Розрахунок прольотної плити

Розрахунок прольотної плити

1. Монолітне ребристе перекриття балкового типу

.1 Компонування монолітного ребристого перекриття

В даному курсовому проекті проектується монолітне з/б ребристе перекриття з балковими плитами. Головні балки перекриття Бм1 розмістимо у напрямку поперечних рядів колон. Другорядні балки зорієнтуємо поперек головних балок. Другорядні балки приймаємо в межах l=1,7…2,7 м та можна визначити за формулою .

З конструктивних міркувань приймаємо шаг другорядних балок:

) 4 балки з шагом 1,9 м;

Мал. 1. Маркіровочна схема

Прив’язку стін до розмічувальних осей будинку рекомендується виконувати у відповідності із принципами уніфікації геометричних параметрів будівель.

t₁ = 250 мм.

t₂ =130 мм.

.2 Визначення розміру головної балки

Висота перерізу ребра визначається за формулою:

призначається кратно 0,1 м.

Ширина перерізу ребра:

призначається кратно 0,05 м.

Таким чином:

Приймаємо: h₁=760 мм.

Приймаємо: b₁=0,380 м.

1.3 Визначення розмірів другорядних балок

Висота перерізу ребра визначається за формулою:

призначається кратно 0,5 м.

Ширина перерізу ребра:

призначається кратно 0,05 м.

Таким чином:

Приймаємо: h₂=580 мм.

Приймаємо: b₂=0,290 м.

Глибина обпирання залізобетонних елементів на кам’яні стіни визначається з урахуванням умов міцності кам’яного мурування при локальному стискові, достатньої довжини зони анкетування робочої арматури за гранню опори, багаторічного досвіду проектування подібних конструкцій.

Для плит Пм1:

c=h;                     c≥0,1 м

Для головних балок Бм1:

                c≥0,38 м

Для другорядних балок Бм²:

               c≥0,25 м

Глибину обпирання призначаємо кратно розмірам цегли:

c=0,1 м.

c₁=0,38 м.

c₂=0,25 м.

2. Розрахунок і конструювання монолітної плити

2.1 Визначення навантажень

Навантаження на плити

2.2 Розрахункова схема зусилля

Перевіряємо співвідношення прольотів плити , отже. Плита буде практично знаходитись в одноосному напруженому стані, працюватиме лише в напрямку коротких прольотів і буде відноситись до типу балкових плит.

Розрахункова модель такої балкової плити приймається у вигляді смужки шириною в=1 м. Розрахункову смужку плити представляємо як багатопро-літну нерозрізну балку з погонним рівномірно розподіленим навантаженням. Визначаємо погонне розрахункове навантаження на смужку плити шириною  з урахуванням навантаження на .

Постійне:

Тимчасове:

q=(g_o+V_o)∙b_гр=(3.041+1.719)∙1=4.760 (кН/м)

Розрахункові прольоти плити визначаємо за формулами:

Перший проліт:

Другий проліт:

Визначаємо згинальні моменти.

Максимальні величини згинаючих моментів у смужці плити визначаємо з урахуванням перерозподілу внаслідок пластичних деформацій, а також склепового ефекту за формулами:

В першому прольоті:

На другій опорі «В»:

В другому прольоті:

На третій опорі «С»:

Коректуємо товщину плити.

Приймаємо важкий бетон марки В15, який має такі характеристики:

 - коефіцієнт умов роботи бетону

 - розрахункова призмова міцність

 - розрахункова міцність на розтяг

Визначаємо клас потрібної арматури:

Арматура для плити: дріт діаметром 4 мм Вр1,  - розрахунковий опір при розтягуванні  - висота стиснутої зони з відповідним коефіцієнтом

2.3 Розрахунок подовжньої арматури

Переріз у другому прольоті.

. Блок початкових даних:

, в=1 м,

,  для дроту 4Вр1.

Відносна гранична висота стиснутої зони бетону в плитах при умові виникнення й розвитку пластичних шарнірів за методом граничного стану .

. Коефіцієнт вираховування висоти стиснутої зони:

. Відносна висота стиснутої зони бетону - з готових таблиць, або за формулою:

. Перевіряємо умови виконання обмеження відносної висоти стиснутої зони:

Умова виконується.

. Потрібна площа перерізу робочої розтягнутої арматури за умовою рівноваги (для смужки плити шириною 1 м):

Приймаємо: 6 діаметрів 7 Вр1, і 6 діаметрів 4 Вр1

,31+0,76=3,07

2.4 Переріз у першому прольоті

. Блок початкових даних:

, в=1 м,

R_b=10,5 МПа, ,  для дроту 4Вр1.

. Коефіцієнт вираховування висоти стиснутої зони:

. Відносна висота стиснутої зони бетону - з готових таблиць, або за формулою:

. Перевіряємо умови виконання обмеження відносної висоти стиснутої зони:

Умова виконується.

. Потрібна площа перерізу робочої розтягнутої арматури за умовою рівноваги

Приймаємо: Приймаємо 4 діаметра 5 Вр1, і 3 діаметра 8 Вр1

3. Розрахунок і конструювання другорядної балки

.1 Збір навантажень і визначення зусиль

Розрахункову схему другорядної балки приймаємо у вигляді багато прольотної нерозрізної балки з погонним рівномірно розподіленим навантаження.

Крок другорядних балок

Розміри поперечного перерізу другорядної балки

Товщина плити

Визначаємо розрахункові прольоти головної бали:

Перший проліт:

Другий проліт:

Визначення внутрішніх зусиль:

Максимальні величини внутрішніх зусиль в перервах другорядної балки визначаємо за методом граничної рівноваги - з урахуванням перерозподілу зусиль по довжині балки внаслідок пластичних деформацій арматури та бетону.

Згинальні моменти в першому прольоті:

На опорі «В»

в другому прольоті

На третій опорі «С»

Поперечні сили:

на першій опорі «А»

на другій опорі «В» збоку першого прольоту:

на другій опорі «В» збоку другого прольоту

на третій опорі «С» збоку другого прольоту:

3.2 Коректування висоти перерізу

Розміри поперечного перерізу другорядної балки, прийняті орієнтовано в розділі компоновки перекриття, тепер при наявності величин внутрішніх зусиль, маємо можливість уточнити за розрахунком на міцність.

Розрахунок ведемо по перерізу біля другої опори, де стиснута зона бетону знаходиться в нижній частині ребра з дуже малою шириною: b=0,15 м

Згинаючий момент для цього перерізу , а відносну висоту стиснутої зони приймаємо граничну - з урахуванням умов виникнення і розвитку пластичного шарніру:

Відповідний коефіцієнт стиснутої зони:

Залишаємо висоту другорядної балки h=0,58 м

3.3 Визначення робочої арматури

Робочої розтягнуту подовжню арматуру треба визначити у двох перерізах - у першому прольоті над опорою «b».

1) Знаходимо  звисаючі частини полки з кожного боку ребра

)

Приймаємо:

Розрахункова ширина полки

3.4 Розрахунок міцності нормального перерізу

М_с

1)

) Визначаємо положення границі зжатої зони:

Умова виконується, ми розраховуємо балку прямокутного перерізу з шириною .

3)

А₀ = 0,041

Умова виконується.

)

)

Умова виконується.

)

7)

8) Приймаємо: , кількість 2 шт., , площа 1^го стержня А=3,14 см².

)

) Визначаємо положення границі зжатої зони:

Умова виконується, ми розраховуємо балку прямокутного перерізу з шириною .

3)

Умова виконується.

)

)

Умова виконується.

)

7)

) Приймаємо: 2 діаметри 16 АIII і 2 діаметри 10 АIII

4. Розрахунок і конструювання монолітної головної балки

.1 Збір навантажень і визначення зусиль

Розрахункову схему головної балки приймаємо у вигляді трьох пролітної нерозрізної балки з зосередженими силами F.

Крок головних балок 5,8 м

Розміри поперечного перерізу ГБ

Розрахункове погонне навантаження від власної ваги ГБ:

Розраховуємо повне погонне розрахункове навантаження на ГБ з урахуванням другорядних балок, навантаження на та власної ваги балки:

Постійне:

Тимчасове:

Розрахункові прольоти ГБ приймаємо як l01=l=5,535 м

4.2 Розрахунок міцності перерізів, нормальних до подовжньої осі

Робочої розтягнуту подовжню арматуру треба визначити у трьох перерізах - у першому прольоті, у другому прольоті та над опорою «b».

Знаходимо  звисаючі частини полки з кожного боку ребра

Розрахункова ширина полки

4.3 Переріз у першому прольоті

Визначення робочої арматури

Перевіряємо умову знаходження границі стиснутої зони в межах товщини полки

=11,5*10⁶*0,8*0,07 (0,68-0,5*0,07)=415380 Н=415 кН

Умова виконується:

Отже, стиснута зона знаходиться в межах товщини полки,

У цьому випадку розрахунок таврового перерізу балки виконують так же, як прямокутного перерізу шириною:

Визначаємо робочу арматуру в першому прольоті.

Коефіцієнт висоти стиснутої зони

. Відносна висота стиснутої зони бетону - з готових таблиць, або за формулою:

. Потрібна площа перерізу робочої розтягнутої арматури за умовою рівноваги:

Приймаємо: 7 діаметрів 20 АIII

=11,5*10⁶*0,8*0,07 (0,68-0,5*0,07)=415380 Н=415 кН

Умова виконується:

Отже, стиснута зона знаходиться в межах товщини полки,

У цьому випадку розрахунок таврового перерізу балки виконують так же, як прямокутного перерізу шириною:

Визначаємо робочу арматуру в першому прольоті.

Коефіцієнт висоти стиснутої зони

. Відносна висота стиснутої зони бетону - з готових таблиць, або за формулою:

. Потрібна площа перерізу робочої розтягнутої арматури за умовою рівноваги:

4.4 Переріз балки на опорі «В»

В опорному перерізі балки діє від’ємний згинаючий момент, який спричиняє розташування стиснутої зони бетону в нижній частині ребра шириною в=0,25 м а розтягнутої у верхній частині, де знаходиться полка. Таким чином, робочу розтягнуту повздовжню арматуру треба розміщувати у верхній частині перерізу балки, у полці.

; ; ; ;

Перевіряємо виконання умови обмеження відносної висоти стиснутої зони в розрахунках за методом граничної рівноваги з урахуванням перерозподілу зусиль внаслідок пластичних деформацій:

 - умова виконується

Визначаємо потрібну площу перерізу розтягнутої надопорної арматури:

Приймаємо: 10 діаметрів 18 АIII.

Список літератури

1.     Методичні вказівки по виконанню курсового проекту №1 навчального предмету «Залізобетонні та кам’яні конструкції» Розділ 1 «Монолітне залізобетонне перекриття»

2.      Методичні вказівки по виконанню курсового проекту №1 навчального предмету «Залізобетонні та кам’яні конструкції» Розділ 2 «Кам’яні та армокам’яні конструкції»

.        В.Н. Байков, Е.Е.Сігалов «Залізобетонні конструкції» Загальний курс

4.      Пособие по проектированию ж/б конструкций

.        СНіП 2.03.01-84* Бетонні та залізобетонні конструкції

.        СНіП 2-22-81 «Кам’яні та армокам’яні конструкції»

.        ДБН В.1.2-2:2006 «Навантаження і впливи»

.        ГОСТ 23279-85 Сітки арматурні зварні для з/б конструкцій та виробів

багатопрольотний плита балка перекриття