Компоновка перекрытия, определение размеров и расчетных пролетов его элементов. Расчет и конструирование плиты перекрытия

Содержание.

Введение…………………………………………………………………………...

Задачи курсового проекта………………………………………………………...

Компоновка перекрытия, определение размеров и расчетных пролетов его элементов…………………………………………………………………………..

Расчет и конструирование плиты перекрытия……………………………….....

Расчет и конструирование второстепенной балки………………………..…..

Расчет и конструирование главной балки……………………………………..

Расчет и конструирование колонны…………………………………..……….

Расчет и конструирование фундамента………………………………………..

Литература ………………………………………………………………………

1. ЗАДАЧИ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Целью работы является проектирование несущих конструкций неполного каркаса трехпролетного многоэтажного здания с монолитными ребристыми перекрытиями с балочными плитами. В составе проекта расчет и конструирование плиты перекрытия, два пролета  второстепенной и главной балок, среднюю колонну первого этажа и фундамент под нее.

 Исходные данные к проектированию

1. Размеры здания в плане по наружным осям: L_1*L₂ = 18*63;

2. Сетка колонны – l_1*l₂ = 6*6,3;

3. Нагрузка: постоянная (пол) – 1,2 кПа, полная временная – 6,8 кПа;

длительная часть – 4,8 кПа;

4. Количество этажей – 4;

5. Высота этажей – 3,6 м;

6. Место строительства – г. Игарка (VI снеговой район по карте 1);

7. R_о – 0,25 МПа.

8. Ненапрягаемая рабочая арматура – класса А-III Вр-I

2. КОМПОНОВКА ПЕРЕКРЫТИЯ, ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ И РАСЧЕТНЫХ ПРОЛЕТОВ ЕГО ЭЛЕМЕНТОВ

Привязку внутренних граней стен к крайним разбивочным осям принимаем с =250мм, направление главных балок—поперечное, второстепенных – продольное с шагом a = 1500 мм.

Толщина плиты перекрытия многоэтажного здания принимается как

h_пл=(1/20…1/30) а, где а назначают в пределах 1200…2200 мм расстояние между второстепенными балками принимаем равным 1500 мм.

Для её назначения , (толщина плиты не менее 60 мм)

где p-нормативное значение полезной нагрузки, кПа

 Принять толщину плиты h_пл = 60 мм.

Внешние нагрузки на перекрытие
наименование нагрузки	нормативная, кПа	коэффициент надёжности γf	расчётная, кПа
постоянная:
пол со звукоизоляцией	1,2	1,2	1,44
итого:	gn=1,2		g= 1,44
временная:
полная	6,8	1,2	8,16
итого:	pn = 6,8		p = 8,16
полная:	gn+pn = 8		g+p = 9,6
длительная часть	4,8		5,76

Глубина опирания плиты на кирпичную стену назначаем равной 120 мм. Высота сечения второстепенных балок принимается

h_вб=(1/12….1/20) l₂=(1/18) x 6300=349, с округлением h_вб=350 мм а ширина

b_вб=(0,4…0,5) h_вб=0,5x350=175 мм. Для облегчения условия бетонирования примем b_вб=200 мм

Длина площадки опирания второстепенной балки на кирпичную стену принимается равной 250 мм.

Высота сечения главной балки назначается в пределах

h_гб=(1/8….1/15) l₁=(1/12)x6000=500 мм, а ее ширину сечения

b_гб=(0,4…. 0,5) h_гб=0,5x500=250 мм

Длина площадки опирания главной балки на кирпичную стену 380 мм.

h_к=300 мм

Расчетные пролеты плиты определяем:

– для крайних пролетов

l₀₁=a-b_вб/2-c+d_n/2=1500-200/2-250+120/2=1210мм=1,21 (м), где d_n = 120 мм – глубина опирания плиты на стену

– для средних пролетов

l₀₂=a-b_вб=1500-200=1300=1,3 (м)

Расчетные пролеты второстепенной балки:

– для крайних пролетов

l₀₁=l₂ – b_гб/2-c+d_вб/2=6300–250/2–250+250/2=6050=6,05 (м), где d_вб = 250 мм – длина площадки опирания второстепенной балки на стену

– для средних пролетов

l₀₂=l₂-b_гб=6300–250=6050=6.05 (м)

Расчетные пролеты главной балки:

– для крайних пролетов

l₀₁=l₁-c+d_гб/2=6000–250+380/2=5940=5,94 (м), где d_гб = 380 мм – длина площадки опирания главной балки на стену

– для средних пролетов

l₀₂=l₁ =6,0 (м)

3. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ

Проектные размеры – ширина полосы b=1000 мм, высота сечения h =h_пл = 60 мм.

Принимаем тяжёлый бетон класса В20 с расчётным сопротивлением сжатию по табл. 13 [2] R_b=11,5МПа, при γ_b2 = 0.9 (перекрытие не подвержено действию особо кратковременных нагрузок) по табл. 15[2]  R_b= 0,9·11,5=10,35 МПа.

Продольная проволока Вр-I с расчётным сопротивлением по табл. 23[2] 

R_s = 410 МПа.

Нагрузки и воздействия.

К нагрузкам на плиту добавляем нагрузку от её собственного веса:

Таблица 3.1.

Таблица внешних нагрузок на перекрытие

Внешние нагрузки на перекрытие
наименование нагрузки	нормативная, кПа	коэффициент надёжности γf	расчётная, кПа
постоянная:
пол со звукоизоляцией	1,2	1,2	1,44
собственный вес плиты	1,5	1,1	1,65
итого:	gn = 2,7		g= 3,09
временная:
полная	6,8	1,2	8,16
итого:	pn = 6,8		p=8,16
полная:	gn+pn=9,5		g+p = 11,25
длительная часть	4,8		7,25

Тогда погонная расчётная нагрузка на полосу плиты с учётом коэффициента надёжности по назначению γ_n = 0,95 равна

Изгибающие моменты определяются по формулам:

для крайних пролетов и первой от края плиты:

М₁=±q∙l²₀₁/11=±10,7 (1,21)²/11=1,42кНм=+1,42∙10⁶Нмм

Для средних пролетов и промежуточных опор:

М₂=±q∙l²₀₂/16=±10,7 (1,3)²/16=1,13 кНм =+1,13∙10⁶Нмм

Подбор арматуры в средних пролетах.

Предполагая использовать проволоку Ø5 Вр-I, при минимальном защитном слое для проволочной арматуры 10 мм полезная высота сечения

h₀=60–12,5=47,5 мм

Определяем высоту сжатой зоны, для этого вычислим коэффициент

α_м=М₂/(R_bbh₀²)=1,13∙10⁶/(10,35∙1000∙47,5²)=0,0481

Относительная высота сжатой зоны

ξ=х/h₀=1-√1–2∙0,0481=0,05

Для сечений, в которых предусмотрено образование пластического шарнира должно быть выполнено условие:

ξ≤0,37; 0,05≤0,37

х=ξ∙h₀=0,05∙47,5=3,375 мм

Определяем требуемую площадь сечения растянутой арматуры

А_s=R_bbx/R_s=10,35∙1000∙3,375/410=85,2мм²

Принимаем для сетки С₁ 5Ø5 Вр-1 с шагом 200 мм и с площадью А_s1=98,2мм² (прил.1).

Проверяем прочность при подобранной арматуре:

х=R_s∙A_s/(R_b∙b)=410∙98,2/(10,35∙1000)=3,89

M_u= R_bbx(h₀/0,5x)=10,35∙1000∙3,89 (47,5–0,5∙3,89)=1,834∙10⁶Hмм

M_u> М₂

Прочность достаточна, арматура подобрана правильно.

Подбор арматуры в крайних пролетах.

α_м=М₁/(R_bbh₀²)=1,42∙10⁶/(10,35∙1000∙47,5²)=0,063

Относительная высота сжатой зоны

ξ=х/h₀=1-√1–2∙0,063=0,066

Для сечений, в которых предусмотрено образование пластического шарнира, должно быть выполнено условие:

ξ≤0,37; 0,066≤0,37

х=ξ∙h₀=4,45

Определяем требуемую площадь сечения растянутой арматуры

А_s=R_bbx/R_s=10,35∙1000∙4,45/410=112,34мм²

Сетка С₂ должна иметь арматуру с площадью А_s=A_s-A_s1=112,34–98,2=14,14 мм²

Поскольку шаг стержней  не более 250 мм, принимаем для сетки