-92 и ГОСТ Р21Л101-92. В данных методических указаниях приведен пример оформления чертежей курсового проекта в соответствии с существующими требованиями.

К защите принимаются курсовые проекты, выполненные в полном объеме по своему варианту и без ошибок. Защита курсового проекта проводится форме собеседования. По результатам защиты и с учетом качества проекта предусмотрен дифференцированный зачет, без которого студенты к экзаменам не допускаются.

Расчет и конструирование многопустотной плиты

Конструктивное решение

В курсовом проекте разрабатывают одну из плит перекрытия. Она опирается на ригели короткими сторонами и рассчитывается как балка двутаврового профиля, свободно лежащая на двух опорах.

Предварительно уточняют размеры поперечного сечения плиты и приводят его к эквивалентному двутавровому на основе следующих конструктивных требований:

— конструктивная ширина плиты на 1 см меньше номинальной;

— диаметр, количество и размещение пустот назначают, из условия максимального снижения веса плиты, при этом толщина бетона выше и ниже пустот должна быть не менее 25-30 мм, а между пустотами — 30-35 мм;

— контуры продольных боковых поверхностей плит устраивают с выступами для улучшения заполнения швов бетоном; ширина швов должна быть не 20 мм, высота выступа — 60-100 мм;

— для удобства расшивки швов и во избежание местных околов на нижних поверхностях продольных боковых граней плит устаивают продольные фаски размером 15x15 мм. Кроме того, для обеспечения совместной работы плит в составе диска перекрытия на их боковых поверхностях устраиваются круглые или прямоугольные углубления (шпонки).

Определим количество пустот для многопустотной панели шириной b_п, длиной l₀, высотой сечения 220 мм с диаметром пустот d_п = 159 мм.

1. Конструктивная ширина панели:

2. Требуемое число отверстий при толщине промежуточных ребер 30 мм.

3. Ширина крайних ребер:

где k - число промежуточных ребер

Минимальная толщина крайних ребер при боковых срезах 15 мм:

4. Толщина полок (верхней и нижней) при высоте сечения панели 220 мм с диаметром пустот d_п = 159 мм.

Подбор монтажной петли

2.8.1. Определяем массу плиты:

М_н =

М = М^р= М_н · γ_f · К_дин.

К_дин=1,6

2.8.2. Определяем массу элемента, приходящуюся на одну петлю:

m₁= М ÷ n_р

2.8.3. Определяем диаметр петли (пособие к СНиП 2.03.01-84 т.49). Принимаем петлю Ø из арматуры класса. Масса, которую способна выдержать петля:

m=700кг > m₁

Выбираем тип петли

а₁ = 3d

где d - диаметр принятой петли

а₂= 6d

R = 30мм

r= 20мм

2.8.5. Определяем высоту проушины петли - h_е (т.48)

h_е = 60мм

2.8.6. Определяем длину l_S и глубину h_b запуска концов ветвей петли в бетон изделия:(т.50)

Нормативная кубиковая прочность бетона в момент подъема элемента:

R_bn= 0,7В

В - класс бетона на осевое сжатие

l_S= 30d

h_b= 20d

Принимаем:

h_b

а₁

а₂

l_S

L = h – R – r

2.8.7. Определяем длину петли:

Lпетли = 2а₁ + 2а₂ + 2l + 3Пr + ПR

Конструирование плиты

Основные геометрические параметры плиты устанавливают при разработке конструктивного решения (п. 3.1). Количество и размещение продольной и поперечной рабочей арматуры назначают по результатам подбора продольной (п. 3.3.1) и поперечной (п. 3.3.2) арматуры.

Для предотвращения образования трещин на верхней поверхности плиты от усилия предварительного обжатия на концевых участках каркасов в зоне действия максимальных поперечных сил устанавливают дополнительные стержни класса А—III на длине не менее 2h₀. Площадь поперечного сечения этой арматуры должна составлять не менее 0,002bh₀.

По всей верхней поверхности плиты укладывается горизонтальная арматурная сетка для «распределения» местных нагрузок, а восприятия напряжения от усадки бетона, усилий при изготовлении, транспортировке и монтаже, предварительного обжатия, случайных механических воздействий и др. Площадь ее поперечного сечения может быть назначе­на, исходя из минимального процента армирования, равного 0,05%,

У концов плиты ниже напрягаемой арматуры устанавливают горизонтальные корытообразные сетки для предотвращения трещин вдоль напрягаемых стержней в зоне анкеровки и их продергивания. Длина каждой сетки — не менее 20 см и не менее 20 диаметров напрягаемой арматуры, диаметр стержней сеток — 3-4 мм, шаг— 50-100 мм, защитный слой — 10 мм.

У нижней грани плиты в середине пролета предусматривается такая же, но плоская горизонтальная распределительная сетка длиной 40—50 см.

В плите необходимо предусмотреть 4 монтажные петли, заглубленные в бетон. Петли устанавливают над пустотами. Для возможности строповки в пустотах у петель предусматривают отверстия. Диаметр петель устанавливают расчетом, в курсовом проекте можно принять петли Ø12 A-I.

Для обеспечения сопротивления смятию плиты на опорах от вертикальной нагрузки вышележащих стен и опорного давления., а также ликвидации «мостика холода» концевые участки пустот на длине 15 см заделывают с одного конца бетонными пробками, с другого — предусматривают сужение пустот.

По результатам расчета и конструирования в пояснительной записке необходимо провести эскиз армирования плиты, пример которого дан на рисунке 6.

Рис. 8. Пример армирования многопустотной плиты

Список используемой литературы

1. Байков В.Н., Стронгин С.Г. «Железобетонные конструкции». - М.; Стройиздат, 1980. - 364с., ил.
2. Мандриков А.П. «Примеры расчета железобетонных конструкций». М.; Стройиздат, 1979. - 419с., ил.
3. Бондаренко В.М., Судницын А.И., Назаренко, В.Г. «Расчет железобетонных и каменных конструкций». - М.; Высш. Шк., 1988. - 304с., ил
4. А.А. Крутилин; «Методические указания к курсовому проекту» - Михайловка: СФ ВолгГАСУ, 2007.-28 с.
5. Попов Н.Н., Забегаев А.В. «Проектирование и расчет железобетонных конструкций» - М.; Высш. Шк., 1985. - 319с., ил.
6. СНиП 2.01.07-85^* Нагрузки и воздействия

Себряковский филиал

Отделение ВО

к. т. н., доцент Крутилин А.А.

«ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ ЗАВОДСКОГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ»