Расчёт элементов монолитного балочного перекрытия
Кафедра железобетонных и каменных конструкций
.
Курсовой проект
На тему
Проектирование несущих конструкций
4-этажного каркасного жилого здания
Выполнил:
Проверил: Малахова А.Н.
Мытищи 2010 г.
Содержание курсового проекта:
Стр.
1.1. Компоновка конструктивной схемы здания ………………………….………………….……… --
1.2. Расчет и конструирование многопустотной предварительно напряженной плиты перекрытия при временной нагрузке 10000 Н/м2………………………………………………….…………….……. 2
1.2.1. Исходные данные ……………………………………..…………………………….……...……. 2
1.2.2. Расчет плиты по предельным состояниям первой группы ……………...……………..……… 3
1.2.3. Расчет плиты по предельным состояниям второй группы …………………………………..... 7
1.3* Расчет и конструирование однопролетного ригеля без предварительного напряжения.…...…..12
1.3.1. Исходные данные ..……………………………………………………………………………….12
1.3.2. Определение усилий в ригеле ……………………………………………………………………13
1.3.3. Расчет прочности ригеля по сечению, нормальному к продольной оси ……………………..13
1.3.4. Расчет прочности ригеля по сечению, наклонному к продольной оси ..……………………..14
1.3.5. Построение эпюры материалов ………………………………………………………………... 16
1.4 Расчет и конструирование колонны…………………………………………………….…………..19
1.4.1. Исходные данные ………………………………………………………………………………... 19
1.4.2. Определение усилий в колонне ……………………………………………………………….... 19
1.4.3. Расчет прочности колонны …………………………………………………..…………………..20
1.5 Расчет и конструирование фундаментов под колонну………………………………….…………..22
1.5.1. Исходные данные ………………………………………………………………………………... 22
1.5.2. Определение размера стороны подошвы фундамента………………………………………… 22
1.5.3. Расчет на продавливание …………………………………..………………..……………………23
1.5.4. Определение площади арматуры фундамента ………………………………………………... 24
2. Монолитная плита перекрытия сплошного сечения………………………………….………… 24
2.1. Исходные данные …………………………………………………………………………………. 24
2.2. Определение нагрузок и усилий в плите …………………………………………………………. 25
2.3. Расчет несущей способности плиты …………………………………………..…………………...26
Литература …………………………………………………………………………………………………28
| № строки | Размеры здания в плане | Число этажей (без подвала) | Высота этажа, м | Район строительства | Постоянная нормативная нагрузка, кН/м2 | Временная нагрузка на перекрытие (полная), кПа | Временная нагрузка на перекрытие (пониженная), кПа |
| 20,1х41,3 | 4,2 | Чита | 0,63 | 5,0 | 4,0 |
Компоновка перекрытия и поперечной рамы здания
при выполнении курсового проекта рассматриваются:
Каркаснаяконструктивная система. Сборные ж/б конструкции (фундамент монолитный). основные несущие элементы: колонны, ригели, плиты. Наружные стены – самонесущие панели с опорой на фундаментную балку.
Компоновка перекрытия и поперечной рамы здания выполняется исходя из данных задания к выполнению курсового проекта:
· габаритных размеров (в осях) здания, L´B —20.1*41.3 м;
· высоты этажа, Нэт — 4,2 м;
Принимается сетка колонн с шагом осей в продольном направлении 6.7 м и в поперечном 5.9 м.
Разбивочные оси здания проходят через оси колонн.
Ригели сборного и главные балки монолитного балочного перекрытия расположены в поперечном направлении и вместе с колоннами образуют поперечные рамы здания.
Число этажей – 4 (принимается в соответствии с заданием).
Принимаются:
1). многопустотные плиты: рядовые ПК55.16-6Р-АIV, крайние – ПК55.10-6К-АIV, Связевые – ПК55.16-6С-АIV;
2). Колонны – 1КНД44.4-1.12;
3). Ригели: однополочные - РОП4.56-50 и двухполочные - РДП4.56-50.
Предварительно назначается: толщина плиты - 220 мм, размер поперечного сечения опираемой части ригеля – 450´300 мм.
Определение нагрузок на строительные конструкции
В зависимости от продолжительности действия нагрузки подразделяются на постоянные и временные. Постоянные нагрузки представлены собственным весом ж/б конструкций, а также весом пола и кровли. Вес 1 м2 теплой рулонной кровли – 0,95 кН. Вес 1м2 пола – 0,82 кН/м2.
Табл. 1. Сбор нагрузок
| ТАБЛИЦА НАГРУЗОК | ||||
| Вид и значение нагрузок (кН/м2, кН/м,кН) | gn | Нормативные значения | gf | Расчетные значения |
| 1. Постоянные нагрузки (q): | 0.95 | |||
| 1.1 вес пола – 0.63 кН/м2; | 0.598 | 1.25 | 0.748 | |
| 1.3. вес плиты монолитной- 0.07м × 25кН/м3=1.75кН/м2 1.4. вес плиты сборной 2,80 кН/м² | 1.66 2,66 | 1.1 | 1.83 2,93 | |
| 1.5.вес второстепенной балки- 0.2×(0.45-0,07)×25=1.90кН/м 1.5. вес главной балки - 0.25×(0.6-0.07)×25=3.31кН/м 1.6. вес ригеля (0,6*0,45-2*0,15*0,23)*25=5,025кН/м | 1,81 3,15 4,77 | 1,99 3,46 5,25 | ||
| 1.7. вес колонны 0,4*0,4*16,5*25=66 кН/м | 62,7 | 68,97 | ||
| 2. Временные нагрузки (V): 2.1 технологическая (полное значение) – 5.0 кН/м2; 2.2. технологическая (пониженное значение) – 4.0 кН/м2; | 4.75 3,75 | 1.2 | 5.7 4.7 | |
| 2.3.снеговая (полное значение) – 0.8 кН/м² 2.4. снеговая (пониженное - 50% полного значения)- 0.4 кН/м² | 0.76 0.38 | 0,7 | 0.532 0.266 |
Расчёт элементов монолитного балочного перекрытия
Расчёт плиты
Плита монолитного балочного перекрытия армируется сварными рулонными сетками из арматуры класса Вр-I. Сетки раскатываются поперёк здания. В этих сетках продольная арматура определяется расчётом, поперечная назначается конструктивно.
Из статического расчёта следует, что значения моментов в крайних пролётах плиты больше, чем в средних. При этом в обоих пролётах равны между собой пролётные и опорные моменты (произведено перераспределение усилий). Это позволяет для осуществления армирования раскатать основные сетки марки С1 на всю ширину здания, прижимая сетку к нижней грани плиты в пролётах и к верхней грани плиты над опорами, а в крайних пролётах положить дополнительные сетки марки С2.
Целью расчёта является определение площади рабочей арматуры и подбор сеток С1 и С2.
Подбор сетки С1. Определение продольной рабочей арматуры
(расчёт прочности по нормальным сечениям)
Исходные данные.
1). Расчетное усилие М (М3=М4 - из статического расчета).
2). Размер сечения: b=1м, h=0.07м, а=0.025м, h0=0.045м.
3). Класс арматуры – В500 (Rs=415МПа, армирование сетками), класс бетона – В25 (Rb=14.5МПа=14500 кН/м²)
Расчет проводится по алгоритму расчета изгибаемого элемента.
Продольные (поперечные) стержни сетки характеризуются диаметром и шагом. В результате расчета определена площадь арматуры Аs, стержни этой арматуры должны быть разложены в пределах ширины плиты b=1м с шагом S (см.рис.). Стандартный шаг стержней равен 100,150,200мм, соответственно в пределах ширины плиты равной 1м будет располагаться количество стержней n равное 10, 7, 5 штук (см.рис.).