Расчет и конструирование монолитного перекрытия

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

ТАШКЕНТСКИЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ

Кафедра: «Строительные конструкции»

Курсовой проект на тему: «Расчет и конструирование монолитного перекрытия»

Выполнил: Примбетов А.

Группа: 54-19 ЙТБК

Принял: Шомаксудов Ш.С.

Ташкент 2014



Введение

Требуется выполнить расчет и конструирование основных несущих элементов промышленного здания с неполным каркасом (в монолитном исполнении и несущими каменными стенами, предназначенного к возведению). Размеры здания в плане 18,6 х 56(м); сетка колонн 6,2 х 5,6 (м); толщина наружных стен- 2 кирпича; марки кирпича и раствора- «75». Нормативная временная нагрузка на междуэтажное перекрытие Р= 16 кН/ м2.

Расчетные характеристики материалов:

Бетон тяжелый класса В30 естественного твердения - Rb= 17 МПа

Арматура рабочая класса A-III - Rs = 365 МПа.

Поперечная и монолитная арматура класса. А-1. Сварные сетки из арматуры классов Вр-1 и А-III



1. Расчет и конструирование монолитного перекрытия

Монолитное перекрытие принимается с толщиной плиты от 4 до 10 см

мм

мм

,

Предварительно задаемся размерами сечения балок:

,

,

см

,

,

см

2. Расчет и конструирование плиты

Расчетные пролеты и нагрузки. Расчетные пролеты средних плит, окаймленных ребрами по периметру, равны расстояниям в свету межу гранями балок:

в поперечном направлении

,

в продольном направлении

,

Отношение пролетов

,

и каждую плиту необходимо рассматривать как работающую по короткому направлению.

Тогда плиту перекрытия рассчитываем как многопролетную неразрезную балку прямоугольного сечения шириной b_пл=100см. и высотой h_пл= 5,2 см, опирающуюся на второстепенные балки и стены, с расчетными пролетами:

Средними

,

Крайними

,

При количестве пролетов более 5, плита рассчитывается как пятипролетная.

Сбор нагрузок на 1 м² плиты перекрытия (на один погонный метр расчетной полосы) сведем в таблицу.



Сбор нагрузок на 1 м² плиты перекрытия (на 1 п.м. расчетной полосы):

Вид нагрузки	Нормативная кН/м2	Коэффициент надежности	Расчетная, KH/M2
		по нагрузке	По назначению
Постоянная: 1. собственный вес плиты 25x0,007	1,25	1,1	0,95	1,3
2. Подготовка под пол (цементная стяжка 2см) 22x0,02	1,32	1,2	0,95	1,5
3. Керамические плитки 15см 20x0,015	0,38	1,1	0,95	0,39
Итого	2,95	3,4	2,85	3,19
Временная (полезная)	12,5	1,2	0,95	14,25
Полная нагрузка	15,45	4,6	3,8	17,44

Определение усилий в плитах. Расчетные изгибающие моменты определяем с учетом их перераспределения вследствие пластических деформаций. Для полосы «А»:

1.В первом пролете и на первой промежуточной опоре

,

2.В средних пролетах и на средних опорах

,

В плитах, окаймленных по периметру ребрами под влиянием возникающих распоров, изгибающие моменты уменьшаются на 20%.

Следовательно соответствующие моменты для средних пролетов и опор

,

Расчетные перерезывающие силы не определяем, так как в подобных плитах поперечная сила, воспринимаемая бетоном, как правило больше действующей и их расчет на поперечную силу можно не производить.

Расчет прочности сечений. Из условия прочности подбираем рабочую арматуру плиты, предварительно проверив ее толщину по максимальному моменту М_мах = M₁= 5,3кНм

,

где _m = 0,1 - соответствует экономически выгодной толщине

при = 0,1 ч0,15,

_bc = 0,9

Полная высота сечения плиты

,

где a - защитный слой бетона.

Сохраняем высоту плиты 10 см, тогда рабочая высота

,

Рассмотрим вариант армирования плиты рулонными сварными сетками с продольной рабочей арматурой класса Вр - I. При отсутствии стандартных сеток в сортаменте возможно применение индивидуальных.

Определяем необходимую площадь сечения рабочей арматуры в характерных сечениях:

В первом пролете и на первой промежуточной опоре:

,

По таблице находим значение

,

Тогда площадь сечения арматуры при армировании:

,

где Rs = 365 МПа

В средних пролетах и на средних опорах:

,

Находим значение

,

Площадь сечения арматуры при армировании:

,

,

Находим значение

,

,

Конструирование плиты. При армировании плиты рулонные сетки с продольным направлением рабочих стержней раскатываем поперек второстепенных балок, а поперечные стержни распределительной арматуры соседних сеток стыкуем внахлестку (50-100мм) без сварки.

В полосе «А» марку основной сетки С-1 подбираем по площади

,

2830,	смІ,

Основные сетки укладываем по всей длине перекрытия, включая крайние пролеты, перегибая в растянутую зону на расстоянии 0,25L от оси опор. Принимаем сетку C-2 A_S3 = 1,73 см.²:

2830	смІ

В полосе «Б» основную сетку С -3 выбираем по площади A_S4 = As₁ - As₂ = 2,8 - 2,19 = 0,61 см² Принимаем сетку

2830	смІ

Дополнительную сетку С-4 выбираем A_S5= A_S1 - A_S3 = 2,8 -1,73 = 1,07 см²

Принимаем сетку

2830	смІ

Расчет и конструирование второстепенной балки.

Расчет и конструирование второстепенной балки. Второстепенную балку рассчитываем как многопролетную неразрезную, таврового сечения, с шириной полки, равной расстоянию между осями двух примыкающих пролетов плиты и опирающуюся на главные балки и наружные стены. Расчетные пролеты балки определяются конструктивной схемой и равны:

¦В крайних пролетах

,

¦В средних пролетах

,

Равномерно распределенную нагрузку на 1 п.м. балки собираем с ее грузовой полосы шириной 2,8 3м.

Вид нагрузки	Нормативная кН/м	Коэффициенты по надежности	Расчетная, кН/м
		Yf	Yn
Постоянная Вес плиты и пола Вес 1п.м.ребра балки (0,4-0,07)х0,15х25	2,95*2,0=5,9 (0,28-0,05)*0,4*25=2,3	1,1	0,95	6,165 2,4
Итого постоянная	8,2	-	-	8,565
Временная (полезная)	12,5 х2,0=25	1,2	0,95	28,5
Полная нагрузка	27,3	-	-	37,065

Расчетные усилия. Строим огибающую эпюру расчетных изгибающих моментов с учетом их перераспределения, рассматривая балки через 0,2L и используя формулу монолитный арматура сварной

М=Bij (q + p) l_o1²

В которой значения коэффициента в для отрицательных моментов определяем по табл.1.3. при P/q = 28,5/8,565= 3,33. Расстояния от опор до нулевых ординат эпюры моментов так же определяем и сводим в таблицу.

№	Xoi	q* l012	Bij	М, кН/м
			+	-	+	-
0	-	-	-	-	-	-
1	0,2l01	37,06*5,462=1100,77	0,065		71,55
2	0,4l01		0,090		99,06
2'	0,425l01		0,091		100,17
3	0,6 l 01		0,075		82,55
4	0,8 l 01		0,020		22,01
5	L01		-	-0,0715		-78,70
5	-	-	-	-0,0715	-
6	0,2 I02	37,06*5,452=1100,77	0,018	-0,038	19,81	41,82
7	0,4 I02		0,058	-0,021	63,84	23,11
7'	0,5I02		0,0625	-0,019	68,79	-20,91
8	0,6I02		0,058	-0,018	63,84	-19,81
9	0,8I02		0,018	-0,032	19,81	-35,22
10	I02		-	-0,0625	-	-68,79

Определяем расчетные поперечные силы:

на крайние опоры Q_a = -0,4ql_o1 = -0,4*37,06*5,45=-80,79кН

на первой промежуточной опоре слева

Q _л/в = 0,6ql_o1 = 0,6*37,06*5,45 = 121,18кН

на первой промежуточной опоре справа и на средних опорах

Q _пр/в= Q = ±0,5ql₀₂ = ±0,5*37,06 *5,45= ±100,98Кн

Расчет прочности нормальных сечений.

Уточняем ранее принятые по конструктивным соображениям размеры сечения балки по опорному моменту на первой промежуточной опоре М = - 80,79кНм т.к. в этой зоне плита попадает в растянутую зону и расчет ведется как для прямоугольного сечения шириной b_вт.б.= 11 см.

,

Приняв а = 25мм и d = 20мм определим полную высоту сечения

,

Принимаем 30см

Окончательно принимаем сечение 30 х 11 см и тогда

,

При этом незначительное снижение нагрузки от собственного веса балки не отразится на ее армировании и поэтому перерасчет не производим.

Проверяем условие

,

при _bl= 1 - 0,01 *R_b = 1 - 0,01 * 17 = 0,83; qw = 1 - без учета работы хомутов.

126* 10³ < 0,3 * 1 * 0,83* 17* 11*27,5

126*10³< 128,04*10³Н.

Условие удовлетворяется , принятые размеры сечения балки достаточны.

Второстепенную балку армируем в пролетах сварными каркасами с рабочей арматурой класса Аll, а на опорах -двойными рулонными сетками с поперечной рабочей арматурой класса Вр-1, раскатываемыми вдоль главных балок.

Площадь рабочей арматуры определяем в 4-х расчетных нормальных сечениях: на первой промежуточной и средних опорах как для балки прямоугольного сечения 45Ч15 см по моментам M2 и М4, а в первом и средних пролетах по моменту M1 и МЗ как для балки таврового сечения со сжатой полкой шириной b_f' = 207 см.

Находим положение нулевой линии в наиболее загруженном тавровом сечении балки:

,

Тавровые сечения рассчитываем как и прямоугольные с шириной b_f' = 207см.

Определяем площадь сечения рабочей арматуры:

- в первом пролете

,

Вычисляем

,

По таблице находим значение

,

Необходимая площадь сечения арматуры

,

Принимаем

,

Верхние стрежни пролета принимаем конструктивно

,

В средних пролетах

,

Вычисляем

,

По таблице находим значение

,

Необходимая площадь сечения арматуры

,

Принимаем

,

Площадь сечения верхних стержней каркасов из арматуры класса А-I во 2-ом пролете определяем из расчета на отрицательные изгибающие моменты в сечении 7, равный М_сред= 32,47кНм (среднее значение М₆ и М₇), при ширине сечения b_Вт.б =11см.

В 2 пролета

,

,

,

Достаточно принять по конструктивным соображениям

,

III. На первой промежуточной опоре , поперечная арматура сеток класса A-II d=8мм.)

,

,

Необходимая площадь сечения арматуры

,

которая должна быть размещена в полке шириной b'_f =207см., в виде двух сеток со смещением. Тогда 1 п.м. ширины полки, на 1 сетку, приходится

,

Принимаем сетку типа

,	,

Сборку поперечных рабочих стержней этих сеток назначаем от оси опоры для одного конца

,

для противоположного

,

Тогда ширина каждой сетки 162,5+1816,66=3180мм

IV. На остальных, средних опорах

,

,

,

Аналогично п. III

,

Принимаем сетку типа

,	,

Построим эпюры материалов для первого пролета. Требуется определить изгибающий момент, который воспринимает

,

,

,

,

Для ,

,

,

,

Построим эпюры материалов для второго пролета. Требуется определить изгибающий момент, который воспринимает

,

,

,

,

Для

,

,

,

Расчет прочности наклонных сечений

По конструктивным соображениям диаметр поперечных стержней принимаем 8мм, класса А-I A_sw= 1,31 см², R_sw=175 МПа.

Q_a= -80,79 кН

Q _л/в= 121,18Кн

Q _пр/в = ± 100,98кН

По конструктивным соображениям шаг поперечных стержней при опорной части элемента принимаем S=15cm. Количество хомутов в сечении 2 шт.

,

см,

,

см,

,

см,

При фактическом растяжении поперечных стержней находим

,

Определяем несущую способность сечения по наклонному сечению

кН,

Т.к. несущая способность сечения по наклонному сечению обеспечена, шаг поперечных стержней при опорной части элемента принимаем S=15cm., а в средней части элемента S=30cm.

Размещено на Allbest.ru

...