Железобетонные и каменные конструкции

Железобетонные и каменные конструкции

Содержание

I.         Компоновка перекрытия

II.        Расчет монолитной плиты

.        Уточнение толщины плиты

.        Расчет армирования плиты

.        Расчет второстепенной балки

.        Расчет второстепенной балки на действие поперечных перерезывающих сил

III.      Расчет трехпролетного неразрезного ригеля

.        Уточнение размеров ригеля

.        Расчет прочности ригеля по нормальному сечению

.        Расчет ригеля по наклонному сечению

.        Построение эпюры материалов

.        Расчет длины анкеровки

Список используемой литературы

I. Компоновка перекрытия       

Временная нормативная нагрузка:

Vⁿ на подвальном перекрытии 1450 кг/м².

Vⁿ на междуэтажном перекрытии 550 кг/м²;

Сетка колонн: 4,5 х 7,0. Размер здания в осях 13,5*35 м.

Проектируется монолитное железобетонное перекрытие над подвалом многоэтажного промышленного здания под временную нормативную нагрузку Vⁿ=1450 кг/м², сетка колонн 4,5 х 7,0. Здание имеет неполный каркас, т.е. крайними опорами для перекрытий являются кирпичные стены.

Ребристое монолитное перекрытие состоит из трех основных конструктивных элементов:

. Горизонтальная плита, толщиной 6-8 см., воспринимающая непосредственно нагрузку от пола, временную и передающая эту нагрузку на:

. Второстепенные балки (ребра), монолитно связанные с плитой, расположенные на некотором расстоянии друг от друга, называемом шагом второстепенных балок.

. Главные балки, воспринимающие нагрузку, передаваемую второстепенными балками и передающие ее на колонны, и наружные стены. Главные балки тоже монолитно связаны с плитой и со второстепенными балками, т.е. все выполняется в единой опалубке, а все конструктивные элементы завязаны в единое целое общей арматурой. Главные балки могут располагаться как вдоль, так и поперек здания.

Вариант I. Поперечное расположение главных балок.

Вариант II. Продольное расположение главных балок.

Сравнение вариантов компоновки по расходу бетона.

Вариант I.

V_б=3^.L₁^.5^.L₂^.h_пл + n_вб^.5^.L₂^.(h_вб-h_пл)^.b_вб + n_гб^.3^.L₁^.(h_гб-h_пл)b_гб.

 V_б=

Вариант II.

V_б=3^.L₁^.5^.L₂^.h_пл + n_вб^..3^.L₁^.(h_вб-h_пл)^.b_вб + n_гб^..5^.L₂^.(h_гб-h_пл)b_гб.

V_б=

Поперечное расположение главных балок:

Вывод: Из конструктивных соображений для дальнейших расчетов принимается вариант I с поперечным расположением главных балок, т.к. в этом случае мы имеем экономию бетона.

II. Расчет монолитной плиты

плита монолитный ригель

3,2 >2 следовательно балочный тип опирания. В плитах балочного типа изгибающий момент вдоль длинной стороны настолько мал, что им пренебрегают. Для расчета мысленно вырезают полоску шириной 1м в направлении короткой стороны.

Таблица сбора нагрузок.

- класс ответственности 2 следовательно =0,95

- В=1 т.к. верезаем полосу шириной 1м.

. Уточнение толщины плиты

1)Определение исходных данных

М=|Mв|=7,00 (кНм)

Задаемся классами материалов и по СНиПу определяем прочностные характеристики.

Плиты армируются стандартными сварными сетками, которые изготавливаются из проволочной арматуры класса Вр-1.

Исходя из условий =2,3 и =7,0 назначаем класс бетона В20

2) Задаемся шириной

в=1м

 3)

 Назначаю  

2. Расчет армирования плиты

1)     

 <

2)     

 <

≤1,96 см² значит армирование плиты осуществляем рулонными сетками

Дано :  

Принимаем сетки:

 As (10Ø5)= 1,96 см²

 As (10Ø3)= 0,71 см²

3. Расчет второстепенной балки

1) Расчётные пролёты

 - крайних пролётов балки

- средние пролёты

2) Расчётные нагрузки

) Определение расчётных усилий

Расчётные усилия определяем с учётом их перераспределения за счёт проявления пластических деформаций арматуры и бетона:

а) изгибающие моменты:

б) поперечные силы

- на крайней опоре

 =0,4∙q∙lкр = 0,4∙41,56∙6,78 = 113,04 кН

- на первой промежуточной опоре слева

 =-0,6∙q∙lкр = -0,6∙41,56∙6,78 = -169,06 кН

- на первой промежуточной опоре справа

=0,5∙q∙lср = 0,5∙41,56∙6,8 = 141,30 кН

4) Уточнение размеров второстепенной балки

Балки армируются сварными каркасами с рабочей продольной арматурой класса А-111 d>10мм.

 в=(0,3-0,5)h

Следовательно ПРИНИМАЕМ: в=0,2 м

h=0,55 м

=0,52 м

5) Расчет арматуры от действия положительных изгибающих моментов

М= (кН\м)

условие выполняется

1)     

)       

Принимаем нижнюю арматуру в каркасе К-1:

К-1 As(2 Ø25)=9,82 =9,57

Нижняя арматура в каркасе К-2:

К-2 As(2 Ø22)=7,60=6,52

Верхняя арматура в каркасе К-1 и К-2 ставится конструктивно

К-1 и К-2 As(2 Ø10)=1,57

6) Расчет арматуры от действия отрицательных изгибающих моментов

3)     

)       

Для восприятия отрицательных изгибающих моментов над опорами раскатывают сетки в 2 слоя в разбежку.

Пересчитаем требуемую площадь арматуры на 1 сетку на 1м ширины.

армирование осуществляется плоскими сетками

Плоские сетки раскладывают поперек главных балок, 2 или 3 штуки в пролете с нахлестом не менее 200 мм.

Рабочая продольная арматура

 Принимаем сетки:

 As (5Ø8) = 2,51 см²

 As (7Ø6) = 1,98 см²

4. Расчет второстепенной балки на действие поперечных перерезывающих сил

1) Определение расчетных данных

Назначаю  

As,w(2Ø8)=1,01

Rs,w=255МПа

При опорной зоне:

Принимаю

В средней части:

Принимаю

)

)

) Рассчитываем промежуточное значение

) Определяем интенсивность поперечного армирования

) Определяем расстояние от опоры до конца наклонной трещины

C

)Определяем несущую способность сжатой зоны бетона

8)Определяем длину проекции наклонной трещины на продольную ось

 следовательно =0,71м

) Определяем несущую способность поперечной арматуры

) Проверка прочности

условие выполняется

III.    
Расчет трехпролетного неразрезного ригеля

Для такого типа ригелей расчетная длина в среднем пролете: lср=l1=4,5 м

В крайнем пролете расчетная длина - это расстояние от оси колонны до центра площадки опирания ригеля на каменную кладку: Lкр= l1-0,125м=4,375 м

 Таблица сбора нагрузок

Определение усилий в ригеле:

Погонная временная нагрузка

Погонная постоянная нагрузка

Схема нагрузки  М1 М2

МВ

QA

QBлев

QBпр

gпог=75,62 кН/м0,08

,790,025

,28-0,1

,900,4

,34-0,6

,500,5

Vпог=43,89 кН/м0,101

,85-0,05

,44-0,05

,210,45

,41-0,55

,610

 Vпог=43,89 кН/м-0,025

,000,075

,66-0,05

,21-0,05

,60-0,05

,600,5

 Vпог=43,89 кН/м---0,117

,110,383

,54-0,617

,480,583

Определение изгибающих моментов и поперечных сил

 Mb(1+2)= -192,11

Для балок допускается снижение изгибающего момента на опоре В не более 30%.

 =>

В этом случае на опоре В откладывается одна точка

 1)

)

)

)

1. Уточнение размеров ригеля

1.

Ригели армируются сварными каркасами с рабочей продольной арматурой класса

А -111 d>10мм Rs=365Мпа. Ригели изготавливают из тяжелых бетонов класса В15-25.

НАЗНАЧАЮ класс бетона В15.

. Задаемся шириной ригеля =0,2м

.

h=0,75м

b = 0,25 =>

Назначаем h=0,65м

Назначаем =0,6м

. Расчет прочности ригеля по нормальному сечению

1. Расчет нижней арматуры в крайнем пролете

В результате арматуру ставим в 2 ряда

As(4 Ø 20)=12,56

. Расчет нижней арматуры в среднем пролете

В результате арматуру ставим в 2 ряда

As(4 Ø 14)=6,16

. Расчет верхней арматуры в среднем пролете

В результате арматуру ставим в 1 ряд

As(2 Ø 3)=0,14

. Расчет верхней арматуры на опоре В.

В результате арматуру ставим в 1 ряд

As(2 Ø 25)=9,82

3. Расчет ригеля по наклонному сечению

1) Определение расчетных данных

Назначаю  

As,w(2Ø8)=1,01

Rs,w=285МПа

h = 650мм

При опорной зоне:

Принимаю

В средней части:

Принимаю

)

)

4) Рассчитываем промежуточное значение

) Определяем интенсивность поперечного армирования

) Определяем расстояние от опоры до конца наклонной трещины

,56=107,46

C

)Определяем несущую способность сжатой зоны бетона

)Определяем длину проекции наклонной трещины на продольную ось

 следовательно =0,8м

) Определяем несущую способность поперечной арматуры

) Проверка прочности

условие выполняется

4. Построение эпюры материалов

. Несущая способность нижней арматуры в крайнем пролете

Аs(4Ø20) = 12,56см²

2. Несущая способность нижней арматуры в крайнем пролете после обрыва

Аs(2Ø20) = 6,28см²

. Несущая способность нижней арматуры в среднем пролете

Аs(4Ø14) = 6,16см²

. Несущая способность нижней арматуры в среднем пролете после обрыва

Аs(2Ø14) = 3,08см²

5. Несущая способность верхней арматуры в среднем пролете

Аs(2Ø3) = 0,14см²

6. Несущая способность верхней арматуры на опоре В

Аs(2Ø25) = 9,82см²

7. Несущая способность верхней арматуры в крайнем пролете - ставится конструктивно.

Арматура Аs(2Ø10) = 1,57см²

5. Расчет длины анкеровки

Длину анкеровки обрываемых стержней определяем по формуле

 или

Qi - поперечная перерезывающая сила в i-й точке

- интенсивность поперечного армирования в i-й точке

)  или

Принимаем

)  или

Принимаем

)  или

Принимаем

)  или

Принимаем

)  или

Принимаем

Список используемой литературы

1.      СНиП 2.3.1-84. Бетонные и железобетонные конструкции. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1985 - 79 с.

.        Байков Б.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции: Общий курс. - М.: Стройиздат, 1985 - 728 с.

.        Методические указания к курсовому проекту «Железобетонные и каменные конструкции» Проектирование сборного многопролетного ригеля. 1986 - 16 с., Кащишена С.Р., Гаянов Ф.Ф.

.        Методические указания к курсовому проекту «Железобетонные и каменные конструкции» Проектирование монолитной многопролётной плиты перекрытия. 1986 - 28 с.,Кащишена С.Р., Гаянов Ф.Ф.