РЕФЕРАТЫ ПО НАУКЕ И ТЕХНИКЕКурсовая: Железобетонные конструкцииЖелезобетонные конструкцииКурсовой проект выполнил студент:.Группа 4012/1Санкт-Петербургский Государственный технический университетИнженерно-строительный ФакультетСанкт-Петербург1999Задание: Разработать проект здания в монолитном железобетоне. Выдано 25 сентября 1998 года. Срок исполнения 20 декабря 1998 года А. Задание.Разработать проект межэтажного перекрытия 4-х этажного промышленного здания.Наружные стены здания выполнены в кирпиче толщиной 510 мм. Перекрытия , колонны , фундамент изготовляются в монолитном железобетоне. Б. Состав проекта.Проект должен включать в себя: а) схему балочной клетки перекрытия; б) статический расчет и схему армирования главной балки; в) статический расчет и схему армирования балочной плиты перекрытия; г) статический расчет и схему армирования колонны первого этажа здания; д) статический расчет и схему армирования монолитного железобетонного фундамента. В. Исходные данные.Полезная нагрузка на перекрытие Pn=15 кН/м2 Высота помещений Н=3,6 м. Расчетное сопротивление грунта основания Rгр=230 кН/м2 Г.Указания по выполнению проекта.Пояснительная записка должна содержать конструктивные и расчетные схемы проектируемой конструкции и её элементов, а также принятые в проекте расчетные характеристики материалов. Объем записки 15-20 страниц. Чертеж должен включать в себя опалубочный план перекрытия в М 1:200. Арматурные чертежи должны быть выполнены: неразрезной плиты М 1:20; остальные элементы перекрытия , колонны и фундамент М 1:25, М 1:50. На чертеже должны быть даны: спецификация и выборка арматуры главной балки, расход арматуры на 1 куб бетона , а также принятые марки бетона и стали. Схема перекрываемого помещения А*В=35*25 м Оглавление.1.Разбивка балочной клетки. 2.Расчет и проектирование балочной плиты 2.1.Сбор нагрузок, действующих на балочную плиту 2.2.Статический расчет балочной плиты 2.3.Подбор арматуры и схема армирования плиты 3.Расчет и проектирование главной балки 3.1.Определение нагрузок, действующих на главную балку 3.2.Статический расчет главной балки (построение эпюр М и Q) 3.3.Подбор продольной арматуры в расчетных сечениях As 3.4.Подбор поперечной арматуры Asw 3.5.Построение эпюры материалов и схемы армирования главной балки 4.Расчет и проектирование колонны 4.1.Определение нагрузок , действующих на колонну первого этажа 4.2.Определение арматуры в колонне и составление схемы армирования 5.Расчет и проектирование фундамента 5.1.Определение нагрузок, действующих на фундамент 5.2.Определение габаритных размеров фундамента-высоты и площади подошвы с учетом Rгр 5.3.Определение арматуры и составление схемы армирования фундамента 6.Выполнение чертежа и составление записки 1.Разбивка балочной клетки.Монолитное ребристое железобетонное перекрытие с балочными плитами состоит из трех элементов: 1)главная балка; 2)второстепенная балка; 3)плита. Главная и второстепенная балки формируют балочную клетку, на которую опирается плита. Соединение между собой всех трех элементов осуществляется при непрерывном бетонировании путем отливки бетонной смеси в заранее приготовленную опалубку. Балочная клетка опирается на систему колонн внутри здания и наружные стены. Торцы главных и второстепенных балок заделываются в наружные стены на 25-30 см (глубина заделки). Главные оси (оси главных балок) совпадают с направлением длинных сторон здания. Пролеты главных балок lгл принимаются равными расстояниям между осями колонн и наружных стен и находятся в пределах 6-8 м. Второстепенные балки опираются на наружные стены и главные балки. Пролеты второстепенных балок lвт находятся в пределах 5-7 м. Размеры колонн hk*bk=4040 см. Для плиты перекрытия (балочной плиты) необходимо в пролете главной балки поставить две второстепенные балки с шагом lпл=1,5-2,2 м. Высота поперечного сечения главных балок равна: hгл=()lгл. Высота поперечного сечения второстепенных балок равна: hвт=()lвт. Высота плиты hпл ³ lпл. Назначаем основные размеры: -пролеты главных балок lгл=7 м -пролеты второстепенных балок lвт=5 м -размеры колонн hk*bk=4040 см -шаг дополнительных балок lпл=2,3 м -поперечное сечение главной балки hгл=1/10 lгл=0,7 м hвт=1/10 lвт=0,5 м bгл=0,5 hгл=0,35 м bвт=0,5 hвт=0,25 м -высота плиты hпл=8 см. 2.Расчет на проектирование балочной плиты.2.1. Сбор нагрузок, действующих на балочную плиту.Нагрузка, действующая на перекрытие, складывается из двух частей: 1) собственного веса перекрытия (собственный вес пола и вес плиты); 2) полезной нагрузки Р. Подсчет нормативных и расчетных нагрузок, действующих на 1 м2 плиты, выполняется в табличной форме:
Для правильного определения собственного веса конструкции необходимо назначить hпл. Статический расчет балочной плиты. 1.Если > 2, то такие плиты называются балочными так как расчитываются как балки в коротком направлении. 2.Балочное ребристое покрытие состоит из системы балочных плит, для расчета такой системы вырежем в направлении главных балок полосу шириной 1м и получим многопролетную неразрезную балку с b=100см и h=8см. Статический расчет такой полосы сводится к расчету многопролетной неразрезной балки с числом пролетов n. Из курса строительной механики известно, что если число пролетов многопролетной неразрезной балки 5 и более, то расчет сводится к расчету пятипролетной балки, при этом момент в первом пролете равен моменту в последнем пролете, момент во втором пролете равен моменту в предпоследнем пролете, а все остальные моменты соответствуют моменту в третьем пролете. Опорные моменты: МВ=MG, Mc=MJ Т.о. для расчета многопролетной балки необходимо определить три пролетных момента и два опорных момента. Если число пролетов меньше 5, то расчет выполняется по фактической схеме. 3.Схема загружения.Для подбора арматуры расчетных сечениях балочной плиты (пять сечений) нам необходимо определить максимально возможные моменты в этих сечениях. Для этого рассматриваются схемы загружения пятипролетной балки. q1 - приведенная нагрузка от собственного веса перекрытия. P1 - временная приведенная нагрузка. Mi=a q1 lпл2+b P1 lпл2 a , b -коэффициенты влияния, зависящие от схемы загружения. M1=0,0779q1 lпл2+0,0989 P1 lпл2 M2=0,0329q1 lпл2+0,0789 P1 lпл2 M3=0,0461q1 lпл2+0,0855 P1 lпл2 MB=- 0,1053q1 lпл2- 0,1196 P1 lпл2 Mc=- 0,0799q1 lпл2- 0,1112 P1 lпл2 4.Нагрузки q1 P1. Для расчета балок необходимо найти величину погонной нагрузки: g*=gb=4,982 кН/м p*=pb=18 кН/м где b= 1 м -ширина грузовой площади. Грузовая площадь-это часть поверхности перекрытия, нагрузка с которой воспринимается данным конструктивным элементом. В расчетной схеме неразрезной многопролетной балки принимается, что балка лежит на шарнирных опорах, что не препятствует свободному деформированию балки. В действительности опорами балки являются второстепенные балки, с которыми плита жестко связана(монолитный бетон), это препятствует поворотам сечений и прогибам.Для того, чтобы учесть это обстоятельство вводится приведенная нагрузка q1. q1=q*+1/2p*=4,982+9=13,982 кН/м p1=1/2p*=9 кН/м Расчеты можно представить в табличной форме.
2.3. Подбор арматуры и схема армирования плиты.Первым пунктом выполнения проекта по подбору арматуры является выбор материалов, из которых будет выполнена конструкция. Для элементов монолитного ребристого перекрытия обычно принимают бетон марки M 300. Призменная прочность бетона RB=13,5 Мпа=135 кгс/см2=1350 Н/см2=1,35 кН/см2 Прочность бетона при осевом растяжении Rbt=1Мпа=10 кгс/см2=100 Н/см2=0,1 кН/см2 Rbt,ser= Rbtп=1,5 МПа=0,15 кН/см2 В качестве арматуры для перекрытия рекомендуется стержневая арматура класса А -II , А-III или проволочную арматуру класса В-I А-III Rs=340 МПа=34 кН/см2 Уточним полезную высоту плиты по наибольшему пролетному моменту или моменту по грани опоры. MB гр=MB MB гр=10,18 кНм Для проверки hпл используем максимальный момент: М1=10,48 кНм Задавшись процентом армирования m%=0,8% определяем относительную высоту сжатой зоны: x= Аs расч. , то Мs>Мвн. Выполнить обрыв стержней в точке теоретического обрыва нельзя. Необходимо продолжить стержень на длину анкеровки. Анкеровка стержня W обеспечивает включение обрываемого стержня в работу к точке теоретического обрыва стержня. W=. 4. Ðàñ÷åò è проектирование колонны.4.1. Определение нагрузок действующих на колонну 1-го этажа.Нагрузка на колонну передается от главной балки перекрытия рассматриваемого этажа. Gкол=3+Gкол. собст.; Gкол. собст=nэтHAb1.2; Gкол. собст=25*4*3,6*0,40,4*1,2=69,12кН. Gкол=3*77,77*4+69,12=1002,36 кН. Pкол=3=3*207* (4-1)=1863 кН. Nвн.= Gкол+ Pкол; Nвн=2865,36 кН. Определение арматуры в колонне и составление схемы армирования. 4.2.1. Материалы.Для изготовления колонн обычно принимают марку бетона не ниже М300, в качестве рабочей арматуры используют сталь классов А-II или А-III, для хомутов- сталь классов А-I. Принимаем марку бетона М300. Для него: призменная плотность Rпр=1,7 кн/см2. Rпр =1,35 кн/см2. прочность при осевом растяжении Rp=0,15 кн/см2. Rp=0,1 кн/см2. В конструкции используем арматуру из стали класса АIII Rа=34 кн/см2. 4.2.2. Определение арматуры в колонне.а) Определим площадь поперечного сечения колонны. Сечение принимаем квадратным, с размером стороны равным ширине главной балки. Аb==b; Аb=1225 см2. б) Определим площадь арматуры Аs: ; Примем в первом приближении =0.9 Аs==45см2; в) Определим сортамент: 8 Æ 28 ÀIII Аsф=49,26 см2 г) Проверка принятого сечения: Для проверки необходимо определить фактическое: =b+2(s-b); b и а –коэффициенты определяемые по таблице 6[1] стр.31. =1,01 b=0.91 s=0.92 =0,91+2(0,92-0,91)*1,01=0,93 д) Осуществим проверку: Nвн. факт(АbRb+Аs фRs сж); Nвн=2865,36 кН. 2865,360,93*(1225*1,35+49,26*34)=3095,6 кН. 5. Расчет и проектирование фундамента.5.1. Определение нагрузок, действующих на фундамент.Расчет отдельно стоящего железобетонного фундамента под центральную нагрузку состоит в определении размеров подошвы фундамента, его высоты и площади арматуры. При этом размеры подошвы фундамента определяются по усилиям от нормативной нагрузки и заданному расчетному сопротивлению грунта Rгр . Нормативное усилие определяем по формуле: Nн= , где Nвн- расчетная нагрузка от колонны n=1,15 – усредненный коэффициент перегрузки. Nн==2491,6 кН. Rгр=230 кн/м2. 5.2. Определение габаритных размеров фундамента с учетом Rгр. 5.2.1. Определение габаритных размеров фундамента.Аф=; где Rгр- расчетное сопротивление грунта, кН/м2. ср- объемная масса грунта и бетона, кН/м3. Hзаглуб- глубина заложения фундамента, определяется в зависимости от глубины промерзания, м. Hзаглуб=1 м. Аф==13,86 м2. bф=aф=; bф=aф=3,44 м. Принимаем размер подошвы фундамента 3,43,4м. 5.2.2. Определение высоты фундамента.Минимальная высота фундамента определяется из условия прочности его на продавливание колонной. Считаем, что оно происходит по поверхности пирамиды, боковые стороны которой начинаются у колонны и наклонены под углом 450. В качестве бетона для фундамента принимаем бетон М200. Hф= ; где S=4bк=4*40=160 см. Rср=2Rbt=2*0.075=0.15 кн/см2. Hф==119,4 см. Принимаем Hф=120 см. Фундамент выполнен ступенчатым . Количество ступеней – 3 Высота ступеней а=0,4м. 5.2.3. Проверка прочности грунта для принятого сечения фундамента.; HзаглубАфn; 20*1*11,86*1,15=272,78 кН. =226,6 кН/м2; Таким образом проверка прошла, принимаем данное значение сечения фундамента. 5.3. Определение арматуры и составление схемы армирования.Фундамент армируется плоскими сварными сетками. Число стержней на один погонный метр 5-15. Используем арматуру класса АII. Аs 1-1=; где М1-1- значение момента у грани второго уступа М1-1=; где h0=Hф-а=1,2-0,05=1,15 м.=115 см. l1=0,6 м. М1-1==138,7 кН*м. Аs 1-1== 6,23 см2. Определим изгибающий момент у грани колонны (сечение 2-2): М2-2=; М2-2==866,7 кН*м. Аs 2-2==38,95 см2. В результате расчета по сортаменту принимаем: 8 Æ 25 АII Аsф=39,27 см2. Список литературыКононов Ю.И. “Монолитное железобетонное ребристое перекрытие с балочными плитами”- методические указания по курсовому проекту.- ЛПИ. 1982 г. Курс лекций по дисциплине “Железобетонные конструкции”. |