Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
23
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ПРИДНІПРОВСЬКА ДЕРЖАВНА АКАДЕМІЯ
БУДІВНИЦТВА ТА АРХІТЕКТУРИ
КАФЕДРА ЗАЛІЗОБЕТОННИХ ТА КАМ’ЯНИХ
КОНСТРУКЦІЙ
КУРСОВА РОБОТА
«Проектування монолітного ребристого перекриття»
Виконав : ст. гр. СГБ-10
Журавель А.В.
Перевірила : Нікіфорова Т.Д.
1. Вихідні дані
Кількість прольотів головної балки – 3.
Кількість прольотів другорядної балки – 5.
Величина прольотів головної балки – 6,0 м.
Величина прольотів другорядної балки – 7,2 м.
Змінне навантаження на перекриття v = 8 кН/м2,
Коефіцієнт надійності за призначенням будівлі = 0,95.
Коефіцієнт надійності по навантаженню = 1,2.
Бетон важкий класу С15/20 (В20) (розрахункова міцність на стиск =11,5 МПа, міцність при осьовому розтязі =0,9 МПа). Коефіцієнт умов роботи бетону = 0,9.
Армування плити у вигляді рулонних сіток із арматури класу А400С з = 375 МПа. Робоча поздовжня арматура другорядної балки прийнята в прольотах і на опорах у вигляді окремих стержнів із арматури класу А500С з = 455 МПа.
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
2. Компонування перекриття
Монолітне ребристе перекриття компонується з поперечними головними балками і поздовжніми другорядними балками (рис. 2.1). З економічним міркувань приймають таку відстань між другорядними балками, щоб товщина плити була якомога меншою, тобто прогін плити призначають в межах 1,7 – 2,7 м. Другорядні балки розміщуються по осях колон і в третинах прольоту головної балки, при цьому прольоти плити між осями ребер дорівнюють 6 / 3 = 2 м.
Попередньо задаємося розмірами перерізів балок. Головна балка буде мати висоту в межах 1/8 -1/15 прольоту, тобто см, ширина складе см. Другорядна балка відповідно буде мати см, см.
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
Рис. 2. 1. Конструктивна схема монолітного ребристого перекриття з
балочними плитами
Мінімальна товщина монолітної залізобетонної плити для міжповерхових перекриттів промислових будівель мм. Згідно з заданим корисним навантаженням за приймаємо мм.
Підрахунок навантажень на 1 м2 перекриття приведений в табл. 3.1.
Таблиця 3.1
|
Навантаження |
Характеристичне навантаження, Н/м2 |
Коефіцієнт надійності за наван- таженням, |
Розрахун-кове наван- таження, Н/м2 |
|
Постійне: |
|||
|
а) плита мм (при питомій вазі залізобетону кН/м3) 0,07 м * 25000 Н/м3 |
1750 |
1,1 |
1925 |
|
б) підготовка мм |
1200 |
1,3 |
1560 |
|
в) підлога мм |
|||
|
Разом: |
= 3485 |
||
|
Змінне |
8000 |
1,2 |
= 9600 |
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
Повне розрахункове навантаження
Н/м2.
Для розрахунку багатопрольотної плити виділяємо смугу шириною 1 м (І розрахункова смуга плити, рис. 2.1), при цьому розрахункове навантаження на 1 м довжини плити 13085 Н/м. З урахуванням коефіцієнта надійності за призначенням будівлі навантаження на 1п.м буде
Н/м.
Оскільки співвідношення сторін плити
(6– 0,25) : (2,40 – 0,2) = 2,34 > 2
плиту розраховуємо як багатопрольотну балку з прольотом 2,4 м.
Балочні плити з рівними прольотами при роздільному армуванні раціонально розраховувати з урахуванням перерозподілу згинальних моментів при рівномірно розподіленому навантаженні (рис. 3.1):
А-А
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
Рис. 3.1. Балочна плита
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
У випадку безперервного армування плит рулонними сітками , які мають поздовжню робочу арматуру, величину згинального момента в першому прольоті і на першій проміжній опорі приймають
де – середній проліт , тобто відстань між гранями другорядних балок
м
– крайній прогін, тобто відстань від грані крайньої балки до осі опори плити в стіні (рис. 3.1)
м
Для середніх прольотів і середніх опор Нм.
Для крайніх прольотів плити Нм.
Для першої проміжної опори Нм
Оптимальний процент армування для плити в середніх прольотах , в крайніх прольотах . Приймаємо . Товщину плити обчислюємо за максимальним моментом в першому прольоті.
Відносна висота стиснутої зони
;
При визначаємо . Обчислюємо робочу висоту перерізу
см.
Товщина плити визначається за формулою
,
де - діаметр робочого стрижня плити;
- захисний шар.
Для плит см захисний шар повинен дорівнювати 10 мм і бути не меншим за , при см мм і не менше за .
Задамося діаметром робочого стрижня мм, тоді
см.
Конструктивно приймаємо см.
В середніх плитах (ІІ розрахункова смуга плити, рис. 2.1), оточених по всьому контуру монолітно зв’язаними з ними балками, виникає розпір, тому якщо , згинальний момент зменшують на 20%, це враховується при підборі арматури. При - умова виконується.
Робоча висота перерізу плити
см
В середніх прольотах і на середніх опорах (переріз 1-1, рис. 3.2)
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
Визначаємо .
см2
За табл. Д.5 і Д.6 [8] обираємо зварну рулонну сітку С1 з поздовжньою робочою арматурою марки
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
С1 (см2)
В середніх оточених балками прольотах та опорах плити (переріз 2-2 рис. 3.2) з урахуванням розпору момент зменшуємо на 20%.
;
см2
За табл. Д.5 і Д.6 [8] аналогічно обираємо зварну рулонну сітку С2 марки
С2 (см2).
4. Другорядна балка монолітного перекриття
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
Розрахункове навантаження на 1 м балки при ширині вантажної площі 2 м (рис. 1) представлено в таблиці 4.1.
Таблиця 4.1
|
Постійне: |
|
|
а) плита і підлога (на основі даних табл. 2 м) |
3,485*2,0 = 6,97 кН/м |
|
б) другорядна балка з поперечним перерізом см (при питомій вазі залізобетону кН/м3) з урахуванням коефіцієнта надійності за навантаженням |
кН/м |
|
Разом: |
9,01 кН/м |
|
з урахуванням коефіцієнта надійності за призначенням будівлі |
кН/м |
|
Змінне (на основі даних табл. 2 з урахуванням м) |
кН/м |
Повне навантаження
кН/м.
Розрахункова схема балки (рис. 4.1) передбачається нерозрізною з рівними прогонами або з такими, що відрізняються не більше ніж на 20%. Розрахункові згинальні моменти в прольотах та біля граней опор з урахуванням перерозподілу згинальних моментів внаслідок пластичних деформацій розраховуються за формулами:
- середній прогін, тобто відстань між гранями сусідніх головних балок.
м;
- крайній прогін.
Приймаємо довжину площадки обпирання другорядної балки на стіну 250 мм, отримуємо м.
Обчислюємо згинальні моменти:
кН·м
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
кН·м
кН·м
Поперечні сили:
кН;
кН.
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
Рис. 4.1. Другорядна балка
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
4.3 Побудова обвідної епюри моментів
Обвідна епюра моментів графічно зображує значення максимальних та мінімальних моментів в будь-якому перерізі балки при різних її завантаженнях тимчасовим навантаженням.
Побудова обвідної епюри моментів в другорядній балці від різних завантажень виконується за формулою
Значення коефіцієнта визначається з урахуванням інтерполяції для додатних моментів – за рис. 4.2, для від’ємних – за табл. 4 [8] в залежності від співвідношення .
У даному прикладі співвідношення .
кНм
кНм
кНм
кНм
кНм
кНм
кНм
кНм
кНм
кНм
кНм
кНм
кНм
кНм
кНм
кНм
За цими даними будуємо епюру моментів.
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
Рис. 4.2. Коефіцієнти обвідної епюри моментів другорядної балки
Висоту перерізу підбираємо за опорним моментом при . По табл. 3 при визначаємо . На опорі момент від’ємний – полиця балки в розтягнутій зоні. Переріз працює як прямокутний з шириною ребра см. Обчислюємо робочу висоту перерізу
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
см.
Повна висота перерізу
см; .
Приймаємо розміри перерізу балки кратними 5 см, тоді
см; см.
Робоча висота балки: в прогоні см см; на опорі см см. В прольотах переріз тавровий. Розрахункова ширина полиці . Консольні звиси полиць приймаються:
см
З отриманих значень береться до розрахунку найменше , тобто 80 см.
Тоді см.
При розрахунку таврових перерізів розрізняють два випадки розташування нижньої межі стиснутої зони: в межах полиці (рис. 4.3 а) та нижче полиці (рис. 4.3 б).
Рис. 4.3 Розрахункові схеми нормального перерізу другорядної балки
а, б – в прольотах, в – біля граней опор
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
При розрахунку міцності нормальних перерізів в прольотах другорядної балки необхідно з’ясувати випадок розрахунку таврового перерізу, для цього розташування нейтральної осі визначається з рівняння
якщо
нейтральна вісь розташована в межах полиці (рис. 4.3 а) і переріз балки розраховують як прямокутний шириною , де - згинальний момент в прогоні другорядної балки.
Умова виконується, отже нейтральна вісь розташована в межах полиці.
, см, нейтральна вісь розташована в межах полиці, .
см2.
За табл. 4 [8] приймаємо 416 см2.
;
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
см2.
За табл. 4 [8] приймаємо 212 А500С + 214 А500С з см2.
На від’ємний момент кНм переріз працює як прямокутний з розмірами см (рис. 4.3 в).
;
см2.
За табл. 5 приймаємо 212 А500С з см2.
Переріз працює як прямокутний з розмірами см.
;
см2.
Приймаємо 220 А500С з см2.
4. Переріз на середніх опорах, кНм
;
см2;
Приймаємо 218 А500С з см2.
Другорядна балка має тавровий переріз. Згідно з [1, п. 5.25] мм. З умови зварюваності з мм за додатком ІІ мм. Отже, приймаємо мм, см2 класу Вр-І з МПа.
Згідно з конструктивними вимогами [1, п. 5.27] на приопорних ділянках балок довжиною крок хомутів
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
см;
в середній частині прогону
см. Остаточно приймаємо крок хомутів на при опорних ділянках 15 см в середній частині – 30см.
В другорядній балці буде встановлено два каркаси.
Тоді 25 мм см2.
Зусилля в поперечних стрижнях на одиницю довжини балки визначаємо за формулою
Н/см.
Довжина проекції небезпечної похилої тріщини
см
Крім того, см.
Перевіряємо умову
Н/см,
де - коефіцієнт, що враховую вплив поздовжніх сил (в даному випадку їх немає, отже, = 0);
- коефіцієнт, що враховує вплив стиснутих полиць в таврових елементах; обчислюється за формулою
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
, але не більше 0,5.
При цьому приймається не більше
см
Для важкого бетону
Умова виконується, оскільки 1019 > 600.
Довжина проекції небезпечної похилої тріщини
см
Приймаємо см.
;
;
.
Максимальна величина поперечної сили кН.
Розрахунок залізобетонних елементів за похилими перерізами виконується згідно [1, пп. 3.31 – 3.35], для забезпечення міцності за такими трьома етапами:
Перший етап – розрахунок міцності другорядної балки на дію поперечної сили по похилій смузі між похилими тріщинами, виконується за формулою 72 [1]
кН
Умова виконується, отже розміри поперечного прерізу балки є достатніми.
Другий етап – розрахунок на дію поперечної сили по похилій тріщині, виконується за формулою 75 [1] (в даному випадку , оскільки в каркасі немає відгинів)
.
Поперечна сила, що сприймається бетоном
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
кН
Умова виконується, тобто 66,6> 43,96.
Поперечна сила, що сприймається хомутами
кН.
За умов кН
ою кН кН.
Таким чином, приймаємо на при опорних ділянках мм; мм, в середній частині прогону мм; мм.
Третій етап – розрахунок на дію згинального моменту по похилій тріщині (в даному випадку не проводимо, оскільки виконані всі конструктивні вимоги).
Ординати епюри матеріалів (арматури) чисельно дорівнюють згинальним моментам, які може сприйняти балка в будь-якому зі своїх перерізів. Порівнюючи обвідну епюру моментів з епюрою матеріалів, роблять висновок про економічність запроектованої балки.
Міцність балки буде забезпечено, якщо момент від зовнішніх розрахункових навантажень не буде перевищувати момент, який здатна сприйняти балка в розрахунковому перерізі. Отже, епюра матеріалів повинна перекривати обвідну епюру моментів на всій довжині другорядної балки.
Для побудови епюри матеріалів необхідно, маючи розміри поперечного перерізу балки і перерізу арматури, обчислити той внутрішній згинальний момент, який балка може витримати
.
Переріз в першому прольоті.
Нижня арматура: раніше було обчислено 416 А500С см2; ; см.
кНм.
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
Верхня монтажна арматура приймається з умови
мм мм мм
По аналогії з верхньою арматурою 28 А400С см2; ; см.
кНм.
Переріз в середньому прольоті.
Нижня арматура: раніше було обчислено 212 А500С + 214 А500С см2; ; см.
кНм.
Верхня арматура: раніше було обчислено 212 А500С см2; ; см.
кНм.
Переріз на першій проміжній опорі.
Робоча арматура – 220А500С з см2 або 2 сітки площею на 1 п. м см2. На дві сітки шириною 2,0 м см2;
При ; см
кНм.
Переріз на другій проміжній опорі.
Робоча арматура –218 А500С з см2 , або 2 сітки площею на 1 п. м см2.На дві сітки шириною 2,0 м см2;
; см.
кНм.
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
Послідовність побудови епюри матеріалів:
де - поперечна сила в місці теоретичного обриву стержнів, приймається графічно за епюрою ;
- граничне зусилля в поперечних стрижнях на одиницю довжини балки, обчислюється в точці теоретичного обриву стержнів.
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
Література